Jak vyrobit indukční topný kotel vlastníma rukama: výroba domácího generátoru tepla

Lidé jsou zhýčkaní civilizací a nedokážou si představit existenci bez jejích výhod. Mezi ně bezesporu patří vytápění budov.Topné systémy se neustále zdokonalují a jsou stále efektivnější a pohodlnější k použití.

Ale to nestačí. Souhlasíte, není to vůbec špatné, pokud je topné zařízení také ekonomické. A tato touha je docela proveditelná - můžete si vyrobit indukční topný kotel vlastníma rukama. Je schopen nejen zajistit požadovanou úroveň vytápění místnosti, ale také velmi hospodárně využívat energetické zdroje.

Navíc i začínající mistr může v případě potřeby sestavit takové zařízení. Jak to udělat správně a jaké materiály budou potřebné pro výrobu - tyto problémy podrobně prozkoumáme v našem článku. Podívejme se nejprve na konstrukci a princip fungování zařízení a také na výhody jeho použití.

Konstrukce a princip činnosti zařízení

Než začnete sami montovat indukční kotel, musíte pochopit jeho strukturu a princip fungování. A teprve po pochopení těchto bodů můžete začít vyrábět domácí produkty.

Jak funguje indukční kotel?

Abyste pochopili, jak indukční zařízení funguje, musíte se seznámit s principem jeho fungování. Připomeňme si tedy školní kurz fyziky.

Když elektrický proud prochází vodivým materiálem, vytváří teplo. V tomto případě bude množství přijatého tepla přímo úměrné napětí a proudu.Tento vzorec objevili Joule a Lenz, po kterých je pojmenován fyzikální zákon.

Elektrický proud se však ve vodiči může objevit nejen tehdy, když je přímo připojen ke zdroji energie. Existuje ještě jedna metoda, kterou objevil v předminulém století M. Faraday. Jedná se o bezkontaktní metodu, která nezahrnuje interakci mezi zdrojem energie a vodičem.

Jeho podstata spočívá v tom, že když se změní parametry magnetického pole, které prochází vodičem, objeví se v něm emf nebo elektromotorická síla.

Tento jev se nazýval elektromagnetická indukce. Toho se využívá při provozu indukčního kotle. Ukazuje se, že pokud existuje EMF, pak dojde k elektrickému proudu, a proto dojde k zahřívání vodiče.

V tomto případě se bude vyrábět bezkontaktně pomocí indukovaných proudů nebo, jak se jim také říká, Foucaultových proudů.

Elektromagnetickou indukci lze získat dvěma způsoby.V prvním případě se pro získání indukce vodič otáčí nebo pohybuje v konstantním magnetickém poli. Tato metoda se používá u elektrických generátorů.

Dalším způsobem získání indukce je, že vodič zůstává nehybný, přičemž parametry magnetického pole, ve kterém se nachází, a to směr siločar a intenzita, se neustále mění.

Provoz jakéhokoli indukčního kotle je založen na fenoménu elektromagnetické indukce

To by bylo docela obtížné, nebýt Oerstedova objevu. Zjistil, že pokud se kolem cívky navine drát, pak se po připojení zdroje energie změní v elektromagnet. Když se změní směr a síla proudu, změní se i magnetické pole, které toto zařízení generuje.

Pokud je vodič umístěn uvnitř pole, vznikne v něm elektrický proud, který je doprovázen ohřevem.

Na tomto principu je navržen indukční kotel. Jeho design je velmi jednoduchý. Součástí je pouzdro, které musí být tepelně izolováno a stíněno. Uvnitř je umístěna trubka. Nejlepší je, když se jedná o slitinu, ale lze použít i ocel.

V druhém případě však výkonnostní charakteristiky zařízení mírně utrpí. Trubka je instalována v objímce z dielektrického materiálu.

Chladivo je u indukčních kotlů ohříváno ocelovým jádrem umístěným uvnitř, které je ohříváno vířivými proudy vznikajícími v elektromagnetickém poli

Měděná přípojnice je navinuta na horní straně objímky na principu cívky. Je připojen ke zdroji energie. K připojení do topného systému se používají dvě trubky, kterými se chladicí kapalina pohybuje.

Když je přivedeno napájení, proud protéká cívkou a aktivuje střídavé magnetické pole, které zase indukuje vířivé proudy uvnitř potrubí. Ohřívají stěny dílu a částečně chladicí kapalinu, která se v něm nachází.

Existují varianty indukčního kotle s několika paralelně instalovanými trubkami malého průměru. Používají se místo jedné velké trubky. Tím se zvýší rychlost ohřevu zařízení.

V této podobě může zařízení již fungovat, ale vytápění bude slabé. Chcete-li jej zesílit, musíte cívkou propustit vysokofrekvenční elektrický proud. Proto je nutné zařízení doplnit o měnič a usměrňovač.

Střídavý proud ze sítě má frekvenci 50 Hz, což k efektivnímu provozu indukčního kotle nestačí. Proto se přivádí do usměrňovače, kde se převádí na konstantní.

Poté je odeslána do měniče, což je elektronický modul s řídicím obvodem a dvěma klíčovými tranzistory. Zařízení převádí stejnosměrný proud na vysokou frekvenci.

Je třeba přiznat, že použití usměrňovače a invertoru zvyšuje náklady na indukční kotel. Proto existují modely, které fungují i ​​bez nich. Připojují se k běžné síti. Ale takové zařízení má působivé rozměry, což umožňuje zvýšit jeho účinnost. Zařízení s invertorem jsou kompaktnější.

Indukované vířivé proudy velmi rychle ohřívají výměník tepla a kapalinu v něm

Základní prvky topných zařízení

Jakýkoli indukční kotel se skládá z několika konstrukčních prvků:

• Induktor. Hlavní část zařízení. Jedná se o druh transformátoru se dvěma vinutími. Primární je navinuta na jádro.Při průchodu proudu zde vzniká elektromagnetické pole, které vytváří vířivé proudy. Kotlové těleso funguje jako sekundární vinutí. Přijímá vířivé proudy, zahřívá se a předává tepelnou energii chladicí kapalině.
• Topné těleso. Toto je jádro cívky. Pro kotel je vyroben ve formě trubky dostatečně velkého průměru nebo několika paralelně zapojených trubek menšího průřezu.
• Trubky. Určeno pro vložení zařízení do topné sítě. Chladivo proudí po jednom do zařízení, druhým kapalina opouští kotel a přivádí se do topného okruhu.
• Střídač. Toto zařízení - střídač — převádí stejnosměrný elektrický proud na vysokofrekvenční proud, který je pak přiváděn do induktoru.

Než začnete s vlastní montáží, měli byste pečlivě zvážit, z čeho a jak budou vyrobeny hlavní prvky zařízení. Některé z nich si budete muset vyrobit sami a některé si můžete koupit.

Můžete například použít invertor ze svařovacího stroje. Bylo by dobré, kdyby měl možnost upravit výkon.

Střídač převádí stejnosměrný proud na vysokofrekvenční proud. K výrobě domácích zařízení můžete použít standardní invertor pro svařování

Uvedli jsme hlavní prvky indukčního kotle.

Výhody vlastní montáže topného zařízení

Kotle poháněné elektřinou jsou tradičně považovány za nehospodárné. Vzhledem k tomu, že náklady na elektřinu neustále rostou, stojí jejich majitele pěkný peníz. Doporučujeme podívat se na podrobné informace o vytápění z elektrokotle v tento článek.

Indukční kotle, i když běží na elektřinu, jsou však docela ekonomické.

Ale to není celý seznam jejich výhod.

Když se rozhodnete nainstalovat takové zařízení, můžete získat:

• Rychlé zahřátí chladicí kapaliny. To trvá v průměru 3-5 minut.
• Účinnost se blíží 100 %, protože téměř veškerá elektrická energie se přeměňuje na teplo.
• Vysoká teplota ohřevu kapaliny v topném okruhu, minimálně – 35 °C.
• Nedostatek vodního kamene na vnitřních površích zařízení, což je vysvětleno vibracemi, ke kterým dochází během provozu zařízení. Zabraňují tvorbě usazenin.
• Dlouhá životnost, protože neexistují žádné pohyblivé nebo třecí mechanismy a díly. V souladu s tím nedochází k opotřebení zařízení a k poškození jeho součástí.
• Není potřeba odstraňovat produkty spalování a provádět častou údržbu.

Nevýhod indukčních kotlů není mnoho. Za prvé je to poměrně vysoká cena zařízení. Kromě toho zařízení produkují během provozu mírný vibrační hluk.

Další nevýhodou je poměrně velká hmotnost, se kterou je třeba počítat při montáži zařízení na stěnu.

Chcete-li dosáhnout maximálního účinku při používání indukčního kotle, domácího i sériového, musíte je zapojit do skupiny a používat je střídavě nebo všechny najednou

Návod na montáž indukčního kotle

Indukční topná zařízení lze zakoupit v obchodě, ale jejich cena je poměrně vysoká. Proto se mnoho domácích řemeslníků snaží vyrobit vlastníma rukama. Chcete-li vyrobit domácí indukční kotel, musíte připravit materiály a nástroje.

Nejprve je třeba zakoupit svařovací invertor. Může to být levné, ale je vhodné, aby bylo zařízení vybaveno regulátorem proudu.

Kromě toho byste měli věnovat pozornost síle proudu, se kterou zařízení pracuje. Standardní hodnota pro svařovací invertory je 15A. Tohle nebude stačit. Musíte hledat výkonnější jednotku.

Kromě toho je třeba připravit tyč nebo nerezový drát o průměru asi 7 mm. Měl by být nakrájen na fragmenty dlouhé 40-50 mm. Budou umístěny v elektromagnetickém poli, kde se zahřejí.

Topné těleso podomácku vyrobeného indukčního zařízení je vyrobeno z měděného drátu, k jehož navinutí můžete použít jakýkoli válcový předmět vhodného průměru.

K výrobě kotlového tělesa je odebrána silnostěnná plastová trubka. Průměr součásti se může lišit, ale jak ukazuje praxe, optimální možností je vnitřní průměr 50 mm.

Adaptéry slouží k připojení zařízení k topnému systému. Prostřednictvím jednoho z nich bude do kotle proudit studená chladicí kapalina a přes druhou bude do systému přiváděna horká kapalina.

Úlomky drátu musí být umístěny v krytu. Aby nedošlo k jejich vypadnutí, je spodní část dílu pokryta jemnou kovovou nebo nylonovou síťovinou, která je bezpečně připevněna k tělu. Poté můžete položit drát dovnitř krytu.

Nyní je horní část dílu pokryta stejnou síťovinou jako spodní a je připevněna ke stěnám dílu. Adaptéry jsou umístěny na koncích. Výsledkem je polotovar, ze kterého bude indukční cívka vyrobena.

Chcete-li to provést, musíte kolem něj navinout smaltovaný měděný drát. V průměru musíte použít 90 otáček. Měly by být umístěny blíže ke středu součásti. Je potřeba je dělat velmi pečlivě a rovnoměrně, abyste získali kvalitní indukční cívku.

Výsledné zařízení lze instalovat do topného systému. To se provádí následovně. Nejprve se ze systému vypustí chladicí kapalina.

Poté se vybere místo, kde bude kotel instalován. Trubka v této oblasti je označena, po které je z ní vyříznut fragment, který se rovná délce topného zařízení.

Poté je na připravené místo instalován domácí indukční kotel. Cívka je připojena k měniči a instalaci lze považovat za dokončenou. Poté systém znovu naplněné chladicí kapalinou.

Měděný drát je pečlivě navinut na plastovou trubku s kousky kovového drátu uvnitř.

Teprve poté můžete nové zařízení otestovat. Musí v něm být kapalina.

Pokud indukční kotel zapnete „na sucho“, plastový kryt se roztaví vysokou teplotou. To povede k částečnému zničení topného systému, což je nepřijatelné.

Dalším důležitým bodem je správné uspořádání uzemnění topného zařízení, bez kterého není jeho bezpečný provoz možný.

Vlastnosti indukčního kotle Vortex

Princip fungování indukčního ohřívacího zařízení již známe. Existuje jeho variace: vírový indukční kotel nebo VIN, který funguje poněkud jinak.

Charakteristické rysy VIN

Stejně jako jeho indukční protějšek pracuje na vysokofrekvenčním napětí, proto musí být vybaven invertorem. Zvláštností zařízení VIN je, že nemá sekundární vinutí.

Jeho roli plní všechny kovové části zařízení. Jsou nutně vyrobeny z materiálů, které vykazují feromagnetické vlastnosti. Když se tedy na primární vinutí zařízení přivede proud, intenzita elektromagnetického pole se prudce zvýší.

To zase vytváří proud, jehož síla se rychle zvyšuje. Vířivé proudy vyvolávají obrácení magnetizace, v důsledku čehož se všechny feromagnetické povrchy velmi rychle, téměř okamžitě, zahřejí.

Zařízení Vortex jsou poměrně kompaktní, ale díky použití kovu je jejich hmotnost vysoká. To má další výhodu, že všechny masivní prvky pouzdra se účastní výměny tepla. Tím se účinnost jednotky blíží 100 %.

Tuto vlastnost zařízení je třeba vzít v úvahu, pokud se rozhodnete vyrobit VIN kotel svépomocí. Může být vyroben pouze z kovu, plast by se neměl používat.

Hlavní rozdíl mezi vířivým indukčním kotlem je v tom, že jeho tělo funguje jako sekundární vinutí. Proto je vždy vyroben z kovu

Jak sestavit vírové indukční zařízení?

Jak již víme, takový kotel se liší od svého indukčního protějšku, ale vyrobit si jej sami je stejně snadné. Je pravda, že nyní budete potřebovat svařovací dovednosti, protože zařízení musí být sestaveno pouze z kovových částí.

K práci budete potřebovat:

• Dva kusy silnostěnné kovové trubky stejné délky. Jejich průměry musí být různé, aby bylo možné jeden díl umístit do druhého.
• Vinutí (smaltovaný) měděný drát.
• Třífázový invertor, možná ze svářečky, ale co nejvýkonnější.
• Opláštění pro tepelnou izolaci kotle.

Nyní se můžete pustit do práce. Začneme výrobou tělesa budoucího kotle. Vezmeme trubku většího průměru a vložíme druhou část dovnitř. Je třeba je svařit jeden do druhého, aby mezi stěnami prvků byla určitá vzdálenost.

Výsledný díl v průřezu bude připomínat volant. Jako základ a kryt pouzdra je použit ocelový plech o tloušťce minimálně 5 mm.

Výsledkem je dutá válcová nádrž. Nyní musíte do jeho stěn vyříznout potrubí pro přívod studené a vypouštění horké kapaliny. Konfigurace potrubí a jeho průměr závisí na potrubí topného systému, mohou být nutné další adaptéry.

Poté můžete začít navíjet drát. Opatrně se navíjí na těleso kotle pod dostatečným napětím.

Schematické schéma domácího indukčního kotle vířivého typu

Ve skutečnosti bude navinutý drát sloužit jako topné těleso, proto je vhodné tělo přístroje zakrýt tepelně izolačním obalem. Tímto způsobem bude možné udržet maximum tepla a tím zvýšit účinnost zařízení a zajistit jeho bezpečnost.

Nyní je potřeba připojit kotel k topnému systému. K tomu je chladicí kapalina vypuštěna, požadovaná délka trubky je odříznuta a zařízení je na jejím místě svařeno.

Zbývá pouze napájet topné zařízení a nezapomenout k němu připojit střídač. Zařízení je připraveno k použití. Před testováním je ale potřeba naplnit vedení chladicí kapalinou.

Nevíte, jakou chladicí kapalinu zvolit pro naplnění okruhu? Doporučujeme vám přečíst vlastnosti různých chladicích kapalin a doporučení pro volbu optimálního typu kapaliny pro topný okruh.

Teprve po načerpání chladicí kapaliny do systému proveďte zkušební provoz.

Nejprve je třeba spustit zařízení na minimální výkon a pečlivě sledovat kvalitu svarů. Pokud je vše v pořádku, zvýšíme výkon na maximum.

Na našem webu je další návod na výrobu indukčního zařízení, které lze použít k ohřevu chladicí kapaliny v topném systému. Chcete-li se seznámit s procesem montáže indukčního ohřívače, přejděte na tento odkaz.

Neobvyklý model indukčního zařízení

Tato úprava indukčního kotle se může zdát velmi neobvyklá, nicméně má právo na existenci.

Praxe navíc ukazuje, že takové zařízení je mnohem ekonomičtější než standardní kotel s topným tělesem. Ohřev standardní třírublové bankovky bude trvat asi 1,8-2,5 kW za hodinu, zatímco elektrický kotel stráví nejméně 6 kW.

Při výrobě domácích indukčních kotlů se pro navíjení na jádro používá pouze speciální měděný drát vinutí.

Kotel je ve skutečnosti výměník tepla zabudovaný v topném systému, který je vytápěn indukčním elektrickým sporákem.

Důležitým článkem při návrhu je výměník tepla, musí být kompaktní, spolehlivý a co nejlevnější. Výpočty ukazují, že k vytápění bytu asi 50 metrů čtverečních. m, bude postačovat zařízení pracující se 40 litry chladicí kapaliny.

To znamená, že budete potřebovat plochou kovovou nádrž, jejíž rozměry se pohybují mezi 50x600x500 mm. Je docela možné vyrobit takový kontejner sami svařováním z profilových trubek 50x50.

Práce se provádí v následujícím pořadí:

• Trubka 50x50 je rozřezána na kusy dlouhé 600 mm. Celkem by jich mělo být 9-10 kusů.
• Výsledné profily jsou vzájemně svařeny podle principu „od stěny ke stěně“ tak, aby vznikla souvislá řada trubek.
• Z trubky se odříznou další dva úseky tak, aby se jejich délka rovnala šířce výsledného obrobku.
• Z obou výsledných úlomků potrubí se odřízne jedna stěna.
• Díl se instaluje s odříznutou částí na trubky svařené dohromady, takže se získá polotovar připomínající rozdělovač. Fragment je přivařen k výměníku tepla.
• Druhá část potrubí se instaluje stejným způsobem na opačné straně.
• Trysky jsou přivařeny do diagonálně protilehlých částí výměníku tepla pro připojení k otopné soustavě.
• Konstrukce je pečlivě opařena, protože musí být zcela utěsněna.

Výměník tepla je připraven, lze jej nainstalovat na místo a pod něj přivést zdroj tepla. Praxe ukazuje, že je nejlepší instalovat takový systém v koupelně pomocí vertikální instalace.

Běžný indukční sporák se může stát zdrojem tepla pro vytápění bytu

Výměník tepla je přivařen k topnému systému a mezi ním a stěnou je umístěna dlažba.

Domácí řemeslníci tvrdí, že pokud k takovému zařízení připojíte měnič, jeho spotřeba energie se výrazně sníží.

Zdá se vám po přečtení návodu výroba domácích kotlů náročná a nebezpečná? Pochybujete o tom, že domácí produkt bude hospodárnější při použití elektřiny k ohřevu chladicí kapaliny v topném systému? V tomto případě bude nejlepším řešením nákup hotové topné jednotky.

Naše webové stránky obsahují užitečné materiály pro výběr nejlepšího elektrického kotle a hodnocení nejoblíbenějších modelů mezi kupujícími. Doporučujeme také, abyste se seznámili s funkcemi výpočtu spotřeby energie kotlem a dalšími možnostmi elektrického vytápění v domě:

• Elektrický kotel pro vytápění soukromého domu: přehled deseti nejlepších modelů elektrických kotlů
• Kolik elektřiny spotřebuje elektrický kotel: pravidla výpočtu
• Elektrické vytápění v soukromém domě: přehled typů systémů pro venkovský dům

Závěry a užitečné video k tématu

Jak si sami sestavit indukční kotel:

Jak funguje domácí indukční ohřívač:

Co je indukční ohřev:

Indukční kotel je nejúspornější a nejúčinnější ze všech topných zařízení poháněných elektřinou. Existuje mnoho úprav domácích indukčních zařízení, můžete si vybrat jakýkoli, který je nejvhodnější pro provozní podmínky.

Chcete-li si koupit takové zařízení v obchodě, budete muset utratit značné množství, takže se domácí řemeslníci naučili je vyrábět sami.

Používáte jako topné zařízení domácí indukční kotel? Podělte se o fotku svého domácího produktu a montážního návodu v sekci komentářů.

Nebo se možná právě chystáte začít vyrábět kotel a po přečtení našeho článku máte stále nevyřešené otázky? Neváhejte se jich zeptat – pokusíme se vám pomoci.