Вихревые индукционные обогреватели. Как сделать индукционный нагреватель своими руками из сварочного инвертора Вихревой индукционный нагреватель для отопления
Индукционные отопительные котлы – это приборы, которые отличаются очень высоким КПД. Они позволяют заметно снизить затраты на электроэнергию по сравнению с традиционными приборами, оборудованными ТЭНами.
Модели промышленного производства недешевы. Однако сделать индукционный нагреватель своими руками сможет любой домашний мастер, владеющий нехитрым набором инструментов. Ему в помощь мы предлагаем подробное описание принципа действия и сборки эффективного обогревателя.
Индукционный нагрев невозможен без использования трех основных элементов:
- индуктора;
- генератора;
- нагревательного элемента.
Индуктор представляет собой катушку, обычно выполненную из медной проволоки, с ее помощью генерируют магнитное поле. Генератор переменного тока используют для получения высокочастотного потока из стандартного потока домашней электросети с частотой 50 Гц.
В качестве нагревательного элемента применяется металлический предмет, способный поглощать тепловую энергию под воздействием магнитного поля. Если правильно соединить эти элементы, можно получить высокопроизводительный прибор, который прекрасно подходит для подогрева жидкого теплоносителя и .
Галерея изображений
Выводы и полезное видео по теме
Ролик #1. Обзор принципов индукционного нагрева:
Ролик #2. Интересный вариант изготовления индукционного нагревателя:
Для установки индукционного нагревателя не нужно получать разрешение контролирующих органов, промышленные модели таких устройств вполне безопасны, они подходят и для частного дома, и для обычной квартиры. Но владельцам самодельных агрегатов не следует забывать о технике безопасности.
Одной из разновидностей электрических систем для обогрева помещений являются индукционные котлы отопления. В основе работы таких установок лежит явление электромагнитной индукции, точнее – индукционный нагрев элементов, изготовленных из ферромагнитных сплавов.
Внутреннее устройство и принцип действия
Конструкция индукционного теплогенератора представляет собой трансформатор, находящийся в сварном металлическом корпусе. Катушка индуктивности размещена в отдельном герметичном отсеке, который полностью исключает соприкосновение с теплоносителем, который циркулирует в отопительном контуре. Роль вторичной обмотки выполняет труба или сердечник, которые, нагреваясь, передают тепло теплоносителю, протекающему внутри или вокруг вторичной обмотки.
Внимание! Индукционный котёл отопления не имеет нагревательного элемента, в отличие от ТЭНовых теплогенераторов, и растворяющегося электрода, как в электродных агрегатах. Эта особенность конструкции обеспечивает постоянную эффективность отопительной установки независимо от срока её эксплуатации.
Такие агрегаты могут работать как на частоте тока 50 Гц обычной для бытовой сети, так и на токах высокой частоты, которые генерируются специальными преобразователями.
Внимание! Использование токов высокой частоты позволяет уменьшить габариты отопительных установок.
Преимущества и недостатки индукционных теплогенераторов
Как и всё отопительное оборудование, такие устройства обладают как преимуществами, так и недостатками.
Достоинства индукционных отопительных установок:
- В ТЭНовых котлах даже качественный нагревательный элемент склонен к перегоранию. К тому же, в отопительной сети ТЭНы подвержены образованию накипи, которая снижает скорость прохождения теплоносителя или блокирует его. В индук-ом агрегате сердечник изготавливают из стали толщиной 4-5 мм, который не выйдет из строя в ближайшие три-четыре десятилетия. После 5 лет эксплуатации данное оборудование будет отапливать помещения с начальной эффективностью. Устройство на ТЭНах же снизит свою эффективность к этому времени на треть.
- Внутренние микровибрации практически полностью предотвращает образование накипи.
- Индук-ые теплогенераторы позволяют снизить эксплуатационные расходы по сравнению с ТЭНовыми установками почти на треть.
- В конструкции отсутствуют разъёмные соединения. Эта особенность конструкции полностью исключает возможность течи.
- Для работы установки могут применяться любые теплоносители.
- Агрегаты совместимы с другими отопительными системами.
- Они не нуждаются в профилактическом обслуживании ни в отопительный период, ни в межсезонье.
- Оборудование отличается высокой электро- и пожаробезопасностью при эксплуатации.
Согласно отзывам потребителей можно отметить следующие минусы оборудования данного типа:
- высокую стоимость (по сравнению с ТЭНовыми и электродными);
- значительные габаритные размеры.
Рассмотрим наиболее известные марки теплогенераторов данного типа российского производства.
Индукционный котел SAV
Электроустановки SAV производства ООО «Велебит» выпускают трёх классов:
- Серия PROF объединяет модели мощностью 2,5-10 кВт.
- В серию SPEC входят установки мощностью 15-60 кВт.
- Серия SPEC + модульные системы включает агрегаты, мощность которых находится в интервале 100-500 кВт.
Теплогенераторы SAV представляют собой систему труб, на которую надет индуктор, нагревающий сердечник, благодаря электромагнитному полю, тот, в свою очередь, греет теплоноситель.
Индукционные теплогенераторы SAV применяются в следующих системах:
- автономного отопления;
- комбинированного отопления;
- резервного теплоснабжения;
- горячего водоснабжения;
- поддержания требуемой температуры технологических процессов, применяется в проточных и камерных реакторах.
Внимание! Агрегаты SAV могут использоваться для автоматизированного теплоснабжения с возможностью дистанционного управления отопительным процессом.
Примерная стоимость модели мощностью 2,5 кВт – 900 долларов, 10 кВт – 1300 долларов, 60 кВт – 4100 долларов.
Вихревой индукционный котел
Греющий узел вихревых индукционных нагревателей (ВИН) включает:
- магнитопровод,
- первичные катушки,
- теплообменник в виде цилиндра.
Параметры всех элементов подобраны таким образом, чтобы аппарат работал без перегрева в течение длительного периода.
Внимание! Изоляция обмоточного провода катушек пропитывается компаундом «Монолит». В результате этого изоляция приобретает класс «Н» по нагреву и способна выдержать температуру до 185 0 С.
Электрические индукционные котлы отопления ВИН предназначаются для обогрева и снабжения горячей водой частных домостроений, загородных коттеджей и дачных домиков. С их помощью возможно отопление многоэтажных многоквартирных зданий, объектов промышленного, общественного и торгового назначения.
Желаемая температура в обогреваемых помещениях задаётся с помощью терморегулятора и поддерживается на требуемом уровне термостатом.
Среди отзывов на индукционные котлы отопления фигурируют жалобы на сравнительно высокие цены, стоит это учесть при подборе оборудования. Так стоимость агрегата ВИН-3 в стандартной комплектации составляет примерно 800-900 долларов.
Вихревые индукционные обогреватели применяются для отопления и горячего водоснабжения любой жилой площади, включая частные дома, бани, дачи, гаражи, при отсутствии отопления и горячего водоснабжения или их недостаточной эффективности.
Вихревые индукционные обогреватели - принцип работы
Работают на основе физического закона, что вихревые токи возникающие (индуцируемые) переменным магнитным полем нагревают окружающую среду.
В теории. Полый электромагнитный сердечник с индукционной катушкой защищены экранирующей оболочкой от воздействия окружающей среды. При подаче напряжения через клеммную коробку, создается переменное магнитное поле, индуцирующее вихревые токи в катушке сердечника, что приводит к нагреванию металлических систем теплообменной системы. Тепло поступает в систему циркуляции теплоносителя, нагревая его. Температура устанавливается с помощью терморегулятора, а термостат автоматически поддерживает заданную температуру.
На практике. Вихревые индукционные обогреватели это труба, обмотанная проводом, на который подается переменный ток. В трубу, чаще снизу, но можно и с боку, поступает холодный теплоноситель. Вихревые токи, которые создает переменный ток в проводах обмотанных вокруг трубы, нагревает трубу, а, следовательно, и нагревают воду.
class="eliadunit">
Достоинства вихревых индукционных обогревателей
- У ВИН обогревателей очень высокий КПД- 99%;
- Отсутствие накипи при работе ВИН;
- Высокая пожаробезопасность;
- Высокая электробезопасность;
- Возможность использования различных теплоносителей (антифриз, масло, вода);
- Не нужно проведение профилактического межсезонного обслуживания оборудования;
- Неприхотливая и удобная эксплуатация;
- Простой монтаж;
- Экологическая безопасность (отсутствие вредных выбросов);
- Продолжительный срок службы- 25 лет.
Недостатки ВИН обогревателей
- Самый неприятный недостаток это высокая стоимость;
- Необходимость постоянного электроснабжения;
- Повышенная сложность оборудования (субъективно).
Примечание . Самые известные вихревые индукционные обогреватели фирмы Галант. В интернет много вариантов, как самостоятельно сделать ВИН обогреватель.
Электрические котлы с ТЭНами – наиболее популярные из устройств в своем классе. Последние несколько лет, говоря языком маркетологов, все активнее «раскручиваются» их аналоги, работающие по принципу индукции. Читайте наш обзор индукционных отопительных котлов, отзывы пользователей и делайте правильный выбор.
Вопрос выбора котла для отопления дома зачастую решается доступностью источника нагрева. Электричество, конечно, не самое дешевое топливо, но зато довольно распространенное. Промышленность предлагает 3 вида:
1. ТЭНовые – элемент трубчатой формы разогревает теплоноситель в баке. Главный плюс: производительность до 99 %. В недостатках – малый срок службы основной детали и скорое появление накипи, из-за чего эффективность снижается.
2. Электродные – как ясно из названия, нагревателями выступают электроды. В результате реакции с магниево-кальциевыми солями, растворенными в воде, образуется ток, подогревающий жидкость. КПД – до 98 %, небольшие размеры, но термоноситель надо разбавлять электролитом.
3. Индукционные (вихревые) – теплогенератор, работающий по принципу индукции. Рассмотрим их подробнее.
Устройство электрокотла индукционного типа не отличается сложностью. Имеется система труб из стали, заключенных в медную обмотку – индукционный трансформатор понижающего вида. В процессе образуется электромагнитное поле, нагревающее сердечник с теплоносителем внутри. По утверждению компании вода достигает температуры +70 °С за 7 минут.
Внешний корпус выполнен из прочной стали с термостойким порошковым покрытием. В комплект также включаются инвертор (преобразователь из полупроводникового материала), термостат с внутренним датчиком, блок управления. Монтируется только в закрытых системах независимо от типа термоносителя (вода, тосол, антифриз, масло).
Технические характеристики индукционного котла для системы отопления (бытовая серия):
В интернете часто можно встретить рекомендации народных «Кулибиных» о том, как соорудить индукционный нагреватель своими руками из плитки. Подобные конструкции не выдерживают критики, недолговечны, зачастую опасны для здоровья окружающих, а КПД едва достигает 50 %. Промышленные модели более сложные, безопасные в эксплуатации, при производстве используются совершенно другие материалы.
Достоинства и недостатки
По уверениям изготовителей, использование индукционных отопительных котлов для обогрева дома – это сплошные преимущества при полном отсутствии минусов. Давайте попробуем разобраться, где правда, а где маркетинговый ход.
1. Высокая эффективность. КПД до 99 % характерен для всех видов электрокотлов.
2. Максимальная защита от накипи. Поскольку прямого контакта индукционной обмотки с теплоносителем нет (в отличие от ТЭНа), образоваться накипь может только внутри труб. Но закрытые системы характеризуются стабильно малым количеством солей. То есть отсутствуют предпосылки для формирования отложений.
3. Экономия ресурсов до 35 %. Прежде чем купить котел индукционного типа и установить его, вспомните, его основная задача – преобразование энергии в тепловую. Для выработки 1 кВт по закону сохранения энергии требуется затратить тоже 1 кВт электричества. Разница лишь в скорости нагрева – индукционный агрегат функционирует быстрее примерно на 20-30 %.
4. Полное отсутствие разъемных соединений в конструкции, что исключает вероятность возникновения течи. Не совсем соответствует действительности: котел включает 4-6 комплектующих, соединенных в блок. В стоимость индукционной отопительной системы ВИН включены сам котел в разборном корпусе, шкаф управления, группа безопасности (датчики и реле) и конденсаторов, клапаны сброса давления, комплект контактов для подключения внешних устройств.
5. Высокая степень электро- и пожаробезопасности. Это действительно так, но нужно следить за тем, чтобы не было течи, а количество термоносителя оставалось постоянным. В противном случае прибор очень быстро раскаляется и есть риск взрыва.
6. Не имеет элементов подверженных механическому износу, поэтому срок действия составляет более 30 лет. Во-первых, сердечник долговечный, но лаковая изоляция на первичной обмотке (тороидальной) подвержена старению. Время ее службы – 7-10 лет. Итогом разрушения станет межвитковое замыкание с соответствующими последствиями. Во-вторых, индукционные котлы – относительно новый продукт, не прошедший тестирование временем, утверждение о 30 годах эксплуатации вряд ли является правдивым.
7. Совместимость с другими системами. Можно подключать теплые полы, газовые или дровяные котлы.
8. Не требуют отдельного помещения и вентиляции.
9. Не нуждаются в профилактических работах. Котел – в любом случае оборудование с множеством датчиков, реле, клемм, которые периодически нужно менять, подтягивать. Конечно, по сравнению с газовыми котлами, это незначительно.
Таким образом, большая часть положительных качеств соответствует другим типам электрических агрегатов. Теперь проанализируем недостатки, выявленные за несколько лет эксплуатации.
1. Стоимость. Цена индукционного котла SAV 5 кВт – 40 000 руб. Тогда как ТЭНовый Protherm Skat 6 кВт – 23 000.
2. Значительный вес при небольших габаритах. Поскольку даже самый маломощный агрегат весит от 20 кг, рекомендуется монтировать их на пол либо подвешивать на несущую стену при помощи прочных кронштейнов.
3. Электромагнитное поле генерирует сильные помехи в длинно-, средневолновом и УКВ диапазонах. Хотя производители заявляют, что они не влияют на человеческий организм, сотрудники санитарных и медслужб утверждают обратное. Не зря же в СНиПах зафиксированы нормативы и правила расположения приборов с высоким уровнем излучения.
4. Для работы в системе отопления в доме с 2-3 этажами требуется мощный циркуляционный насос.
Установка индукционного устройства
Система с индукционным котлом оснащается циркуляционным насосом, расширительным баком, запорно-регулируемой аппаратурой (шаровые краны и тому подобное). В частных домах, как правило, используется типовая схема подключения.
Монтаж индукционных котлов производится в соответствии с инструкцией или техническим паспортом. Прибор располагается строго вертикально, нижний патрубок ввода подключается к обратке, верхний – к подающему трубопроводу. Используются только металлические или металлопластиковые трубы.
Если вы решили установить индукционный электрический котел своими руками, не забудьте о заземлении. В непосредственной близости устанавливаются группа безопасности, шкаф управления, на вводе – фильтры, циркуляционный насос и датчик потока.
Обзор индукционных котлов
На российском рынке электрокотлы индукционного типа представлены ЗАО «НПК «ИНЭРА» (брэнд SAV), ООО «Альтернативная энергия» (брэнд ВИН), НПК «Миратрон» (бренд Miratron).
| Модель | Мощность, кВт | Обогреваемая площадь помещения | Размеры, см | Вес, кг | Цена, руб |
| SAV 5 | 5 | 50 | 64х45,5х18 | 43,5 | 40 000 |
| SAV 15 | 15 | 150 | 100х15,9х15,9 | 92 | 62 000 |
| ВИН-5 | 5 | 50 | 67,5х13,3х13,3 | 27 | 30 000 |
| ВИН-15 | 15 | 150 | 67,5х50х29,5 | 75 | 50 000 |
| Miratron А006 | 6 | 70 | 40х160х30 | 50 | 45 000 |
| Miratron А015 | 15 | 170 | 40х160х30 | 80 | 65 000 |
Вихревые индукционные нагреватели - это максимальный КПД, по преобразованию электроэнергии в нагрев теплоносителя.
Вихревые индукционные нагреватели (ВИН) предназначены для горячего водоснабжения и отопления жилых домов, коттеджей,
дачных домиков, гаражей, бань и т.д..
Возможно отопление многоэтажных многоквартирных домов, зданий коммунально-бытового, торгового, общественного, промышленного и сельскохозяйственного назначения.
Индукционный котел ВИН представляет собой очень надежный и простой нагреватель жидкости, который может работать без замены элементов на протяжении десятков лет, что очень выгодно для индивидуальных систем отопления. Индукционный котел ВИН работает за счет индукционной катушки. В системе лабиринтов создается переменное магнитное поле, в котором металл за счет перемагничивания нагревается и нагревает теплоноситель. При этом используется переменный ток 50 Гц.
Индукционные котлы ВИН экономичнее ТЭНовых как на 40 - 50 %. Экономичность индукционных котлов проверена практикой монтажа и эксплуатации на протяжение более 5 лет. Экономичность и надежность обеспечивается более простой и прочной конструкцией. ТЭНовый котел сначала нагревает ТЭНы, а уже после этого ТЭНы своей поверхностью отдают тепло жидкости. В индукционном котле ВИН роль нагревателя выполняет сама конструкция. В процессе пропускании тока, жидкость греется всем объемом металлической конструкции, который находится в котле. Применяя индукционный нагрев можно снизить объем котла в несколько раз по сравнению с ТЭНовым этой же мощности. Мощность индукционного котла зависит от температуры, втекающей в него жидкости, и может выбираться автоматикой, в зависимости от изменения погодных условий.
Конструктивно нагреватель «ВИН» состоит из магнитопровода, первичных катушек и теплообменного устройства в виде цилиндрической трубы в диаметре от Ø108, Ø133, Ø159, Ø219 до Ø530 и высотой от 450 мм и до 1200 мм., мощности свыше 30 кВт состоят из трех труб соединенных друг с другом. Вихревые индукционные нагреватели типа «ВИН» запатентованы и изготовлены ООО «Альтернативная энергия» по ТУ3442-001-89969455-2009, сертификат соответствия РОСС RU.АИ25.В00310 .
Их применяют в случае отсутствия или низкой эффективности централизованного отопления и/или горячего водоснабжения. Желаемая температура в отапливаемых помещениях задается терморегулятором и поддерживается автоматически с помощью термостата.
Достоинства вихревого индукционного нагревателя:
Огромная долговечность - срок службы свыше 30 лет;
Высокая электробезопасность - класс II;
Пожаробезопасность (отсутствие высокотемпературных соединений и уплотнений);
КПД = 99%;
Напряжение питания: 220В (380В);
Частота тока 50-60 Гц;
При работе установки «ВИН» совсем не образуется накипь;
Возможность использования различных жидких теплоносителей (вода, масло, антифриз и т.д.);
Отсутствие необходимости проведения межсезонного и профилактического обслуживания оборудования;
Неприхотливость в эксплуатации.
К недостаткам нагревателей такого типа можно отнести довольно высокую стоимость - порядка 20 тыс. руб за установку мощностью 3 кВт, хотя для домика, это не так уж и много.
ВИН - одно из новейших и уверенно используемых изобретений в области энергосберегающих отопительных приборов и, вместе с тем, надёжное и безопасное в работе изделие.
Благодаря весьма высокому значению КПД (примерно 99%!!!) достигается значительная экономия электроэнергии. Заметим, что такое значение КПД даже выше, чем у карбоновых обогревателей.
Это стало возможным за счет прямого преобразования электрической энергии в тепловую, по принципу высокочастотного индукционного нагрева среды, открытым Николой Тесла еще в начале 1900х годов.
Стандартная комплектация ВИН:
ВИН - 1 шт.;
Выносной шкаф управления - 1 шт.;
Температурный датчик - 1 шт.;
Документация (руководство по эксплуатации, паспорт на установку) - 1 комплект;
Возможна также комплектация циркуляционным насосом, запорно-регулируемой арматурой, изготовление с заданной группой безопасности и др.
Типовая схема включения:
1) Циркуляционный насос
2) Радиаторы отопления
3) Вихревой индукционный нагреватель
4) Мембранный бак
5) Пульт управления
6) Шаровый кран
Одним из известных производителей данного типа нагревателей - компания «Альтернативная энергия». Они производят установки различной мощности: от 3 кВт и массой 22 кг (ВИН-3) до 250 кВт и массой 900 кг (ВИН-250). Предпринимаются также попытки конструирования самодельных ВИН из недорогих подручных материалов.
