Индукционный электрический котел для дома многие умельцы считают интересной идеей. Индукционный котел обладает следующими достоинствами:
- Нагревательный элемент, который погружен в теплоноситель и непосредственно передает ему тепловую энергию, не перегорает вообще никогда.
- Электрическая обмотка (катушка) аппарата, если только работает в расчетном режиме, также условно вечная, на нее не воздействует агрессивная среда. В результате правильно сделанный индукционный котел сам по себе слишком долговечный.
- Нагреватель может соседствовать с любыми видами теплоносителя.
- Нагревательный элемент не участвует в электрохимических процессах, почти не притягивает ионов, не разлагает непосредственно теплоноситель, не загрязняется.
- КПД на уровне 95 – 98%.
Сделать индукционный котел своими руками не сложно, но только при наличии кое каких запчастей…
Принцип индукционного нагрева
- Если металлический сердечник поместить внутри катушки, по которой пропустить постоянный ток, то получим электромагнит. Сердечник начнет притягивать металлические предметы.
- Если по этой же катушке пропускать переменный ток промышленной частоты 50 Гц, то особо ничего не произойдет, — лишь появится соответствующий низкочастотный гул. Полярность магнита будет меняться 50 раз в секунду, поэтому притянуть он уже ничего не сможет. Но токи Фуко уже начнут понемногу разогревать сердечник.
- Если же это устройство подключить к генератору переменного тока высокой частоты, более чем 10000 Гц, то сердечник из любого металла начнет разогреваться. Вся электрическая мощность катушки будет преобразовываться в тепловую в сердечнике. Если отвод тепла от него будет небольшим, то он очень быстро перегреется и расплавится, при температурах свыше 1000 градусов.
Как используется в промышленности индукционный нагрев
На принципе индукционного нагрева в мастерских на производствах создаются плавильные приспособления для плавки металла электричеством. Никакой технической сложности в этом нет – немагнитную тугоплавкую чашу с расплавляемым токопроводящим металлом (сталью, медью, алюминием, серебром) помещают внутри катушки из толстой медной проволоки, по которой пропускают ток высокой частоты от генератора. Получившаяся индукционная печь перегреет металл до нужной температуры, и он расплавится. Подобное устройство мощностью около 2,0 кВт создают в домашних условиях для плавления заготовок минимальных размеров…
Простейший индукционный котел своими руками
Собственно котел умельцы изготавливают очень просто. Нужно взять не магнитящуюся трубу из пластика, и в нее поместить металлический нагревающийся элемент. Вокруг трубы намотать катушку… Точный расчет параметров индукционного нагревателя слишком сложен. Посмотрим, что предлагают умельцы.
Берется полипропиленовая труба от 40 мм диаметром, наполняется несколькими металлическими стержнями. Поверх нее наклеиваются трубки для увеличения диаметра обмотки и лучшей токоизоляции… Наматывается токопроводящая проволока медная сечением около 2 мм кв в изоляции с шагом навивки около 0,5 см. В такой конструкции почти вся энергия от высокочастотного переменного тока будет разогревать металлические стержни.
- Через индукционный котел всегда должен двигаться теплоноситель. Если он остановится или если его не будет, то конструкция перегреется, расплавится. Температурная защита, отключающая подачу энергии в случае отсутствия теплоносителя (воздушная пробка), или в случае его перегрева, должна быть весьма надежной.
Это ключевой недостаток, почти перечеркивающий идею самостоятельного изготовления индукционного котла. Другая трудность заключается в сложности создания или приобретения высокочастотного электрического генератора.
Пример аматорства по теме «индукционный нагрев в быту» на видео…
Переменное напряжение высокой частоты
В бытовых условиях применяются индукционные плиты, в которых имеется электрический преобразователь, выдающий напряжение с частотой 10000 Гц. Дешевые китайские индукционные плиты потянут в цене на 70 – 80 у.е., а это уже не малая, неподходящая стоимость для создания на их основе индукционного нагревателя.
Можно использовать сварочный аргонной сварки с током высокой частоты, но этот аппарат еще дороже. Собрать же схему преобразователя со специальными трансформаторами под силу только опытному электронщику…
- Сложность преобразования 50 Гц в высокочастотное напряжение практически перечеркивает стремления домашних аматоров обзавестись индукционным котлом или плавильной печью, работающей по этому принципу.
Почему индукционные котлы отсутствуют
По сравнению с обычными котлами, в которых используются ТЭНы, индукционные оказываются и дороже и сложнее при сходных потребительских качествах и одинаковом КПД.
- В обычном электрическом котле замена перегоревшегго ТЭНа обойдется копейки, а пожара он устроить не может, так как тен (нагреватель) перегорает в первую очередь и разъединяет тем самым цепь.
Преобразователь напряжения индукционной печи рассчитан на 2,0 кВт мощности. Но этой мощности даже для резервного котла маловато. Более мощный преобразователь на 4,0 – 13,0 кВт обойдется куда дороже. А сам котел большой мощности окажется уже громоздким и требования по безопасности, насчет перегрева и воспламенения, окажутся еще серьезнее.
Таким образом, самодельное изделие, работающее по принципу индукционного нагрева в 2 – 2,5 кВт мощностью годится лишь для эксперимента, с помощью которого можно убедиться, что электромагнитной индукцией нагреть стержень и воду действительно можно…
Дополнительную информацию о индукционных котлах, которые можно приобрести готовыми, сделанными в мастерских, – смотрите видео
