Индукционный котел отопления своими руками: практическое

Дает ли индукционная схема нагрева теплоносителя какие-то настоящие преимущества? Как она экономична если сравнивать с ТЭНами? Как устроен индукционный котел? Трубно ли собрать его самостоятельно? Попытаемся ответить на эти вопросы.

На фото - самодельный индукционный котел.

Что это такое

Сущность явления электромагнитной индукции, открытой Майклом Фарадеем в 1831 году - в том, что в помещенном в магнитное поле проводнике возбуждается электрический ток. Эффект, например, лег в базу принципа работы любого современного трансформатора.

В случае если намотать на ферромагнитный сердечник две подать и изолированные обмотки на одну из них, скажем, 220 вольт, то на второй появится напряжение, относящееся к этим 220 вольтам так же, как количество витков вторичной обмотки относится к количеству витков первичной.

С обмоток трансформатора возможно снять напряжение с нужными чертями и применять его для работы электродвигателя либо электроники. А что, в случае если в генерирующую вихревые токи обмотку поместить не подключенный ни к чему ферромагнетик?

Разумеется, появляющаяся ЭДС (электродвижущая сила) всецело преобразуется в кинетическую энергию перемещения его молекул. Несложнее говоря - в нагрев.

Справка: как раз так работают индукционные плавильные печи и кухонные плиты на сталелитейных фирмах.

Отправимся потом. Что, в случае если поместить ферромагнитный сердечник в поток воды, движущейся в замкнутом контуре? Разумеется, вода начнёт охлаждать его и нагреваться сама.

Принципиальная схема индукционного котла.

Так, на выходе мы возьмём готовый электрический котел для отопления дачи.

Стоит только решить пара технических неприятностей:

  • Подобрать сердечник из некорродирующего материала.
  • Изолировать его от катушки, обеспечив наряду с этим герметичность конструкции.
  • Сделать так, дабы сама катушка не перегревалась при прохождении через нее громадных токов.

Преимущества индукционной схемы

В большинстве случаев, цена индукционных котлов заводского изготовления в среднем заметно выше, чем у ТЭНовых аналогов, и начинается от 20-25 тысяч рублей при 4-киловаттной мощности устройства.

Дабы не быть бездоказательными, приведем параметры нескольких устройств, присутствующих на русском рынке.

Модель Электрическая мощность, Вт Цена, рубли Производитель Площадь обогрева
ВИН-5 4250 27000 Россия 60-150
Индикатор 4000 18000 Украина 200
Эдисон-5 5000 35000 Европа 100-120
ИНЭРА SAV 4500 30000 Россия 50-80

В качестве обоснования более большой стоимости продавцы и производители приводят два аргумента:

  1. Индукционный котел более долговечен если сравнивать с ТЭНовым аналогом.
  2. Он снабжает большую (до 40-50%) экономию электричества, что разрешит затратам быстро окупиться.
Эта табличка предлагает сравнить расходы в случае использования котлов разных конструкций. Не спешите верить ей.

Давайте попытаемся оценить правдивость обоих утверждений.

Долговечность

Утверждения о том, что индукционная конструкция только отказоустойчива и долговечна - полная правда.

Обстоятельства?

  • В котле нет движущихся частей. Раз так - всецело отсутствует механический износ конструкции.
  • Он избавлен от главной неприятности ТЭНов - известкования нагревательных элементов. Известковая накипь неспешно теплоизолирует трубчатые нагреватели и ведет к их перегреву.

Любопытно: при возбуждении в сердечнике индуктора вихревых токов он чуть заметно вибрирует, что содействует самоочистке поверхности.

Экономичность

Давайте отыщем в памяти базы физики.

  • С позиций сэра Исаака Ньютона, энергия никуда не девается и ниоткуда не берется. Вечный двигатель неосуществим; для нагрева фиксированного объема воздуха на 10 градусов необходимо израсходовать строго определенное количество тепловой энергии независимо от конструкции нагревателя.
Сэр Ньютон не верил в чудеса.
  • При любых преобразованиях энергии любого типа она, в конечном итоге, или делает физическую работу (другими словами перемещает владеющий ненулевой массой объект против вектора гравитации), или употребляется для нагрева внешней среды.

Выделим: КПД любого электрического прибора прямого нагрева равен 100%.

Вся израсходованная электричество всецело преобразуется в тепло; на 1 КВт электрической мощности возможно взять 1 КВт тепловой.

Так, единственное, чем возможно было бы в теории растолковать якобы более высокую эффективность индукционного котла - меньшее рассеивание тепла в окружающей среде.

Данный аргумент не выдерживает никакой критики:

  1. При установке котла в отапливаемом помещении тепло, не поглощенное теплоносителем, все равно расходуется на обогрев.
Выделяющееся на обмотке тепло расходуется на обогрев дома.
  1. На 50% меньшие потери тепла при сопоставимой либо нехорошей теплоизоляции корпуса котла выглядят, мягко говоря, вызывающе большие сомнения.

Выводы очевидны:

  • Рыночная цена индукционных устройств неправомерно завышена.
  • Их экономичность - как сказал один из героев Булгакова, обычный случай так именуемого лжи. Электрическая мощность прибора подбирается из расчета стандартных 40 ватт на кубометр отапливаемого помещения. Попытка обогреть 4-киловаттным прибором 200-метровый дом приведет только к осознанию недавним клиентом того, что он был через чур наивен.
Вы в самом деле поверили в нарушение закона сохранения энергии?

Очумелые ручки

Не обращая внимания на нагромождения дезинформации, сама по себе индукционная схема более чем в праве на судьбу. Завышенная рыночная цена в полной мере закономерно ведет к мысли изготавливать индукционные котлы отопления своими руками. Как это сделать?

Корпус

Он должен быть:

  • Диэлектрическим.
  • Достаточно прочным.
  • Разрешающим герметично подключить его к отопительному контуру.

Самое очевидное решение и простой - полипропиленовая труба диаметром 40 миллиметров. В совершенстве - с армированием фиброй, которая очень положительно повлияет на прочностные качества корпуса.

Армированная фиброй полипропиленовая труба.

Обмотка

Чтобы изолировать нагревающуюся при подаче питания катушку индуктивности от термопластичного полипропилена, поверх корпуса нужно наклеить пара текстолитовых полос. Чем клеить? Самое очевидное решение и простой - силиконовый герметик: он владеет приемлемой адгезией к пластикам и замечательно переносит умеренный нагрев.

Принципиальный момент: лучше брать герметики от именитых производителей ( Ceresit, Момент и т.д.). Недорогие герметики отличаются от них прежде всего куда нехорошей адгезией к проблемным поверхностям, к каким, понятное дело, относится и ровная стена полипропиленовой трубы.

Сама катушка наматывается бронзовым эмалированным проводом диаметром около 1,5 миллиметров (сечение 2,25 мм2). Неспециализированная протяженность обмотки должна быть равна 10-15 метров. Витки лучше накладывать с маленьким постоянным зазором.

Намотанная по текстолиту катушка.

Сердечник

Каким он должен быть?

  • Проводящим. Вихревые токи не будут наводиться в диэлектрике.
  • Ферромагнитным. Диамагнетик не начнёт взаимодействовать с электромагнитным полем.
  • Нержавеющим. Коррозия в замкнутом контуре отопления нам очевидно ни к чему.

Вот пара вероятных решений.

  • Винтовой шнек, хорошо входящий в трубу. Двигаясь по канавкам в нем, вода будет отбирать максимум тепла.
  • Рубленая нержавеющая проволока. Она не весьма эргономична тем, что импровизированный котел нужно будет ограничить с обеих сторон железной сеткой.
  • Скатанные из нихромовой проволоки "ежики", хорошо засунутые в трубу.
  • Наконец, самая несложная инструкция: подобным образом в трубе возможно разместить железные (нержавеющие) мочалки для посуды.
Мочалка из нержавеющей стружки вполне может стать нагревательным элементом для котла.

По окончании того, как сердечник занял свое место, котел снабжается с обеих сторон переходниками с полипропилена диаметром 40 мм на резьбы ДУ20 либо ДУ25. Они не разрешат выпасть сердечнику и разрешат монтировать котел в любой контур, покинув соединения разборными.

Преобразователь питания

Что будет, в случае если намотанную нами катушку индуктивности к розетке?

Давайте выполним несложный расчет.

  • Удельное сопротивление бронзового проводника при +20С равняется 0,175 Ом*мм2/м.
  • При сечении в 2,25 мм и длине 10 метров полное сопротивление катушки будет равным 0,175/2,25*10=0,7 Ома.
  • Следовательно, при подаче на проводник 220 вольт через него потечет ток в 220/0,7=314 А.

Для сравнения: при расчете проводки для меди сечение подбирается из расчета 10 А/мм2.

Итог мало предсказуем: при подаче тока в 10 с лишним раз выше расчетного наш проводник попросту расплавится.

Очевидное решение - снизить напряжение питания. Преобразователь должен быть достаточно замечательным, дабы дать как минимум 2,5 - 3 киловатта.

Готовым преобразователем таковой мощности может стать сварочный инвертор с регулировкой тока. Регулировка не только убережет обмотку от перегрева, но и разрешит плавно регулировать действенную мощность отопительного котла. При выходном напряжении инвертора в 80 вольт большая надёжная для температуры обмотки мощность будет равна примерно 2 КВт.

Для наших целей подойдет самый недорогой прибор: потребность в токе не превысит 30 ампер.

Затраты

Из сколь-нибудь значительных затрат стоит упомянуть разве что сварочный инвертор (от 6000 рублей) и паяльник для полипропилена (от 1000 рублей). Еще максимум в 1000 уложатся все другие приобретения.

Заключение

Сохраняем надежду, что читателю понадобятся наши советы. В приложенном к статье видео возможно отыскать дополнительную данные о независимом изготовлении индукционного котла. Удач!

Добавить комментарий