Индукционный нагреватель своими руками из сварочного инвертора

Водонагреватель

Индукционные отопительные котлы – это устройства, обладающие очень высоким КПД. Они позволяют значительно снизить затраты на электроэнергию по сравнению с традиционными приборами, оснащенными нагревательными элементами.

Модели промышленного производства стоят недешево. Однако сделать индукционный нагреватель своими руками сможет любой домашний мастер, владеющий простым набором инструментов. В помощь вам предлагаем подробное описание принципа работы и сборки эффективного обогревателя.

Принцип работы индукционного нагревателя

Индукционный нагрев невозможен без использования трех основных элементов:

  • индуктор;
  • генератор;
  • нагревательный элемент.

Индуктор представляет собой катушку, обычно сделанную из медной проволоки, которая создает магнитное поле. Генератор переменного тока используется для получения высокочастотного потока из стандартного потока бытовой мощности 50 Гц.

В качестве нагревательного элемента используется металлический предмет, способный поглощать тепловую энергию под действием магнитного поля. Если правильно соединить эти элементы, можно получить высокопроизводительный прибор, который отлично подойдет для обогрева теплоносителя и отопления дома.

Галерея изображенийФото от Вне зависимости от сложности конструкции, габаритов и решаемых задач основными его составляющими являются индуктор, вихретоковый генератор и нагревательный элемент.Несомненным достоинством индукционных нагревателей является быстрый нагрев при значительно более высоких требованиях к мощности нагревательные приборы Существенным недостатком индукционных нагревателей является обязательная необходимость наличия источника питания. Без электричества прибор совершенно бесполезен.Если самодельный индукционный нагреватель установить на металлическую трубу отопления, то он не только будет эффективно нагревать теплоноситель

С помощью генератора электрический ток с необходимыми характеристиками подается на индуктор, то есть в медную катушку. Проходя через него, поток заряженных частиц образует магнитное поле.

Нагрев в индукционном устройстве

Нагрев в индукционном устройстве

Принцип работы индукционных нагревателей основан на появлении внутри проводников электрических токов, возникающих под действием магнитных полей

Особенность поля в том, что оно обладает способностью изменять направление электромагнитных волн на высоких частотах. Если в это поле поместить любой металлический предмет, то он начнет нагреваться без непосредственного контакта с индуктором под действием создаваемых вихревых токов.

Принцип индукционного нагрева

Принцип индукционного нагрева

Электрический ток высокой частоты, протекающий от инвертора к индукционной катушке, создает магнитное поле с постоянно меняющимся вектором магнитных волн. Металл, помещенный в это поле, быстро нагревается

Отсутствие контакта позволяет потерям энергии при переходе с одного типа на другой быть незначительными, чем и объясняется больший КПД индукционных котлов.

Чтобы нагреть воду для отопительного контура, достаточно обеспечить ее контакт с металлическим нагревателем. Часто в качестве нагревательного элемента используется металлическая труба, через которую просто проходит поток воды. Вода одновременно охлаждает обогреватель, значительно увеличивая срок его службы.

Как работает индукционный водонагреватель

Как работает индукционный водонагреватель

Электромагнит индукционного устройства изготавливается путем наматывания проволоки на сердечник из ферромагнетика. Образовавшаяся индукционная катушка нагревается и передает тепло нагретому телу или теплоносителю, протекающему рядом через теплообменник

Преимущества и недостатки устройства

«Преимуществ» вихревого индукционного нагревателя множество. Это простая схема для самостоятельного изготовления, более высокая надежность, высокий КПД, относительно низкие энергозатраты, длительный срок службы, малая вероятность выхода из строя и т.д.

Производительность устройства может быть значительной, агрегаты такого типа успешно применяются в металлургической промышленности. Что касается скорости нагрева теплоносителя, то устройства этого типа уверенно конкурируют с традиционными электрическими котлами, температура воды в системе быстро достигает необходимого уровня.

Во время работы индукционного котла нагреватель слегка вибрирует. Эта вибрация удаляет известковый налет и другие возможные загрязнения со стенок металлической трубы, поэтому это устройство редко нуждается в очистке. Разумеется, система отопления должна быть защищена от этих загрязнений механическим фильтром.

Схема индукционного нагревателя

Схема индукционного нагревателя

Индукционная катушка нагревает помещенный в нее металл (трубку или отрезки проволоки) с помощью высокочастотных вихревых токов, контакт не обязателен

Интересно:  Установка проточного водонагревателя своими руками: пошаговый инструктаж

Постоянный контакт с водой также сводит к минимуму вероятность перегорания ТЭНа, что является довольно распространенной проблемой традиционных котлов с ТЭНами. Несмотря на вибрацию, котел работает исключительно тихо; не требуется дополнительной звукоизоляции в месте установки устройства.

Индукционные котлы хороши еще и тем, что практически никогда не протекают, только если монтаж системы выполнен правильно. Это очень ценное качество для электроотопления, так как исключает или значительно снижает вероятность возникновения опасных ситуаций.

Отсутствие утечек обусловлено бесконтактным способом передачи тепловой энергии нагревателю. Хладагент по описанной выше технологии можно нагреть практически до состояния пара.

Это обеспечивает достаточную тепловую конвекцию для обеспечения эффективного движения хладагента по трубам. В большинстве случаев систему отопления не придется оснащать циркуляционным насосом, хотя все зависит от особенностей и конструкции конкретной системы отопления.

Иногда необходим циркуляционный насос. Установка устройства относительно проста. Хотя для этого потребуются некоторые навыки в монтаже бытовой техники и труб отопления. Но у этого удобного и надежного устройства есть ряд недостатков, которые также необходимо учитывать.

Например, котел греет не только теплоноситель, но и все рабочее пространство вокруг себя. Для такого агрегата необходимо выделить отдельную комнату и убрать все посторонние предметы. Для человека длительное пребывание вблизи работающего котла также может быть небезопасным.

Энергетическая зависимость индукционных устройств

Энергетическая зависимость индукционных устройств

Индукционным нагревателям для работы требуется электричество. Как домашние, так и заводские компьютеры подключены к домашней электросети переменного тока

Для работы устройства требуется электричество. В районах, где нет свободного доступа к этому благу цивилизации, индукционный котел будет бесполезен. А там, где частые перебои с электричеством, будет демонстрировать низкий КПД. При неосторожном обращении с прибором может произойти взрыв.

Если охлаждающая жидкость перегреется, она превратится в пар. В результате резко возрастет давление в системе, чего трубы просто не выдержат – лопнут. Поэтому для нормальной работы системы устройство должно быть оборудовано как минимум манометром, а еще лучше — устройством аварийного отключения, термостатом и т.п.

Все это может значительно увеличить стоимость самодельного индукционного котла. Хотя устройство считается практически бесшумным, это не всегда так. Некоторые модели по разным причинам все же могут шуметь. Для самодельного устройства вероятность такого исхода возрастает.

Долгий срок службы индукционных нагревателей

Долгий срок службы индукционных нагревателей

Как в заводских, так и в самодельных индукционных нагревателях практически нет изнашиваемых компонентов. Они служат долго и работают идеально

Шаги своими руками

Сделать такое устройство самостоятельно не так уж и сложно. Для этого вам понадобится:

  1. Сделать нагревательный элемент.
  2. Изготовьте индуктор из медной проволоки.
  3. Берем готовый генератор.
  4. Подключить змеевиковый нагреватель к системе отопления.
  5. Подключите катушку к генератору.
  6. Подключить питание к системе.
  7. Выполните пробный запуск, чтобы проверить работу устройства.

В промышленных моделях в качестве нагревателя используется толстостенная металлическая трубка, но обеспечить достаточную мощность бытового прибора для нагрева такого элемента очень сложно и не имеет особого смысла. Индукционная катушка способна нагревать любой металл, поэтому нагреватель можно модифицировать.

Индукционный нагреватель

Индукционный нагреватель

Промышленные модели индукционных котлов оснащены нагревательным элементом из толстой металлической трубы. Такой агрегат сложно скопировать в домашних условиях

В качестве кожуха индукционного нагревателя сварочного инвертора используется кусок пластиковой трубы. Он должен быть немного больше в диаметре, чем трубы отопления. Длина трубы для нагревателя может быть около метра, внутренний диаметр может варьироваться в пределах от 50 до 80 мм.

Для подключения нагревателя к системе установите переходники внизу и вверху корпуса. Дно трубы необходимо закрыть сеткой, затем внутрь корпуса помещается наполнитель, состоящий из мелких частиц металла. Получить наполнитель можно, например, из проволоки, стержня, узкой металлической трубки и т д.

Интересно:  Бойлер косвенного нагрева своими руками: устройство самодельного бойлера

Длину сегментов можно варьировать произвольно. В большинстве случаев используется стальная проволока диаметром 6-8 мм, которую просто нарезают на мелкие кусочки. Некоторые мастера рекомендуют нарезать его на длинные прутья, примерно по 90 см, то есть почти вдоль утеплителя.

Пластиковая трубка

Пластиковая трубка

Для корпуса ТЭНа индукционного котла, который был сделан своими руками, понадобится широкая пластиковая трубка, диаметром около 50 мм

Чем выше магнитное сопротивление стали, из которой изготовлен трос, тем лучше он будет нагреваться. В зависимости от размера этих деталей подбирается и защитная сетка, которая крепится на дно короба. Наполнитель засыпается или помещается в трубу доверху. После этого верхняя часть также покрывается сеткой.

Схема индукционной катушки нагревателя

Схема индукционной катушки нагревателя

Схема дает представление о том, как подключить индукционную катушку к нагревателю котла и сварочному аппарату

Таким образом, самодельный нагреватель для индукционного котла выглядит как толстая пластиковая труба, наполненная металлическими деталями и закрытая с двух сторон сеткой. Сверху и снизу отопителя расположены переходники для подключения к отопительному контуру. Полимерная труба для обогревателя должна иметь достаточно толстые стенки.

Также для этих целей не подходит любой пластик, материал должен выдерживать воздействие достаточно сильного нагрева, и при этом не выделять в атмосферу или теплоноситель вредных веществ. Теперь нужно сделать индукционный гриль. Для этого возьмите медный провод и намотайте его прямо на корпус обогревателя.

Спиральный индуктор для нагревателя

Спиральный индуктор для нагревателя

В некоторых моделях бытовых индукционных нагревателей вместо пластиковой трубки используется узкая медная трубка. Это не лучший вариант, так как правильно намотать такой элемент по спирали будет непросто

Чем больше витков провода, тем лучше. Считается, что индукционная катушка имеет не менее 90 витков. Индуктор наматывается на трубу очень плотно, между витками не должно быть зазоров.

Для обмотки подойдет провод с медной изоляцией 1-1,5 мм. Более толстый провод здесь не нужен, так как он затруднит работу по намотке, будет сложнее укладывать витки вплотную.

Подключение индукционной катушки

Подключение индукционной катушки

Эта схема поможет вам правильно подключить катушку индуктора к инверторному сварочному аппарату, если вы сделаете это неправильно, катушка станет электромагнитом (+)

Наличие зазоров может стать причиной шума из-за вибрации, сопровождающей работу такого агрегата. Со временем такая ситуация может привести к разрушению изоляции, что вызовет короткое замыкание между витками.

Сверху и снизу, помимо переходников, должны быть установлены запорные краны. Они необходимы для того, чтобы при необходимости вы отключили воду в контуре отопления.

При установке нагревателя необходимо помнить, что его нижний конец должен быть направлен к трубе обратки, предназначенной для сбора остывшего теплоносителя в двухтрубной системе отопления. Самый простой способ получить генератор переменного поля – это взять инвертор от сварочного аппарата.

Контакты индукционной катушки соединены с полюсами инвертора. Как только к агрегату будет подключено электропитание и он будет подключен к сети, самодельный индукционный котел начнет работать.

Для изготовления такого устройства подойдет даже недорогой сварочный аппарат, например, модели китайского производства, который позволяет регулировать силу тока, начиная с уровня 10 А. Датчик термостата возле адаптера питания . Сварочный инвертор подключается через этот термостат.

На выходах необходимо установить выпрямительные диоды. Для этого потребуется вскрыть корпус сварочного аппарата и припаять выводы к выходу, затем присоединить их к диодам. Если его подключить напрямую без диодов, то в обмотку потечет ток с выпрямленным напряжением и катушка будет работать как электромагнит, а не как индуктор.

Провод индукционной катушки

Провод индукционной катушки

Для создания индукционной катушки рекомендуется использовать медный провод сечением 1,5 мм в надежной изолирующей оболочке, необходимо сделать около 90 витков

Интересно:  Схема обвязки бойлера косвенного нагрева: специфика монтажа

Некоторые современные сварочные аппараты имеют сенсорный датчик, который начинает работать, когда электрод касается рабочей поверхности. Этот момент необходимо учитывать, чтобы датчик срабатывал в нужный момент или не влиял на работу домашнего котла.

Если у неопытного мастера возникли проблемы с переделкой сварочного аппарата, ему лучше обратиться за консультацией к профессионалам.

Сварочный аппарат

Сварочный аппарат

Для изготовления индукционного котла своими руками можно взять любой сварочный аппарат с соответствующими характеристиками. При необходимости устройство можно снова использовать для сварочных работ

Если все сделано правильно, сварочный аппарат в дальнейшем можно будет использовать по назначению. Нужно будет припаять проводники с диодами и собрать их обратно. Под действием переменного тока высокой частоты индукционная катушка создаст магнитное поле.

Металл внутри полимерного корпуса начнет нагреваться и отдавать тепло воде, циркулирующей по контуру отопления. Нагрев охлаждающей жидкости займет всего несколько минут.

Место индукционного нагревателя должно быть выбрано правильно. Блок должен располагаться на 800 мм ниже уровня потолка и не менее 300 мм от стен и мебели.

Несколько слов о безопасности

Бытовые индукционные котлы обычно не оснащены системами управления и защиты, что делает их небезопасными. Поэтому перед включением агрегата необходимо убедиться, что полость корпуса заполнена жидким теплоносителем.

Если полимерный корпус нагревателя подвергать постоянному нагреву без вымывания теплоносителем, он просто расплавится, иногда это приводит не только к деформации нагревателя, но и к его полному выходу из строя.

Работа индукционного нагревателя

Работа индукционного нагревателя

Агрегаты этого типа часто используются для нагрева и плавки металлов. Высокие температуры, получаемые от индукционного нагревателя, требуют особого внимания к вопросам безопасности

Потеря горячего металлического наполнителя из литого тела также может быть опасной. В этом случае вам придется практически полностью разобрать устройство и изготовить для него новый нагревательный элемент.

Подключение к источнику питания должно осуществляться отдельным кабелем от панели. Разумеется, необходимо тщательно закрыть все контакты изоляцией. Инвертор сварочного аппарата также необходимо заземлить, это важный момент для безопасности.

В этом случае вам понадобится кабель сечением не менее четырех миллиметров. Некоторые специалисты рекомендуют отдавать предпочтение шестимиллиметровому кабелю. Во избежание перегрева бытового индукционного нагревателя из-за отсутствия воды в системе рекомендуется установить на входе нагревателя клапан избыточного давления.

Индукционный нагреватель

Индукционный нагреватель

Индукционный нагреватель занимает относительно немного места, но его следует располагать на определенном расстоянии от потолка, стен, мебели и т д.

Такое самодельное устройство, не оснащенное специальными средствами защиты, является потенциально опасным объектом, требующим постоянного контроля. Поэтому стоит потратить немного больше денег, но приобрести необходимые устройства.

При этом не помешает оценить затраты, возможно, покупка готового индукционного котла не будет стоить намного дороже. Промышленные устройства обычно оснащены всей необходимой защитой.

Характеристики и пошаговая технология изготовления еще одного варианта самодельного индукционного котла для системы отопления приведены здесь.

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 как для частного дома, так и для обычной квартиры. Но владельцам квартир не стоит забывать о безопасности.

Пожалуйста, прокомментируйте материал, который мы предложили для ознакомления. Задавайте вопросы об интересных или неясных моментах. Возможно, у вас есть собственный опыт строительства или установки индукционного котла? Вы можете посчитать и разместить уникальные фотографии в поле для комментариев ниже.

Оцените статью
SV-Aqua.ru