Как сделать индукционный нагреватель своими руками из сварочного инвертора

Главным отличием котлов отопления, основанных на принципе индукции, является высокий коэффициент полезного действия. Это позволяет существенно сократить расходы на электрическую энергию, что разительно отличает их от нагревателей, работающих при помощи трубчатых электронагревателей.

Одним из главных конкурентов индукционных являются  электродные котлы. Выигрывают они за счёт своей дешевизны и скорости нагрева теплоносителя (хоть она и не намного выше), но за счёт этого отопительный контур быстрее реагирует на изменение температуры. Автоматизированное управление значительно упрощает контроль за такими  устройствами, но индукционные агрегаты не слишком уступают им в этом вопросе. Но габариты их значительно превышают размеры собрата. Электродные отопительные котлы стоят в 3-5 раз дешевле, но если смотреть наперёд и подсчитать затраты на электроэнергию, то становится понятно, что на всём сроке эксплуатации (примерно 40 лет) они проигрывают в пять раз. Поэтому, кто думает на перспективу сделает правильный выбор.

Котлы, созданные на производстве, имеют значительную стоимость. Но нагреватель индукционного типа может сконструировать любой умелец, имеющий необходимый комплект инструментов. Хорошим пособием для него послужит приведённая ниже инструкция по созданию и разъяснению особенностей функционирования надёжного котла.

Как сделать индукционный нагреватель своими руками из сварочного инвертора

Как работает нагреватель индукционного типа

Подъёма температуры за счёт индукции не произойдёт, если отсутствуют базовые элементы: индуктор, генератор и нагреватель.

Индуктор имеет вид закрученной в катушку проволоки из меди, которая способна возбуждать магнитное поле. Генератор применяют для создания токов высокой частоты из обычной бытовой сети 50 Герц.

Как сделать индукционный нагреватель своими руками из сварочного инвертора

Нагревателем служит элемент из металла, основной функцией которого является способность впитывать тепло, находясь в магнитном поле. Верная коммутация всех частей, позволит создать устройство, способное нагреть теплоноситель, а так же отопить помещение.

Генератор вырабатывает электричество с нужными параметрами, которое поступает на обмотку индуктора. В это время внутри катушки создаётся магнитное поле, способное при высокой частоте тока менять вектор магнитных волн. Помещённый в это электромагнитное поле металлический элемент начнёт набирать температуру, так как на его поверхности появятся вихревые токи. Главным условием безопасности является отсутствие контакта металлического предмета и обмотки индуктора.

Так как контакт отсутствует, то преобразование электроэнергии в тепловую энергию осуществляется с минимальными потерями. Благодаря этому КПД котлов индукционного нагрева так высок.

Как сделать индукционный нагреватель своими руками из сварочного инвертора

Для того, чтобы отопительная система нагрелась, нужно всего лишь создать контакт между теплоносителем внутри системы и нагревательным элементом. Зачастую нагревателем служит металлическая труба, внутри которой протекает вода. Попутно вода служит охладителем для нагревательного элемента, за счёт чего срок его эксплуатации повышается.

Как сделать индукционный нагреватель своими руками из сварочного инвертора

Плюсы и минусы индукционного нагревателя

Котлы индукционного нагрева обладают целым рядом преимуществ: простота конструирования; высокая безопасность и практичность; КПД выше, чем у котлов другого типа; меньшее потребление электричества; срок годности; минимальное число поломок и т.д.

Эффективность данного устройства может быть очень велика, приборы индукционного нагрева широко применяются в металлургии. А минимальное время, необходимое для нагрева теплоносителя, помогает им опередить традиционные электрические нагревательные приборы.

При работе котла индукционного нагрева, металлический нагреватель подвергается лёгким вибрациям, что позволяет накипи и извести отставать от его стенок. В связи с этим чистка ему практически не нужна. Но для меньшей вероятности загрязнения нагревателя и системы в целом, необходим фильтр очистки теплоносителя.

Так как нагревательный элемент постоянно находится в воде, то это снижает возможность его перегорания, что является настоящей головной болью котлов с ТЭН. Местная вибрация во время работы, никак не сказывается на уровне шума, весь процесс происходит бесшумно, поэтому дополнительные меры по шумоподавлению не нужны.

Правильная установка индукционных котлов исключает возможность его протечки, это так же является одним из их достоинств. Всё благодаря тому, что нагрев металлического элемента осуществляется бесконтактно. Поэтому безопасность эксплуатации этих приборов очень высока. Котёл способен нагреть воду в контуре практически до пара. Это способствует идеальную передачу тепла, что в свою очередь провоцирует перенос тепла в системе отопления. Обычные системы отопления с индукционным котлом не требуют дооборудования циркуляционным насосом. Но существуют и такие системы, где установка дополнительного оборудования для подкачки просто необходима. Пугаться не стоит, монтаж циркуляционного насоса не сложен, но определённые навыки всё же пригодятся (установка электрических приборов и монтаж труб).

Как сделать индукционный нагреватель своими руками из сварочного инвертора

Несмотря на все свои достоинства, нагревательные индукционные котлы имеют и свои минусы. Одним из них является попутный нагрев пространства вокруг прибора во время его работы, поэтому для его размещения необходимо выделить отдельное помещение и постараться вынести оттуда всё ненужное. Людям находиться в одном помещении с котлом долгое время не желательно.

Для функционирования индукционного котла требуется электричество, поэтому в местах, куда оно не проведено, пользы от прибора не будет. При частых колебаниях в электросети или отключениях электроэнергии эффективность устройства снижается. При несоблюдении техники безопасности и нарушении технологии эксплуатации могут возникнуть серьёзные повреждения.

При неконтролируемом перегреве воды в системе отопления она может превратиться в пар. С повышением температуры в замкнутом контуре возрастёт и давление, это неминуемо приведёт к разрыву труб. С целью предотвращения подобной ситуации необходима установка датчика контроля давления. Но максимальная безопасность достигается путём внедрения в цепь управления котлом аварийного отключающего устройства.

Как сделать индукционный нагреватель своими руками из сварочного инвертора

Соответственно с установкой дополнительного оборудования возрастёт себестоимость агрегата, но экономить на безопасности не стоит. Данные котлы выполняют свою функцию относительно бесшумно, но практика показывает, что прибор, созданный своими руками, всё же издаёт шумы.

Последовательность конструирования

Изготовить подобный агрегат не составит труда. Для изготовления необходимо следующее:

  • Соорудить нагревательный элемент;
  • Изготовить медный контур для индуктора;
  • Купить заводской генератор переменного тока;
  • Нагревательный элемент соединить с трубной системой отопления;
  • Подключить индуктор к генератору;
  • Подать электричество на агрегат;
  • Произвести испытания для проверки работоспособности.

В котлах, изготовленных для промышленного производства, нагревателем служит толстостенная металлическая труба. Для самодельного прибора это будет не целесообразно, так как разогрев такого нагревателя требует повышенной мощности. Индукция нагревает любой металлический предмет, помещённый внутрь катушки индуктора. Из этого следует, что нагреватель можно видоизменять и совершенствовать.

Пластиковая труба послужит отличным корпусом для нагревательного элемента сварочного инвертора. Для этого необходима труба длиной до одного метра и диаметром 50-80 миллиметров, что больше диаметра  труб отопительного контура.

Как сделать индукционный нагреватель своими руками из сварочного инвертора

Для соединения труб разного диаметра между собой необходимо использовать переходные муфты в верхней и нижней части корпуса нагревателя. В нижнюю часть корпуса устанавливается решётка, чтобы избежать потери нагревателя, который состоит из кусочков металла (проволока, пруток, металлическая трубка). Длина кусков может быть различная, на выбор создателя, но зачастую это проволока из стали диаметром 6-8 мм и длиной 0.9 метра, что почти равно длине корпуса. От размера кусков нагревателя зависит и проходные отверстия в решётке. Проволокой заполняют корпус до самого верха. Для лучшего нагрева стоит использовать сталь для нагревателя с высоким магнитным сопротивлением.

В итоге нагревательный прибор представляет собой пластиковую трубу, наполненную металлическими частицами, и закрытую решёткой с обеих сторон. На концах имеются переходные муфты, для спайки с контуром отопления. На толщине стенок трубы лучше не  экономить, чем толще, тем лучше. Материал пластиковых  труб должен соответствовать требуем характеристика – выдерживать высокую температуру и не выделять токсины при нагреве.

Следующим шагом будет изготовление решётки для контура индуктивности. Для этого используется медная проволока, которая наматывается непосредственно на корпус нагревателя. Количество витков напрямую определяет качество, чем больше, тем лучше, но их не должно быть меньше 90, так как  это минимальное число. Каждый новый виток должен плотно прилегать к предыдущему, не оставляя зазоров. Для изготовления катушки индуктора идеально подойдёт медный провод с изоляцией сечением 1-1.5 квадрата, который без лишних затруднений прилегает к трубе. Зазоры между витками недопустимы, так как создают шум из-за вибрации, возникающей в процессе работы данного устройства. Это способно так же вызвать разрушение изоляции электропроводки, что неминуемо приведёт к межвитковому короткому замыканию.

Как сделать индукционный нагреватель своими руками из сварочного инвертора

Помимо переходников с обеих сторон корпуса нагревателя необходимо предусмотреть установку запирающих  кранов, чтобы была возможность заглушить подачу теплоносителя. При монтаже двухтрубной системы отопления следует помнить, что верхний выход нагревателя присоединяется на подачу горячей воды, которая, пройдя через весь дом, возвращается снизу в виде холодной, и процесс повторяется.

Самым простым и доступным генератором переменного поля является инвертор сварочного аппарата, полюса которого соединяются с выводами катушки индуктора. Для того, чтобы созданный индукционный котёл заработал, остаётся лишь подать напряжение на инвертор. Для самодельного котла можно использовать инвертор от дешёвых китайских «сварочников», способных контролировать силу тока с 10 Ампер. На подаче горячей воды от нагревателя необходимо вмонтировать датчик регулятора температуры, который при заданных параметрах будет регулировать работу инвертора. Это поможет защититься от перегрева теплоносителя.

Для того, чтобы катушка выполняла функции индуктора, а не электромагнита, то к выходам инвертора необходимо припаять выпрямительные диоды. В работе некоторых сварочных аппаратов применяется датчик прикосновения, который не запустит инвертор, пока не будет контакта между электродом и рабочей поверхностью. Поэтому следует принять меры, которые не помешают работе котла. После того, как всё выполнено и подано напряжение, нагреватель, под воздействием выпрямленного магнитного поля,  начнёт быстро нагреваться и отдавать тепло воде, которая в свою очередь разнесёт его по всей системе.

Как сделать индукционный нагреватель своими руками из сварочного инвертора

Устанавливать нагреватель стоит на стене, отступив при этом 0.8 метра от потолка и по 0.3 метра от стен и мебели.

При возникновении затруднений во время переоборудования сварочного агрегата следует обратиться за помощью к специалисту. А если всё выполнено правильно, то сварку в дальнейшем можно использовать по назначению, для этого необходимо всего лишь аккуратно выпаять выпрямители и собрать всё воедино.

Техника безопасности

Котлы индукционного нагрева, изготовленные в домашних условиях, не оборудованы приборами защиты и наблюдения, и это относит их к разряду устройств повышенной опасности. Поэтому в целях безопасности нужно удостовериться, что система отопления заполнена водой, запирающие краны открыты и нагреватель находится в воде. Если нагрев происходит без участия теплоносителя, то это неизбежно приводит к разрушению корпуса нагревателя и влечёт за собой последствия. В случае расплавления корпуса, раскалённые части нагревателя могут вывалиться,  и придётся заново всё изготавливать. Для предотвращения подобных нюансов необходимо установить предохранительный клапан, срабатывающий при повышенном давлении.

В части электробезопасности необходимо учесть следующие моменты: подача электричества на инвертор должна производиться отдельным кабелем (сечением не меньше 4-6 квадратов) от щитка, где установлен защитный автомат; все неизолированные контакты и оголённые провода следует заизолировать; корпус сварочного аппарата должен быть заземлён.

Как сделать индукционный нагреватель своими руками из сварочного инвертора

На безопасности экономить нельзя, поэтому следует раскошелиться на необходимые устройства контроля и защиты. Рассчитав все затраты на изготовление самодельного прибора, нужно сравнить с заводскими моделями, которые оснащены всеми необходимыми приборами безопасности, и если разница выйдет незначительной, то стоит отдать предпочтение готовому варианту.

Заключение

Чтобы установить котёл, собранный своими руками, оформлять какие-либо документы не понадобиться, но позаботиться о собственной безопасности всё же придётся. Модели, изготовленные на производстве, оснащены всем необходимым перечнем приборов контроля и защиты.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...