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 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.

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.

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.

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).

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Выводы

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.

Как самому сделать индукционный нагреватель из сварочного инвертора

Индукционный нагреватель из сварочного инвертора представляет собой эффективный прибор с высоким КПД и несложным внутренним устройством. Устройства промышленного производства обойдутся достаточно дорого, поэтому самостоятельная сборка является неплохой альтернативой.

Описание самодельного индукционного нагревателя

Нагревательное оборудование, которое работает по принципу индукции, стремительно набирает популярность. Это обусловлено практически бесшумной работой, эффективным обогревом окружающего пространства и повышенной безопасностью в сравнении с топливными системами.

Индукционные нагреватели из сварочного инвертора отличаются 

высоким КПД и несложным внутренним устройством.

Устройство самоделки

Самодельный прибор состоит из таких частей:

1. Нагревательного элемента. В его качестве используется трубка из металла или полимерных материалов, которая спрятана в индукторном компоненте и содержит теплоноситель.
2. Альтернатора (генератора переменного ТВЧ). Устройство требуется для повышения частот бытовой сети. Оно делает их выше стандарта в 50 Гц.
3. Индуктора. Представляет собой цилиндрическую катушку из проволоки, которая генерирует электромагнитное поле.

Сфера применения

Принцип индукции широко применяется в таких сферах человеческой деятельности:

1. Металлургия. С помощью технологии производится плавка металлических заготовок.
2. В бытовой сфере. С помощью нагревателей выполняется готовка пищи, нагрев воды или обогрев частных сооружений.
3. В отдельных направлениях промышленности. Метод используется в работе индукционных печей быстрого разогрева.

Принцип работы индукционного нагревателя для металла

Под индуктором подразумевается катушка, изготовленная из медной проволоки, которая провоцирует магнитное поле.

С помощью генератора переменного тока формируется высокочастотный поток из базового потока бытовой электросети с частотой 50 Гц. Роль нагревателя играет металлический элемент, поглощающий тепло.

При правильном соединении таких составляющих получается эффективный прибор, который может использоваться для нагрева жидкого вещества и обогрева помещения.

Принцип работы нагревателя.

Генератор направляет электрический ток с соответствующими параметрами на катушку (индуктор). Когда сквозь деталь проходит поток заряженных частиц, это вызывает формирование магнитного поля.

Индукционные нагреватели работают по принципу образования электропотоков в проводниках. Магнитное поле может менять направление электромагнитных волн. В случае взаимодействия с металлическими изделиями, оно моментально нагревает их без контакта с индуктором. Этому способствуют вихревые токи.

Действительно ли можно сэкономить на индукционном нагреве

Популярность использования оборудования в быту обусловлена неплохой экономией электроэнергии. При установке на кухне плит, работающих по методу индукции, у владельца исчезает необходимость включения вентиляции, т.к. окружающее пространство практически не прогревается. Нагревательная поверхность не требует сложной очистки, поскольку она выполнена из стекла.

Из-за увеличенной скорости нагрева продолжительность работы системы сокращается, что тоже позволяет сэкономить на электричестве.

Преимущества самодельного устройства

Нагреватели имеют несколько важных достоинств. К ним относят следующие пункты:

1. На поверхности агрегата не появляется накипь, поскольку при образовании вихревых токов происходит вибрация. Подобная особенность исключает дополнительные траты на очистку котлов.
2. Теплогенератор отличается максимальной герметичностью, даже если он изготовлен своими руками. Вероятность протечек в котлах исключается, поскольку теплоноситель прогревается внутри трубы, а тепловая энергия передается посредством электромагнитного поля. В устройстве системы не предусмотрены разъемные соединения.
3. Нагревательный прибор не нуждается в ремонте или обслуживании, поскольку он представляет собой трубку из меди. Для сравнения, спираль ТЭНа часто перегорает и требует замены.
4. Во время работы инверторного оборудования отсутствует избыточный шум. При этом агрегат создает вибрации, но их частота настолько низкая, что они практически не ощущаются.
5. Сборка и обслуживание системы не сопровождаются большими затратами. Это позволяет без особых сложностей и финансовых вложений соорудить обогревательный прибор в домашних условиях.

Недостатки нагревателя

Помимо положительных качеств, нагреватели индукционного типа имеют и недостатки. При размещении на небольшом расстоянии от оборудования можно получить ожоги, поскольку оно нагревает не только теплоноситель, но и окружающее пространство. В сравнении с газовыми котлами индукционные системы дороже в эксплуатации.

В число недостатков относится риск детонации из-за перегрева теплоносителя.

Проблема исключается путем монтажа датчика давления.

Что потребуется для изготовления своими руками

Для предстоящей сборки нагревателя из инверторного механизма потребуется подготовить:

1. Корпус будущего агрегата. Его делают из полимерной трубы диаметром 50 мм, которая устойчива к нагреву.
2. Нагревательный элемент. В качестве этой детали можно использовать проволоку из нержавеющего материала.
3. Держатель для проволочных отрезков. Это металлическая сетка с небольшим сечением ячеек.
4. Индукторная составляющая. Подойдет медная проволока.
5. Система подачи жидкости. Для этих целей используется циркуляционный насос.

Кроме того, потребуется подготовить терморегулятор и элементы подключения к отопительному контуру, к которым относятся шаровые краны и переходники.

Схемы для изготовления нагревателя

Существуют готовые чертежи для сборки нагревательного оборудования. В зависимости от технических параметров и назначения устройства они различаются.

Классическая схема нагревателя функционирует по принципу «двойного полумоста», который оснащен 4 силовыми транзисторами и изолированным затвором. Для управления транзисторами используют микросхему IR2153.

Схема индукционного нагревателя.

Инструкция по изготовлению индукционного нагревателя

Чтобы осуществить переделку сварочного оборудования в индукционную печь, необходимо подготовить расходные детали и инструменты. Также важно подготовить чертежи и придерживаться инструкции по сборке.

Простое изделие на основе сварочного инвертора

Для изготовления простого, но эффективного нагревателя, можно использовать сварочный инвертор. Процесс изготовления достаточно простой:

1. Для начала нужно взять толстостенную полимерную трубку.
2. С торцевой части трубы стоит установить разводку и 2 вентиля, а внутрь засыпать куски стальной проволоки небольшого диаметра и размера (5 мм).
3. Закрепить верхний вентиль.
4. Выполнить 90 витков медной проволокой для сборки индуктора.

В качестве генератора используется сварочный аппарат, а роль нагревателя играет трубка с проволокой. Аппарат устанавливается в режим переменного тока с повышенной частотой.

Чтобы система работала корректно, останется подключить медную проволоку к плюсовому значению сварки и оценить работоспособность конструкции.

В процессе нагрева происходит излучение магнитного поля и прогревание проволоки вихревыми потоками. Это вызывает закипание жидкости.

Экспериментальная модель нагревателя мощностью 1600 Вт

Для сборки экспериментального оборудования мощностью 1,6 кВт потребуется подготовить металлическую трубу с толстыми стенками. Поскольку катушка без особых сложностей сможет прогреть любой материал, можно усовершенствовать нагреватель.

Корпус можно изготовить из пластиковой трубы, которая обладает большим диаметром, чем элемент системы отопления. Оптимальная длина изделия составляет 1 м, а внутреннее сечение – 50-80 мм.

Чтобы подключить нагреватель к оборудованию, потребуется закрепить переходники сверху и снизу корпуса. Нижняя секция закрывается решеткой, а затем внутрь корпуса помещают наполнитель из небольших металлических частиц.

Длина отрезков регулируется индивидуально без особых ограничений. При этом, чем выше показатель магнитного сопротивления стали, тем быстрее будет осуществляться нагрев.

Для обмотки подходит медный провод с изоляцией сечением 1-1,5 мм. Использование более толстой проволоки неоправданно, поскольку это усложнит плотное расположение витков.

Из-за повышенной пожарной безопасности метод индукции применяется в металлургии. Собрать нагреватель для обработки металлических заготовок можно из подручных средств. Для предстоящих работ потребуется подготовить:

1. 12-вольтный аккумулятор.
2. Медную обмоточную проволоку.
3. Пленочные конденсаторы.
4. Транзисторы и диоды.
5. Кольца блока питания от персонального компьютера.

Индукционная печь из сварочного инвертора.

Последующая сборка производится по такой инструкции:

1. На радиаторы охлаждения устанавливаются транзисторы. Во время использования прибор интенсивно нагревается, поэтому лучше подготовить крупные радиаторы.
2. Изготавливаются дроссели. Для их сборки применяют медную проволоку и кольца блока питания ПК. Важно следить, чтобы межвитковое расстояние оставалось идентичным на каждом отрезке.
3. Собирается конденсаторная батарея. Емкость элемента питания должна составлять 4,7 мкФ.
4. Изготавливается обмотка. Диаметр медной проволоки должен составлять 2 мм. Потребуется выполнить 8 витков, чтобы во внутреннем пространстве поместились все обрабатываемые детали.

На последнем этапе подключается аккумулятор. Ток регулируется во время изготовления печи. Для этого достаточно поменять количество витков.

Если планируется частая и интенсивная эксплуатация оборудования, лучше подготовить блок питания повышенной мощности.

Кроме того, следует предусмотреть систему отвода тепла и вентиляции, т.к. во время работы печь сильно нагревается.

Нагреватель для воды

Использование такого агрегата в частном доме позволит организовать бесперебойную подачу ГВС или обогрев помещения. Система расходует много электрической энергии, но обладает простой схемой сборки и отсутствием сложностей в обслуживании. Предстоящая сборка начинается с подготовки:

1. Сварочного инвертора.
2. Теплоизолятора (подойдет керамзит).
3. Проволоки из меди и стали.
4. Отрезка пластиковой трубы с толстыми стенками.
5. Трубок разного диаметра.

На первом этапе начинается изготовление котла. Его можно соорудить из 2 трубок разного сечения, которые вставляются друг в друга с выдерживанием зазора 20-25 мм.

Дальше производится приваривание концов колец и подсоединение к общей системе отопления. Во внешнюю стенку нужно вварить выходную и входную трубки.

Затем изготавливается обмотка, которая в точности повторяет форму котла. Всего нужно выполнить 35-40 витков, соблюдая равное межвитковое расстояние.

На последнем этапе собирается защитный корпус, который делается из диэлектрического материала, и подключается инверторный аппарат и теплоноситель.

Правильно собранная конструкция сможет прослужить в течение 20-25 лет без ремонта и замены расходных деталей.

Особенности эксплуатации самоделки

При благополучной сборке индукционного устройства нужно научиться правильно его использовать. Каждая система представляет опасность, т.к. не умеет автоматически регулировать интенсивность нагрева теплоносителя. Проблема решается посредством некоторых доработок, которые сводятся к монтажу и подсоединению дополнительных механизмов.

Индукционная катушка

Рабочая катушка состоит из проволоки диаметром 3.3 мм. Рекомендуется изготавливать ее из медной трубы, в которую можно интегрировать примитивный контур охлаждения. В процессе работы катушка подвергается интенсивного нагреву. Поэтому нужно собирать ее из устойчивых к температурному воздействию материалов.

Индукционная катушка должна быть из материалов, устойчивых к температурному воздействию.

Модуль резонансного конденсатора

Для сборки резонансного конденсатора, который напоминает небольшую батарею, нужно использовать 23 небольших конденсатора. Емкость детали составит 2,3 мкФ. Допускается применение конденсаторов емкостью 100 нФ.

Такие типы не предназначаются для схемы индукционного нагревателя, но они хорошо справляются со своей задачей.

Установка индукционного нагревателя

Чтобы исключить перегрев индукционного нагревателя и деформацию трубы из пластика, нужно предусмотреть термостат и подключить его к системе аварийного отключения.

Специалисты применяют для таких целей терморегуляторы с реле и датчиками. Такие элементы умеют отключать цепь при нагреве теплоносителя до требуемой температуры.

Безопасность устройства

Для повышения безопасности самодельного нагревателя необходимо выполнить такие требования:

1. Организовать качественную изоляцию. Все проводники и соединения нужно тщательно заизолировать, чтобы исключить риск получения удара током.
2. Правильно выбрать отопительную систему. Индукционные системы не подходят для совместного использования с оборудованием, которое применяет принцип естественной циркуляции воды. Для этих систем нужен водяной насос.
3. Выбрать подходящее размещение устройства. Прибор должен находиться на расстоянии от 40 см от стен и предметов интерьера, и на расстоянии от 80 см от потолка или напольного покрытия.
4. Установить регулировочные клапаны и манометры. Такие средства безопасности защитят оборудование от скачков давления. Кроме того, нужно предусмотреть систему стравливания воздуха.

Как сделать индукционный нагреватель из сварочного инвертора своими руками

Использование индукционных катушек вместо традиционных ТЭН в отопительном оборудовании позволило значительно увеличить КПД агрегатов при меньшем потреблении электроэнергии.

Индукционные нагреватели появились в продаже относительно недавно, к тому же по достаточно высоким ценам.

Поэтому народные умельцы не оставили эту тему без внимания и придумали, как сделать индукционный нагреватель из сварочного инвертора.

Преимущества индукционного нагревателя

Индукционные нагреватели с каждым днем набирают популярность у потребителя благодаря следующим достоинствам:

• высокий показатель КПД;
• агрегат работает практически бесшумно;
• индукционные котлы и нагреватели считаются достаточно безопасными в сравнении с газовым оборудованием;
• нагреватель работает полностью в автоматическом режиме;
• оборудование не требует постоянного обслуживания;
• благодаря герметичности аппарат, исключаются протечки;
• из-за вибраций электромагнитного поля образование накипи становится невозможным.

Также к преимуществам данного типа нагревателя можно отнести простоту его конструкции и доступность материалов для сборки аппарата своими руками.

Схема работы индукционного нагревателя

Нагреватель индукторного типа содержит следующие элементы.

1. Генератор тока. Благодаря данному модулю переменный ток бытовой электросети преобразуется в высокочастотный.
2. Индуктор. Изготавливается из медной проволоки, скрученной в виде катушки, для образования магнитного поля.
3. Нагревательный элемент. Представляет собой металлическую трубу, размещенную внутри индуктора.

Все перечисленные элементы, взаимодействуя между собой, работают по следующему принципу. Выработанный генератором высокочастотный ток поступает на катушку индуктора, изготовленную из медного проводника. Ток высокой частоты преобразуется индуктором в электромагнитное поле.

Далее, металлическая труба, находящаяся внутри индуктора, разогревается благодаря воздействию на нее вихревых потоков, возникающих в катушке. Теплоноситель (вода), проходящий через нагреватель, забирает тепловую энергию и переносит ее в отопительную систему.

Также теплоноситель выступает в роли охладителя нагревательного элемента, что продляет “жизнь” отопительному котлу.

Ниже предоставлена электрическая схема индукционного нагревателя.

На следующем фото показано, как работает индукционный нагреватель металла.

Важно! Если прикоснуться разогреваемой деталью к двум виткам индуктора, то произойдет межвитковое замыкание, от которого мгновенно выгорят транзисторы.

Сборка и монтаж системы

Подключать индуктор к клеммам сварочного аппарата, предназначенным для подсоединения сварочных кабелей, нельзя. Если это сделать, то агрегат просто выйдет из строя. Чтобы приспособить инвертор под работу с индукционным нагревателем, потребуется достаточно сложная переделка аппарата, требующая, в первую очередь, знаний в радиоэлектронике.

В двух словах, эта переделка выглядит так: катушку, а именно ее первичную обмотку, требуется подсоединить после преобразователя высокой частоты инвертора вместо встроенной индукционной катушки последнего. Кроме этого, потребуется удалить диодный мост и спаять конденсаторный блок.

Как происходит переделка сварочного инвертора в индукционный нагреватель, можно узнать из этого видео.

Индукционная печь для металла

Чтобы сделать индукционный нагреватель из сварочного инвертора, потребуются следующие материалы.

1. Инверторный сварочный аппарат. Хорошо, если в агрегате будет реализована функция плавной регулировки тока.
2. Медная трубка диаметром около 8 мм и длиной, достаточной, чтобы сделать 7 витков вокруг заготовки 4-5 см в диаметре. Кроме этого, после витков должны остаться свободные концы трубки длиной около 25 см.

Для сборки печи выполните следующие действия.

1. Подберите какую-либо деталь диаметром 4-5 см, которая будет служить шаблоном для наматывания катушки из медной трубки. Это может быть деревянная круглая деталь, металлическая или пластиковая труба.
2. Возьмите медную трубку и заклепайте один ее конец молотком.
3. Плотно заполните трубку сухим песком и заклепайте второй ее конец. Песок не даст трубке сломаться при скручивании.
4. Сделайте 7 витков трубки вокруг шаблона, после чего спилите ее концы и высыпьте песок.
5. Подсоедините получившуюся катушку к переделанному инвертору.

Совет! Если предполагается, что индукционная печь будет работать длительное время на большой мощности, то к трубке рекомендуется подвести водяное охлаждение.

Индукционный нагреватель для воды

Для сборки отопительного котла потребуются следующие конструктивные элементы.

1. Инвертор. Аппарат выбирается такой мощности, какая нужна для отопительного котла.
2. Толстостенная труба (пластиковая), можно марки PN Ее длина должна быть 40-50 см. Сквозь нее будет проходить теплоноситель (вода). Внутренний диаметр трубы должен быть не меньше 5 см. В таком случае наружный диаметр будет равняться 7,5 см. Если внутренний диаметр будет меньше, то и производительность котла буде невысокой.
3. Стальная проволока. Также можно взять пруток из металла диаметром 6-7 мм. Из проволоки или прутка нарезаются небольшие куски (4-5 мм). Эти отрезки будут выполнять роль теплообменника (сердечника) индуктора. Вместо стальных отрезков можно использовать цельнометаллическую трубку меньшего диаметра или стальной шнек.
4. Палочки или стержни из текстолита, на которые будет наматываться индукционная катушка. Применение текстолита убережет трубу от нагретой катушки, поскольку данный материал устойчив к высоким температурам.
5. Изолированный кабель сечением 1,5 мм2 и длиной 10-10,5 метров. Изоляция кабеля должна быть волокнистой, эмалевой, стекловолоконной или асбестовой.

Совет! Вместо стальной проволоки допускается использовать металлическую губку из нержавейки. Но перед покупкой их проверяют магнитом: если мочалка притягивается магнитом, то ее можно использовать в качестве нагревателя.

Индукционный котел отопления собирается по следующему алгоритму. Заполните корпус теплообменника изделиями из металла, о которых говорилось выше. На конце трубы, служащей корпусом, припаяйте переходники, подходящие по диаметру к трубам отопительного контура.

При необходимости, к переходникам можно припаять уголки. Также следует припаять муфты-американки. Благодаря им нагреватель будет легко демонтировать, для проведения ремонта или профилактического осмотра.

На следующем этапе на корпус теплообменника необходимо наклеить текстолитовые полоски, на которые будет наматываться катушка. Также следует сделать из того же текстолита пару стоек высотой 12-15 мм. На них будут расположены контакты для подключения нагревателя к переделанному инвертору.

Поверх полосок из текстолита намотайте катушку. Между витками должно быть расстояние не менее 3 мм. Намотка должна состоять из 90 витков проводника. Концы кабеля необходимо закрепить на ранее подготовленных стойках.

Вся конструкция помещается в кожух, который в целях безопасности будет выполнять роль изоляции. Для кожуха подойдет пластиковая труба диаметром большим, чем катушка.

В защитном кожухе необходимо сделать 2 отверстия для вывода электрического кабеля. В торцы трубы можно установить заглушки, после чего в них следует проделать отверстия под патрубки.

Через последние котел будет подсоединяться к отопительной магистрали.

Важно! Испытывать нагреватель можно лишь после заполнение его водой. Если включить его “на сухую”, то пластиковая труба расплавится, и придется собирать нагреватель заново.

Далее, котел врезается в систему отопления по схеме, приведенной ниже.

Схема подключения состоит из следующих элементов.

1. Источник высокочастотного тока. В данном случае – это видоизмененный инвертор.
2. Индукционный нагреватель.
3. Элементы безопасности. В эту группу могут входить: термометр, предохранительный клапан, манометр и т.д.
4. Шаровые краны. Используются для слива или заправки системы водой, а также для перекрытия подачи воды на определенном участке контура.
5. Циркуляционный насос. Благодаря ему вода сможет двигаться по отопительной системе.
6. Фильтр. Применяется для очистки теплоносителя от механических загрязнений. Благодаря очистке воды продлевается срок службы всего оборудования.
7. Расширительный бачок мембранного типа. Применяется для компенсации теплового расширения воды.
8. Радиатор отопления. Для индукционного отопления лучше использовать либо алюминиевые радиаторы, либо биметаллические, поскольку они при небольших габаритах имеют высокую теплоотдачу.
9. Шланг, через который можно заполнять систему либо сливать из нее теплоноситель.

Как видно из вышеописанного метода, самостоятельно изготовить индукционный нагреватель вполне возможно. Но лучше покупного он не будет.

Даже если вы обладаете необходимыми знаниями в электротехнике, следует задуматься, насколько будет безопасной эксплуатация такого аппарата, поскольку он не оборудован ни специальными датчиками, ни блоком контроля.

Поэтому рекомендуется отдать предпочтение готовому оборудованию, изготовленному в заводских условиях.

Как из инвертора для сварки сделать нагреватель

Принцип нагрева металла вихревыми токами, индуцируемыми внешним электромагнитным полем, известен достаточно давно. Плавильные индукционные тигельные печи используются в металлургии с начала прошлого века. Индукционный нагрев применяется при закалке инструмента и пайке массивных деталей.

Идея использовать индукционный нагрев в системах отопления начала реализовываться в конце прошлого века. Наряду с промышленными установками, стали появляться самодельные устройства, в том числе такие, как индукционный нагреватель из сварочного инвертора.

Принцип работы в системе водяного отопления

Источником рабочего электромагнитного поля индукционного нагревателя служит индуктор, представляющий собой катушку из проводникового материала. Индуктор индукционного нагревателя подключен к источнику переменного тока высокой частоты. Внутрь катушки, где поле наиболее интенсивно, помещается металлический предмет, служащий магнитным сердечником.

Под воздействием поля индуктора в толще стального сердечника происходит намагничивание зерен структуры металла (доменов). Вектор магнитной индукции каждого домена изменяет своё направление с частотой внешнего поля. В результате индуцируются так называемые вихревые токи, быстро разогревающие металл сердечника.

Теперь представим, что роль сердечника играет стальная труба отопления, по которой движется теплоноситель. Получая энергию в результате индукционного нагрева, труба отдает тепло циркулирующей жидкости. Так происходит разогрев системы водяного отопления.

Источник напряжения высокой частоты

Создание своими руками высокочастотного блока питания для индукционного нагревателя хоть и не относится к разряду невыполнимых задач, все же под силу далеко не каждому. И здесь на помощь может прийти готовое устройство, обычный бытовой сварочный инвертор.

Из сведений об устройстве сварочного инвертора известно, что в нем происходит формирование переменного напряжения с частотой до нескольких десятков килогерц.

То есть, сварочный инвертор представляет собой готовый мощный источник тока высокой частоты, который можно использовать для питания индуктора. Многочисленные примеры реализации этой идеи подтверждают возможность создания установки для индукционного нагрева металла из сварочного инвертора.

Подключение к индуктору

Вначале следует сказать о конструкции самого индуктора. Его рекомендуется сделать в виде цилиндрической катушки, намотанной в один ряд медным проводом. Витки должны быть изолированы друг от друга.

Рекомендуемое число витков – от 80 до 100. Сечение провода обычно составляет 2,5 – 4 мм2. В качестве сердечника можно использовать саму трубу отопления, но практические опыты показали, что вода при этом греется слабо. Поэтому была опробована другая конструкция сердечника.

Для более интенсивного нагрева теплоносителя в качестве сердечника предложено использовать отрезок пластиковой трубы, заполненный обрезками стальной проволоки, диаметром 5 – 6 мм.

При такой схеме происходит индукционный нагрев проволоки, обтекаемой теплоносителем. За счет увеличения площади теплообмена вода нагревается значительно интенсивней. Участок трубы с проволокой следует ограничить стальными сетками с обеих сторон, во избежание попадания обрезков в систему отопления.

• Что касается собственно подключения сварочного инвертора, то рекомендации тех, кто сделал индукционный нагреватель своими руками, несколько неоднородны.
• Так, часть советов сводится к изготовлению дополнительного промежуточного трансформатора, во вторичную обмотку которого включается индуктор с конденсатором.
• Другая часть мастеров просто наматывают один виток медного провода на тороидальный высокочастотный трансформатор сварочного инвертора и напрямую к нему подключают индуктор.

В любом случае, не следует использовать выводы + и — сварочного инвертора, с которых осуществляется сварка. Напряжение на них выпрямленное, с наложенными высокочастотными пульсациями. Постоянная составляющая сварочного напряжения просто перегреет индуктор, не создавая рабочего поля.

Преимущества

Реальными преимуществами индукционных нагревателей являются:

• надежная гальваническая развязка цепей нагревателя с системой отопления;
• более мягкий режим работы индуктора по сравнению с обычными электрическими нагревателями.

Описывая нагреватели такого типа, сторонники этого вида отопления обычно приводят большой список других преимуществ, однако, некоторые из них явны вымышленные.

Так, ожидать экономию электроэнергии, применяя эти нагреватели, не стоит. Коэффициент полезного действия обычных электрических котлов близок к 100%, более эффективно использовать электроэнергию, потребляемую нагревателем, просто невозможно.