Индукционные котлы отопления: как сделать своими руками

У владельцев частных домов есть немало вариантов оборудования системы отопления. Но чаще всего выбор падает на индукционные котлы. И это неудивительно, ведь подобная установка имеет ряд преимуществ. Внешне индукционный электрокотел чем-то напоминает трансформаторную установку. Нагревательные элементы отсутствуют. Нагрев воды происходит посредством электромагнитной индукции.

Как это работает?

По своему исполнению изготовленный индукционный котел своими руками имеет вид электрического индуктора, конструкция которого представлена первичной и вторичной короткозамкнутыми обмотками. Задача внутренней обмотки заключается в создании вихревых токов за счет поступающей электроэнергии. Это приводит к появлению в ней электромагнитного поля, которое идет к вторичному короткозамкнутому витку, выполняющему роль корпуса и в то же время нагревательного элемента. Что касается вторичной обмотки, то она необходима для передачи полученной энергии к теплоносителю. В качестве последнего допустимо применять масло, антифриз и очищенную воду.

Если описать коротко, как именно работает индукционный котел отопления, то последний должен обеспечить поступление воды в нагревательное устройство.

После этого электроэнергия поступает на внутреннюю обмотку. Когда же создается напряжение, вихревые потоки переходят на вторичную обмотку, обеспечивая нагрев сердечника. По достижении всей поверхностью требуемой температуры теплоноситель начинает осуществлять обогрев путем распределения тепла.

Основные преимущества индукционных котлов

Высокая популярность котлов индукционного типа обусловлена их достоинствами. Среди основных можно назвать экономичность. Установка позволяет экономить электрическую энергию. Оборудовав систему обогрева с электрическим котлом, можно забыть о необходимости регулярного пополнения запасов топлива. Что не скажешь о системах с жидкотопливными и твердотопливными котлами.

Основные преимущества индукционных котлов

Работают электрокотлы индукционные бесшумно. Прибор во время работы не выделяет вредных веществ и является экологически чистым. Достоинством можно назвать и то, что электрическая катушка изолирована и с теплоносителем не соприкасается. Это означает, что возможность возникновения протечки исключена.

Индукционный прибор отличается долговечностью и безопасностью.

Основные преимущества индукционных котлов

К тому же такое оборудование можно довольно просто сделать своими силами.

Техописание и принцип работы индукционного котла

При постройке нового дома или проведении капитального ремонта всегда встает вопрос об источнике тепла. Если дом газифицирован, приемлемым вариантом будет газовый котел. Владельцев домов, находящихся далеко от газовой магистрали, может устроить другой вариант. Это вихревой индукционный котел. Название вихревой он получил из-за вихревых токов, возникающих в сердечнике катушки при изменении электромагнитного поля.

Электромагнитная индукция, открытая Майклом Фарадеем, нашла применение в создании электродвигателей и генераторов. В дальнейшем были созданы нагревательные и сталеплавильные печи. Наконец, индукционный нагрев стал использоваться в отопительных приборах.

В его основную часть входит индуктор. По устройству это трансформатор с 2 обмотками. При подаче напряжения возникает электромагнитное поле, изменение которого приводит к появлению вихревых токов. На вторичной обмотке электрическая энергия способствует выделению тепла, нагревающего носитель.

Котел индукционный комплектуется инвертором — полупроводниковым преобразователем, электронным терморегулятором, автоматическими выключателями и вмонтированным в котел датчиком температуры.

Индукционный котел отопления включает в себя 3 основных составляющих:

  • внешний корпус представляет конструкцию металлическую;
  • изоляционный слой — теплоизолирующий и электроизолирующий;
  • сердечник.

Электрический индукционный котел имеет сердечник, состоящий из 2 коаксикальных ферромагнитных стальных трубок с толщинами стенок в 10 мм. Внутренняя трубка является сердечником, на который нанесена обмотка. Наружная трубка выполняет задачу нагревательного элемента.

Схема функционирования агрегата выглядит таким образом. Индукционные котлы отопления в нижней части имеют патрубок, который служит для подачи в систему теплоносителя. Чаще всего им является вода. Принцип работы индукционного аппарата заключается в том, что вода закачивается в зазор коаксикальных трубок, проложенных вдоль стенок корпуса. По достижению необходимой температуры вода попадает внутрь сердечника и, поднимаясь по трубке наверх, выходит из котла и заполняет радиаторы и другие отопительные элементы.

Процесс нагрева длится не более 10 минут. Чтоб подобрать мощность, следует исходить из того, что на 1м² должно приходиться 60 Вт. Для отопления частного дома, который не является вашим постоянным местом проживания, эту величину мощности можно уменьшить. Индукционные электрокотлы бывают однофазными и трехфазными. Первые запитываются от сети в 220 В, а вторые — 380 В.

Изготовление самодельного котла для отопления

Рассмотрим два варианта изготовления самодельного электрокотла на 220В – тэнового и электродного. Такая конструкция может быть использована для отопления частного дома, гаража, сауны или для реализации концепции теплого пола. Начнем с электродного котла, как более простого, его чертеж представлен на рисунке.

Читайте также:  Что такое коллекторная схема водоснабжения

Чертеж: экономичный водяной электрокотел электродного типа, чертеж для изготовления своими руками

Обозначения:

Изготовление самодельного котла для отопления
  • А – торцевые заглушки (изготавливаются из металла);
  • B – электрод, можно сделать из металлического стержня Ø25мм;
  • C – резиновые или паронитовые прокладки;
  • D – патрубки для подвода и отвода теплоносителя;
  • E – клеммы для подключения заземления и нулевого провода (для удобства нарезается резьба M6);
  • F – любой тип покрытия, выдерживающий высокую температуру, например, термостойкая краска;
  • G – металлическая труба (бесшовная) Ø57мм и длинной около 250-300мм.

Как видите, конструкция действительно довольно простая, при умении обращаться с электросваркой монтаж устройства не вызовет проблем.

Обратите внимание, что электрод, расположенный внутри трубы, должен быть обязательно изолирован от корпуса, для этой цели необходимо использовать втулку из диэлектрического материала, например, фторопласта. В качестве альтернативы можно установить заглушку «А» на основе стеклотекстолита.

Не рекомендуется использовать для приведенной выше конструкции металлы различных видов, поскольку они могут составить гальваническую пару, что приведет к появлению накипи на электродах.

Устройство с ТЭН.

Установка с ТЭНами также может быть изготовлена своими руками, характеристики самодельного устройства будут несколько уступать серийному оборудованию, например, модельному ряду Cкорпион.

Изготовление самодельного котла для отопления

Прежде чем покупать ТЭНы для самодельного электрокотла, необходимо предварительно рассчитать его мощность. Рассказывать как это делается не имеет смысла, поскольку информацию несложно найти на тематических форумах.

Рассмотрим простейшую конструкцию, изготовленную из стальной трубы, схематическое изображение устройства показано на рисунке.

Упрощенное изображение устройства электрокотла с ТЭН

Обоначения:

  • А – автоматический отводчик воздуха;
  • В – патрубки для входа и выхода теплоносителя;
  • С – ТЭНы;
  • D – корпус (изготовлен из трубы Ø150мм);
  • E – патрубок с шаровым краном для слива теплоносителя.

Необходимо обратить внимание на выбор варианта установки ТЭНов, их два – сверху и снизу. У каждого из этих способов есть свои преимущества и недостатки. При верхнем расположении ТЭНов нет необходимости сливать воду из бака при их замене.

Изготовление самодельного котла для отопления

Но верхнее расположение приводит к тому, что под крышкой скапливается воздух, в результате ТЭНы перегреваются и выходят из строя. Установка автоматического отводчика воздуха позволяет решить эту проблему.

Устанавливая ТЭНы в нижней части котла необходимо быть готовым к тому, что при их замене потребуется сливать воду с системы отопления.

Что касается индукционных устройств, то изготовить такой электрокотел своими руками значительно сложнее, поэтому большинство самодельных конструкций тэновые или электродные.

Варианты установки

Итак, для начала разберемся с вариантами подключения электрокотла в частном доме и квартире своими руками:

  • Если мощность водонагревателя не превышает 3,5 кВт, то обычно он запитывается от розетки. При этом допускается использование однофазной сети 220В.
  • В том случае, если мощность варьируется в пределах 3,5-7 кВт, необходимо осуществлять электромонтаж своими руками напрямую от распределительной коробки. Это связано с тем, что розетка может не выдержать высоких токовых нагрузок. Как и в предыдущем случае, 220-вольтная сеть допускается для применения.
  • Ну и последний вариант, который может встретиться – электрокотел, мощностью свыше 7 кВт. В этом случае необходимо не только вести отдельный кабель от распредкоробки, но и использовать более мощную 3-х фазную сеть 380В.

Правила подключения электрического котла к отоплению

Для того чтобы врезать электрокотел в систему отопления, следует ознакомиться с правилами безопасности. В комплектацию заводского отопительного оборудования должна выходить подробная инструкция по выполнению этого мероприятия. Именно она и является основным руководством для подсоединения котла к отоплению.

Схема подключения электрического котла

Прежде всего необходимо подготовить электропроводку. После подключения электрокотла в систему отопления не должно возникать перегрузок в сети. Для устройств мощностью до 9 кВт можно использовать сеть 220 в. Если же мощность больше – следует подключить электропитание 380 В. Специалисты рекомендуют провести отдельную линию электропередач от распределительного щитка к котлу.

Важным является выбор места установки оборудования. До того как врезать электрокотел в систему теплоснабжения необходимо заранее продумать его месторасположение. Минимальное расстояние от стены должно составлять 5см, от пола – 50 см (для подвесных моделей), от потолка – 80 см.

Порядок подключения электрокотла.

Правила подключения электрического котла к отоплению
  1. Подготовка проводки, в случае надобности выполняется ее замена на новую с большим сечением.
  2. Предварительный монтаж котла, подсоединение к патрубкам системы отопления, проверка герметичности.
  3. Подключение к электросети. Предварительно устанавливается УЗО.
  4. Заполнение системы теплоносителем. После этого выполняется опрессовка и удаление воздушных пробок.
  5. Пробный запуск котла, его проверка в нескольких режимах работы, если такие предусмотрены конструкцией.

Обязательно необходимо предусмотреть монтаж всех необходимых элементов теплоснабжения – групп безопасности, запорной арматуры, датчиков температуры и давления.

Электрические котлы мощностью до 3 кВт могут подключаться к электрической розетке. Но даже в этом случае допустимая нагрузка на электропроводку не должна быть ниже максимальной мощности оборудования.

Читайте также:  Автономное отопление многоквартирных домов

Изготовление самодельных электрокотлов для отопления не рекомендуется. Даже небольшая ошибка может привести к поражению электрическим током. Одним из альтернативных вариантов является установка ТЭНов с терморегуляторами в батареи отопления. Таким образом можно из обычного алюминиевого или биметаллического радиатора сделать электрический конвектор.

В видеоматериале наглядно показано, как правильно выбрать электрический котел для отопления:

Делаем электрический котел отопления своими руками

Инструмент, который понадобиться:

  • сварочный аппарат, лучше инверторного типа;
  • электроды 3;
  • болгарка большая 230 диск;
  • болгарка маленькая 125 диск;
  • диски по металлу: 230*3, 125*1,5 и шлифовальный 125 диск;
  • молоток;
  • рулетка, мел и прочая мелочь.

По материалам:

  • труба диаметром 120 мм, длиной 65 см и толщиной не менее3 мм;
  • металлический сгон диаметром 1,25 дюйма, 2 шт;
  • металлический сгон диаметром 0,5 дюйма, 3 шт;
  • металлическая толстотелая пластина не менее 120*120 мм;
  • фум лента для герметизации резьбовых соединений;
  • тэны (на фотографиях их два, мощностью 1,5 и 0,9 кВт).
  • Демонтаж старого котла

    Хочу вкратце рассказать, зачем я это сделал.

    Свариваем котёл

    В качестве теплообменника, я взял обрезок трубы, в намеченных местах, что бы выходы совпали с выходами на батарее, прожег отверстия сваркой т.к. автогена у меня нет.

    Отверстие нужно зашлифовать болгаркой и шлифовочным диском от шлака и наплыва металла.

    Два сгона 1,25 дюйма я приварил вверху и внизу для подачи и обратки отопления.

    Для изготовления дна, использовал металлическую пластину, которую потом приварил и в ходе работы, лишнее срезал большой болгаркой и зашлифовал маленькой.

    Приваренная пластина.

    Один из приготовленных пол дюймовых сгонов заварил в самом низу котла, в случае если нужно будет слить воду из всей системы.

    Обратите внимание

    Второй приварил для дополнительного тэна на 0,9 кв. Третий для расширительного бачка, который необходимо тоже установить, так как вода имеет свойство выкипать.

    Теплообменник готов, приступаем к монтажу тэнов

    Делаем электрический котел отопления своими руками

    Как поставить тэн и что это такое

    Тэн, который я буду монтировать внизу котла, далее вы поймете, как это сделать.

    Так как сверла на полдюйма у меня нет и где только не искал не нашёл, решил воспользоваться сваркой.

    В самом дне теплообменника прожег сваркой два отверстия для нижнего тэна.

    Все потом зашлифовал также от наплывов металла и шлака.

    Вставляем тэн в теплообменник, подкладываем резиновые уплотнители и большие шайбы, все скручиваем хорошенько гайками.

    Монтаж котла

    Самая трудная часть работы позади, мне осталось все поставить на место и запустить котел.

    Перед монтажом на резьбовые соединения нужно намотать фум ленту. Намотать нужно около 10 оборотов.

    Далее все просто прикручиваем, как было задумано, «обратка» к «обратке», «подача» к «подаче», соединяем муфтами такого же размера и хорошенько затягиваем контргайки.

    На сгон слива воды, прикручиваем пол дюймовый кран или металлическую заглушку, у кого что есть, я прикрутил заглушку, и вот что получилось.

    В верхней части электрокотла вы видите тэн с терморегулятором.

    Вот мы все смонтировали и приступаем к следующему этапу.

    Подготовка к запуску котла

    После проведенных выше работ, нужно подключить к электричеству нижний тэн. Все хорошо изолируем, я, к примеру, провод всунул в небольшую терм трубку и замотал изолентой.

    На подходящих проводах, нужно обязательно поставить автоматы на 16 ампер и сделать заземление, все это я проделал. Верхний тэн включается прямо в розетку, так что мудрить ничего не пришлось.

    Залил в систему воду, сколько понадобилось, и включил оба тэна. Результат превзошёл ожидания.

    Важно

    Даже при минус 10 градусах на улице, работает только нижний тэн. В квартире 22-24 градуса, очень тепло. Все покрасил, и вот что получилось.

    Надумаете сделать, что-то подобное – удачи вам в работе.

    Технология изготовления. Инструкция

    После ознакомления с устройством котла можно попытаться сделать аналогичный прибор в домашних условиях. Этот процесс не настолько труден, как может показаться, но требует предельной осторожности и внимательности. В противном случае готовое изделие может быть небезопасным.

    Этап 1. Подготовка всего необходимого

    Для работы потребуется такое оборудование:

    • сварочный аппарат;
    • электроды;
    • железный тройник;
    • электродная изоляция (из полиамида);
    • нулевой провод;
    • муфта;
    • клеммы заземления;
    • труба соответствующих размеров из стали;
    • изоляция для клемм.

    Обратите внимание! На подготовительном этапе следует изучить схему работы подобного оборудования.

    Этап 2. Сборка ионного котла

    Вначале уясним несколько важных аспектов. Так, ионному котлу необходимо заземление, о чем упоминалось выше, а еще нулевой кабель должен подаваться исключительно на наружную трубу. Также стоит помнить о том, что фаза должна подаваться лишь на электроды.

    При соответствующей подготовке процедура сборки не должна вызывать никаких затруднений.

    Шаг 1. Вначале берется заранее приготовленная труба (оптимальные размеры – длина 25 см, диаметр 8-10 см). С одной стороны в трубу помещается набор электродов, с другой же устанавливается муфта для подключения к отопительной магистрали.

    Обратите внимание! Для монтажа электродов требуется тройник, посредством которого и будет происходить вход/выход теплоносителя.

    Читайте также:  Алгоритм изготовления котла работающего на отработанном масле

    Шаг 2. Возле электрода устанавливается изолятор, который помимо своей прямой функции послужит одновременно для дополнительной герметичности котла.

    Шаг 3. Для изготовления изолятора используется термоустойчивый пластик высокого качества. Но для прибора важна не только герметичность, но еще и возможность резьбового соединения электрода с тройником. Именно поэтому рекомендуется поручить изготовление изолятора опытному специалисту, который сделает деталь в соответствии с необходимыми размерами.

    Шаг 4. К корпусу приваривается большой болт. Далее к болту крепится нулевой кабель и заземляющие клеммы.

    Обратите внимание! Для большей надежности можно прикрепить второй болт, аналогичный первому.

    Шаг 5. После подключения к отопительной системе (это выполняется с помощью муфты) остается лишь скрыть готовый котел посредством декоративного покрытия. Такое покрытие необходимо не столько в целях эстетики, сколько для безопасности, защиты от поражений током. Не стоит пренебрегать этим, т. к. необходимо максимально ограничить доступ к теплогенератору.

    Этап 3. Монтажные работы

    На этом этапе обязателен монтаж таких элементов системы:

    • воздухоотводчики;
    • манометр;
    • предохранитель.

    При этом запорная арматура устанавливается уже после расширительного бака. Более детально с особенностями подключения поможет ознакомиться приведенная выше схема.

    Видео – Ионный котел своими руками

    Другие важные моменты установки.

    1. Котел устанавливается исключительно вертикально, что объясняется только особенностями функционирования. Крепежные элементы должны быть отдельными.
    2. Перед монтажом прибора вся отопительная система тщательно промывается. Для этого берется чистая вода, разбавленная соответствующим средством (таким, к примеру, как Rothenberger). Если используется загрязненный теплоноситель либо магистраль была некачественно промыта, то производительнос ть ионного котла существенно снизится.
    3. Для заземления можно использовать лишь медный кабель ø4 мм (или больше) с сопротивлением не выше четырех Ом. Кабель подключается к клемме-нулю, которая, соответственно, расположена в нижней части корпуса агрегата.
    4. Отопительные приборы (батареи) подбираются в соответствии с объемом системы. Оптимальный вариант – киловатт мощности прибора соответствует 8 литрам суммарного объема. Если превысить этот показатель, то котел будет функционировать дольше, чем требуется, вследствие чего возрастут затраты на электроэнергию.
    5. Помимо того, при обустройстве отопительной системы предпочтение следует отдать биметаллическим сплавам или алюминию. Неприемлемо использование других сплавов, поскольку в них имеется много различных примесей, которые воздействуют на электропроводнос ть рабочей жидкости.
    6. Если устанавливается открытая система, то используемые батареи в любом случае должны иметь полимерное напыление на внутренней поверхности, что воспрепятствует доступу воздуха и, как следствие, предотвратит коррозию. У систем закрытого типа подобного недостатка нет.
    7. От чугунных изделий следует отказаться вовсе, ведь примеси, содержащиеся в них в большом количестве, снизят производительнос ть ионного котла. Также у таких батарей слишком большой объем, что повысит потребление электроэнергии.

    Как изготовить электродный котел?

    Данный тип электрокотлов в конструкции теплообменника располагает двумя электродами, на которые подается электричество, из-за чего создается разность потенциалов. Соли, которые содержаться в теплоносителе, делают его электрическим проводником. Электричество проходит через электролит с высоким сопротивлением из-за чего он нагревается. Номинальная мощность достигается буквально за пару минут.

    Роль теплоносителя (электролита) в электродных котлах может выполнять свода, подготовленная особым способом, либо жидкость на основе этиленгликоля.

    Достаточно просто самостоятельно собрать и нагреватель данного типа. Для этого под рукой необходимо иметь:

    • железную трубу, диаметром от 57 мм с толстыми стенками;
    • лист железа, толщиной больше 2 мм;
    • внутренний электрод диаметром 25 мм;
    • прокладки из паронита или резины и присоединительные клеммы.

    Этапы сборки электродного котла:

    После того как все неисправности найдены и ликвидированны, корпус необходимо покрыть эмалированной краской.

    Исправная работа котла зависит от присутствия в воде, играющей роль теплоносителя, соды. Она добавляется для того чтобы повысить силу тока:  данный показатель расчитывается делением мощности устройства на 220.

    Контроль нагрева воздуха в ручном и автоматическом режимах

    Ручной режим работы. Тумблер Т необходимо отключить. Далее – нажимаем Пуск. Система проверяет температуру воздуха в помещении. В случае если она ниже регулируемого показателя (замкнутые контакты ТР), автоматически срабатывает магнитный включатель. Он блокирует (временно) кнопку Пуск и запускает работу ТЭНа. Происходит постепенный нагрев теплоносителя, вследствие чего повышается температура в помещении. Как только датчик показывает, что температура в пределах установленных рамок, происходит размыкание контактов ТР и магнитного включателя ТЭНа. Нагревательный элемент отключается, кнопка Пуск разблокирована.

    Автоматический режим. Тумблер Т следует включить. Это позволит поддерживать в помещении постоянную температуру, ограниченную зоной срабатывания контактов ТР. Если же температура воздуха опускается ниже указанного предела, – происходит автоматическое включение котла. Таким образом, теплоноситель нагревается, что способствует повышению температуры в помещении. При достижении заданной температуры цепь разрывается, электрический котел отопления своими руками приходит в бездействие. При необходимости включение повторяется.