Индукционные отопительные котлы обладают очень высоким КПД и позволяют заметно сократить расходы на электроэнергию по сравнению с традиционными устройствами с ТЭНами.
Модели промышленного производства стоят дорого. Однако изготовить индукционный нагреватель может любой умелец, обладающий простыми инструментами. Для помощи такому мастеру даём описанию работы и сборке эффективного обогревателя.
Принцип работы индукционного нагревателя
Для индукционного нагрева необходимы три ключевых элемента.
- индуктора;
- генератора;
- нагревательного элемента.
Индуктор — катушка, обычно из медной проволоки, создающая магнитное поле. Генератор переменного тока позволяет получать высокочастотный поток из стандартного тока бытовой сети (50 Гц).
Используя металлический предмет, способный поглощать тепловую энергию под действием магнитного поля, в качестве нагревательного элемента, можно создать высокопроизводительное устройство, подходящее для нагрева жидкого теплоносителя. отопления дома.
Генератор поставляет на индуктор – медную катушку – электрический ток заданных параметров. Проходящий через катушку поток заряженных частиц создает магнитное поле.
Поле характеризуется способностью на высоких частотах изменять направление электромагнитных волн. При помещении в это поле металлического предмета последний начнёт нагреваться без прямого контакта с индуктором вследствие вихревых токов.
Отсутствие контакта делает потери энергии при превращении видов минимальными, что повышает КПД индукционных котлов.
Для подогрева воды отопительного контура достаточно установить контакт между водопроводом и металлическим нагревателем. В качестве нагревателя часто применяют металлическую трубу, через которую движется поток воды. Вода охлаждает нагреватель, что продлевает срок его эксплуатации.
Преимущества и недостатки прибора
Вихревого индукционного нагревателя обладают многими достоинствами: простая конструкция, позволяющая его изготовить самостоятельно, повышенная надежность, высокий КПД, сравнительно низкие расходы на электроэнергию, долгий срок службы, малая вероятность отказов и так далее.
Этот прибор обладает высокой производительностью и эффективно применяется в металлургии. По показателям нагрева теплоносителя такие агрегаты сравнимы с обычными электрокотлами; вода в системе нагревается до требуемой температуры быстро.
Работающий индукционный котел имеет слегка вибрирующий нагреватель. Вибрация удаляет известковый осадок и другие возможные загрязнения со стенок металлической трубы, поэтому такая установка нуждается в очистке крайне редко. Тем не менее отопительную систему необходимо защитить от этих загрязнений с помощью механического фильтра.
Частая коммуникация с водой снижает риск перегорания нагревателя, часто встречающегося у обычных котлов с ТЭНами. Котел функционирует очень бесшумно, даже при вибрации, поэтому дополнительная звукоизоляция не требуется.
Индукционные котлы отличаются высокой надежностью — почти всегда работают без течей при правильном монтаже системы. электрического отопленияПоскольку предотвращает или существенно снижает возможность развития угрожающих обстоятельств.
Нагревание теплоносителя происходит без утечек благодаря бесступенчатой передаче тепла.
Хорошая тепловая конвекция способна эффективно продвигать теплоноситель по трубам, поэтому в большинстве случаев обогревательной системе не понадобится циркуляционный насос.
Иногда циркуляционный насос Установка прибора не составит большого труда, хотя потребуются определённые умения в монтаже электрических приборов и отопительной системы. Несмотря на удобство и надёжность, у этого устройства есть недостатки, которые необходимо учитывать.
Котел нагревает не только теплоноситель, но и всё рабочее пространство вокруг себя. Такому агрегату нужно выделить отдельное помещение и удалить из него посторонние предметы. Длительное нахождение рядом с работающим котлом может быть опасно для человека.
Работа устройства требует электроэнергии. В регионах без доступа к ней индукционный котел будет бесполезен. В зонах частых перерывов в подаче электричества его эффективность низка. Небрежное обращение может привести к взрыву.
Перегрев теплоносителя приводит к образованию пара и резкому повышению давления в системе. Такое давление трубы не выдержат и разорвутся. Для нормальной работы системы прибору необходимы манометр, устройство аварийного отключения, терморегулятор и так далее.
Самостоятельное изготовление индукционного котла может существенно увеличить его цену. Несмотря на то, что такие приборы считаются практически бесшумными, некоторые модели могут издавать шумы по разным причинам. У самодельного устройства вероятность этого больше.
Шаги изготовления самоделки
Создание подобного устройства доступно для самостоятельного исполнения.
- Изготовить нагревательный элемент.
- Изготовить катушку индуктора из медированной проволоки.
- Использовать уже имеющийся преобразователь переменного тока.
- Подключите нагреватель с катушкой к системе отопления.
- Подключить катушку к генератору.
- Подвести электропитание к системе.
- Запустить агрегат для проверки работоспособности.
В промышленных установках для нагрева применяют металлические трубы с толстыми стенками. Самодельное устройство для разогрева такого элемента может быть мощным, но целесообразности в этом мало. Индукционная катушка способна нагревать любой металл, поэтому нагреватель можно доработать.
Для индукционного нагревателя из сварочного инвертора используют отрезок пластиковой трубы, имеющий больший диаметр по сравнению с трубами отопления. Длина трубы для нагревателя может быть приблизительно одним метром, а внутренний диаметр варьироваться от 50 до 80 мм.
Чтобы подключить нагреватель к системе, в верхней и нижней частях корпуса нужно установить переходники. Трубу снизу закрывают решеткой, а внутрь корпуса кладут наполнитель из мелких металлических кусочков. Такой наполнитель можно получить, например, из проволоки, прутка, тонкой металлической трубы и так далее.
Длина отрезков может быть любой. Часто для этого применяют стальную проволоку диаметром 6-8 мм, которую нарезают небольшими кусками. Некоторые специалисты советуют нарезать ее длинными прутьями, примерно по 90 см, то есть почти по длине нагревателя.
Чем выше магнитное сопротивление стали проволоки, тем лучше она нагревается. Защитную сетку подбирают в зависимости от размеров кусочков и монтируют внизу корпуса. Наполнитель засыпают или укладывают в трубу до самого верха, после чего закрывают верхнюю часть сеткой.
Самодельный нагреватель для индукционного котла представляет собой пластиковую трубу большой толщины, наполненную металлическими фрагментами и закрытую сеткой с двух сторон. Сверху и снизу нагреватель имеет переходники для подключения к отопительной системе. Для нагревателя необходимо использовать полимерную трубу с прочными стенками.
Кроме того, пластик для этих целей непригоден, материал должен выдерживать воздействие сильного нагрева и при этом не выделять в атмосферу или теплоноситель опасных веществ. Затем изготавливается индукционная решетка. Для этого медную проволоку наматывают прямо на корпус нагревателя.
Количество витков проволоки влияет на качество работы. Рекомендуется использовать индукционную катушку с не менее чем 90 витками. Намотку индуктора производят плотной без зазоров между витками на трубе.
Для обмотки можно использовать медный изолированный провод сечением 1-1,5 мм. Толще провода не требуется, так как это затруднит работу и усложнит укладывание витков плотно друг к другу.
Проблемой наличия зазоров является шум, вызванный вибрацией работающего агрегата. В результате со временем разрушится изоляция, и произойдёт межвитковое замыкание.
Сверху и снизу помимо переходников установь запорные краны для возможности перекрытия воды в отопительном контуре по требованию.
При монтаже нагревателя важно ориентировать его так, чтобы нижняя часть была обращена к трубе обратной линии. двухтрубной отопительной системеПолучить генератор переменного поля можно, взяв инвертор от сварщика.
К полюсам инвертора подключают контакты индукционной катушки. После подачи электропитания и подключения агрегата к сети самодельный индукционный котел заработает.
Для создания такого устройства пригоден даже недорогий сварочный аппарат, например, модель китайского производства с регулировкой силы тока от 10 А. Рядом с переходником на подаче установите датчик терморегулятора. Подключение сварочного инвертора осуществляется через этот терморегулятор.
На выходах необходимо установить выпрямительные диоды. Для этого потребуется открыть корпус сварочного аппарата и припаять к выходу провода, после чего присоединить их к диодам. При подключении без диодов напрямую на обмотку поступит ток с выпрямленным напряжением, и катушка будет работать как электромагнит, а не как индуктор.
Некоторые сварочные аппараты оснащены датчиком касания, активирующим работу при соприкосновении электрода с рабочей поверхностью. При этом следует учитывать, чтобы датчик срабатывал в нужное время или не мешал работе самодельного котла.
При возникновении трудностей с модернизацией сварочного аппарата неопытным специалисту следует запросить профессиональную помощь.
При правильном выполнении работ сварочный аппарат впоследствии можно применять по назначению. Необходимо отпаять провода с диодами и собрать устройство заново. Под воздействием высокочастотного переменного тока катушка создаст магнитное поле.
Металл в корпусе из полимера будет нагреваться и отдать тепло воде, проходящей по системе отопления. Для нагрева теплоносителя достаточно нескольких минут.
Индукционный нагреватель нужно установить в подходящем месте. Устройство должно находиться на расстоянии 800 миллиметров от потолка, а от стен и предметов интерьера – минимум 300 миллиметров.
Несколько слов о безопасности
Некоторые самодельные индукционные плиты лишены систем контроля и защиты, из-за чего могут представлять опасность. Перед работой проверьте, заполнена ли полость корпуса жидкостью, используемой в качестве теплоносителя.
Постоянный нагрев полимерного корпуса нагревателя без омывания теплоносителем может привести к его оплавлению. Это может вызвать не только деформацию нагревателя, но и его полное повреждение.
Высокие температуры, возникающие при индукционном нагреве, необходимо учитывать с точки зрения безопасности.
Выпадение раскалённого металлического наполнителя из расплавленного корпуса представляет опасность, так как потребует практически полной разборки устройства и изготовления нового нагревательного элемента.
К электросети подключить нужно отдельным проводом из распределительного щитка. Все контакты тщательно изолировать обязательно. Заземление инвертора сварочного аппарата тоже важно – это влияет на безопасность.
Для этого потребуется кабель сечением не менее четырех миллиметров. Некоторые специалисты советуют выбрать кабель сечением шесть миллиметров. Чтобы предотвратить перегрев самодельного индукционного нагревателя из-за отсутствия воды в системе, рекомендуется установить на входе в нагреватель клапан избыточного давления.
Построенное своими руками подобное устройство без защитных мер – это источник риска, нуждающийся в непрерывном надзоре.
При этом стоит оценить затраты, может быть, готовый индукционный котел будет стоить ненамного дороже. Промышленные приборы обычно оборудованы всей необходимой защитой.
Особенности и пошаговое изготовление еще одного варианта индукционного котла для отопления своими руками. приведены здесь.
Выводы и полезное видео по теме
Видео №1. Обзор работы индукционного нагрева.
Видео №2. Замечательный способ создания индукционного нагревателя.
Для установки индукционного нагревателя разрешения контролирующих органов не требуется. Промышленные модели таких устройств достаточно безопасны и подходят как для частного дома, так и для обычной квартиры. Владельцам самодельных агрегатов необходимо помнить о технике безопасности.
Пожалуйста, выскажите свое мнение о представленном материале. Если что-то осталось непонятным или вызвала интерес, задавайте вопросы. Может быть, у вас есть опыт установки или сооружения индукционного котла?
Вы можете поделиться им и фотографиями в блоке для комментариев ниже.