В основе работы котлов индукционного типа лежит принцип преобразования электрического тока в тепловую энергию. Их конструкция предусматривает специальное устройство – индуктор (трансформатор) с двумя обмотками. Вихревые токи, возникающие при подаче электричества на котел, воздействуют на короткозамкнутый виток, который также играет роль корпуса. Создаваемый запас энергии переходит на вторичную обмотку, которая незамедлительно преобразует его в тепло и отдает теплоносителю. При этом устройство оснащается двумя патрубками: один из них предназначен для подачи охлажденного теплоносителя, а второй – выхода уже горячего.
Таким образом, можно выделить следующие этапы работы индукционного котла:
Вода (либо иной теплоноситель) поступает в котел.
Подается электроэнергия на внутреннюю обмотку.
Происходит нагревание сердечника и вторичной обмотки.
Нагревается теплоноситель.
Преимущества и изготовления отопительного прибора своими рукам
Индукционные котлы потребляют небольшое количество электроэнергии, поэтому их обслуживание станет достаточно выгодным для владельцев. Кроме того, можно выделить немало дополнительных преимуществ:
быстрый разогрев теплоносителя (в течение 3-5 минут);
КПД в размере 95-100% (полное преобразование электрической энергии в тепловую);
высокая температура разогрева жидкости (от 35°С);
невосприимчивость к образованию накипи на внутренних стенках устройства;
длительный срок эксплуатации;
отсутствие продуктов сгорания.
Обогреватели подобного типа встречаются в продаже, однако стоят достаточно дорого. При этом для самостоятельной сборки индукционного нагревателя понадобится не слишком много деталей и минимум специальных навыков, поэтому можно вполне попробовать сделать его своими руками.
Основные элементы оборудования
Котел индукционного типа, создаваемый в домашних условиях, будет включать в себя следующие конструктивные элементы:
Индуктор – основной компонент устройства, представляющий собой трансформатор с двумя обмотками.
Нагревательный элемент или сердечник в форме трубы с большим диаметром либо нескольких соединенных параллельно труб меньшего сечения.
Патрубки, через которые производится врез устройства в тепловую сеть. Один из них применяется для подводки жидкости в котел, а второй – для ее подачи в систему отопления.
Инвертор – устройство для преобразования постоянного электрического тока в высокочастотный.
Что касается подготовки материалов для работы, большинство из них представлены в продаже, например, индуктор и элементы арматуры. Последние можно также изготовить самостоятельно, следуя по размещенным в открытом доступе чертежам. В качестве инвертора вполне подойдет рабочий элемент сварочного аппарата. Особенно эффективными являются приборы с функцией регулировки мощности.
Важно уделить внимание силе тока, с которой работает инвертор. Учитывая, что большинство сварочных аппаратов имеют мощность 15А, прибор нужно будет усилить при помощи катанки или проволоки из нержавейки диаметром около 10 мм. Проволока нарезается на фрагменты, которые помещаются в электромагнитное поле для обеспечения оптимального по мощности подогрева.
Как собрать индукционный котел
Чтобы изготовить корпус устройства, следует взять толстостенную трубу из пластик диаметром от 50 мм. В зависимости от типа отопительной системы применяются соответствующие патрубки для подключения оборудования. В корпус помещаются подготовленные заранее фрагменты проволоки. При этом на дно лучше уложить мелкоячеистую металлическую сетку и точно такую же – поместить в верхней части корпуса. Так содержимое будет надежно закреплено в первичной обмотке. Полученная заготовка станет основой для создания индукционной катушки.
На заготовку наматывается медный эмалированный провод. Всего понадобится 90 витков, которые нужно как можно аккуратнее и ровнее располагать возле центра детали. Полученное устройство устанавливается в систему отопления. Предварительно нужно слить из нее теплоноситель и подумать, где лучше всего установить котел. На этом участке нужно разметить трубу и вырезать из нее фрагмент, соответствующий по длине отопительному прибору. На этом месте и выполняется монтаж самодельного индукционного котла. После соединения катушки с инвертором систему следует вновь заполнить теплоносителем.
Как только сборка будет полностью завершена, устройство необходимо протестировать. Делать это можно только при наличии в отопительном устройстве жидкости. При работке котла «на сухую» возникает риск плавления пластикового корпуса из-за высокой температуры и частичного разрушения всей отопительной системы. Кроме того, важно убедиться в надежном заземлении отопительного прибора, чтобы его эксплуатация была полностью безопасной.
Особенности вихревых индукционных котлов
Отдельной разновидностью индукционных котлов являются вихревые устройства, которые так же работают от высокочастотного напряжения и оборудуются инвертором. Их главная особенность заключается в отсутствии вторичной обмотки. В качестве нее выступают металлические детали агрегата, изготавливаемые из материалов с ферромагнитными свойствами. В результате при подаче тока на первичную обмотку устройства увеличивается напряженность внутреннего электромагнитного поля.
По мере воздействия электричества в устройстве образуются мощные вихревые токи, практически мгновенно разогревающие все ферромагнитные поверхности. С учетом меньшего количества функциональных деталей вихревые котлы являются достаточно компактными, хотя и более тяжелыми из-за использования металла. Так или иначе, все массивные металлические элементы конструкции участвуют в теплообмене, что приближает КПД устройства к 100%. Таким образом, можно сделать выбор в пользу изготовления вихревого индукционного котла, используя для этого металлические материалы вместо пластиковых.
Порядок сборки вихревого устройства
Несмотря на определенные различия в работе, вихревые котлы изготавливаются практически в том же порядке, что и классические индукционные. Важно лишь обладать навыками выполнения сварочных работ, поскольку будут использоваться исключительно металлические детали. Для работы понадобятся:
два отрезка толстостенной трубы из металла одинаковой длины, но разного диаметра (для соединения друг с другом).
эмалированная обмоточная проволока из меди;
трехфазный инвертор (подойдет от сварочного аппарата, но с максимальной мощностью);
теплоизоляционный кожух.
Приступите к работе, начав процесс с изготовления корпуса будущего устройства. Возьмите трубу большего диаметра и вставьте вовнутрь второй детали. Выполните их сварку таким образом, чтобы между стенками деталей оставалось некоторое пространство. В результате полученное изделие будет походить в разрезе на баранку. Для изготовления крышки и основания корпуса воспользуйтесь стальным листом толщиной от 5 мм. Так вы получите полый бак котла цилиндрической формы.
Выполните врезку в стенки корпуса двух патрубков для подачи холодной и отвода горячей жидкости. При конфигурировании патрубков и их диаметров ориентируйтесь по размерам отопительных труб (возможно, понадобятся переходники). Далее приступите к намотке проволоки. Ее следует аккуратно и соблюдением достаточного натяжения намотать на корпус котла.
Как и в первом случае, в качестве нагревательного элемента можно использовать намотанную проволоку, а корпус прибора – укрыть теплоизоляционным кожухом. За счет этого будет обеспечиваться лучшая теплоотдача. Также увеличится КПД устройства, а его эксплуатация будет более безопасной. Теперь выполните врезку котла в отопительную систему, предварительно слив теплоноситель. Вырежьте подходящий по длине участок трубы и приварите к этому месту сам прибор.
Остается лишь подвести питание к отопительному прибору и подключить инвертор. Перед началом эксплуатации устройства и проведения первых испытаний необходимо заполнить теплоносителем магистраль. После этого можно сделать пробный пуск. Запустите устройство на небольшой мощности и убедитесь в надежности всех сварных швов. При отсутствии протечек можно постепенно повышать мощность до максимума.
