Как сделать индукционный нагреватель своими руками

Индукционный нагреватель. В его работе используется принцип индукции. Это экологичный прибор, не несущий вред и опасность человеческому здоровью, не дающий копоти и не требующий заготовки или закупки твердого топлива. Индукционный генератор с успехом нагревает воду в отопительной системе и может быть сделан собственноручно, что сэкономит финансы семьи.

Его использование возможно в бытовых электроприборах для нагревания воды, на кухне для приготовления еды, для плавки металлических сплавов дома. Чтобы изготовить такой безопасный и экономный прибор, можно приобрести доступные по цене микроконтроллеры и датчики.

Преимущества:

  • Изначальная герметичность цельнометаллического элемента нагрева и дистанционная транспортировка энергии электромагнитным полем. Это поможет избежать протечек.
  • Бесшумность даже при вибрировании нагревательного элемента, так как частота вибраций не воспринимается человеческими звуковыми волнами.
  • Возможность самостоятельной сборки нагревателя благодаря доступной цене его элементов.
  • Простое обслуживание и исключение поломок, которое гарантирует постоянно циркулирующий теплоноситель, не дающий сердечнику перегреваться.
  • Экологическая безопасность.
  • Быстрый нагрев.
  • Отсутствие необходимости в чистке, так как накипь не оседает из-за вибраций, генерируемых вихревыми токами.
  • Долговечность — до 25 лет, надежность и эффективность. А также возможность отказаться от циркуляционного насоса, так как на старте происходит разогрев теплоносителя до газообразного состояния, и он течет по трубопроводу под действием тепловой конвекции.

Индукционный нагреватель

Виды нагревателей и принцип действия

Классификация индукционных нагревателей на определенные категории осуществляется по диапазонам их частот на выходе, которые и определяют в дальнейшем их использование. Виды:

  • высокой частоты — 20-40 или 30-100кГц;
  • средней частоты — 0,5-20 кГц;
  • сверхвысокочастотные — 100кГц — 1,5МГц.

Индукционный котел состоит из сердечника, электро- и теплоизоляции и самого корпуса. Отличительная его черта — тороидальная обмотка проводниками из меди, которая располагается между 2-ух сваренных стальных труб толщиной от 10 мм из ферромагнита.

Данная конструкция более легкая, с высоким КПД и малогабаритна. Сердечником выступает труба с обмоткой. А 2-ая труба нагревает теплоноситель. Индукционный токовый поток, генерируемый магнитным высокочастотным полем с внешней обмотки на трубу, способствует нагреву теплоносителя, вызывая одновременно вибрацию стенок.

Работа прибора основана на электромагнитной энергии, забираемую теплоносителем и преобразующим ее в тепло. Индуктор в виде многовиткового цилиндра способствует образованию магнитного поля водонагревателя.

Переменный электроток течет через катушку и образует магнитное поле переменного типа, чьи линии расположены перпендикулярно магнитному потоку и замыкаются в круг при их передвижении. Именно вихревые потоки преобразуют электроэнергию в тепловую, которая расходуется достаточно эффективно и при незначительной скорости нагревания.

Индукционный нагреватель
Схема простого индукционного нагревателя

Делаем своими руками

Необходимые материалы и инструменты

  • Полимерная труба с толщиной стенок от 3 мм и диаметром 5 см для выполнения роли сердечника.
  • Обмотки из эмалированной проволоки из меди диаметром от 3 мм, чтобы создать индукционную катушку с 50 или 90 витками на нагревателе и подсоединить их без спайки и разрывов к клеммам.
  • В качестве нагревателя выступает рубленая проволока в 5 см диаметром 5-6 мм.
  • Сварочный инвертор высокой частоты, позволяющий плавно изменять диапазон силы электротока (от 15 А). Или 3-ехфазный трансформатор.
  • Кусачки, паяльник и сварочный аппарат.

Индукционный нагреватель

Процесс изготовления

  1. Подготовительный этап заключается в фиксировании полимерной трубы и намотке на нее витков.
  2. Торцы сердечника обрезаются с запасной длиной проволоки в 10 см на отводы.
  3. На нижнем отводе устанавливается уголок для подключения отопительной обратки и поступления уже охлажденной воды. Должен быть установлен шаровой вентиль, чтобы заменять сердечник, не сливая систему.
  4. Труба плотно заполняется рубленой проволокой.
  5. На верхнем патрубке устанавливается тройник, чтобы выводить нагретую воду в напорный контур замкнутого типа через шаровой вентиль. Использование незанятого отвода — чтобы подключить предохранительный клапан.
  6. Далее монтируется металлический или полимерный защитный нагревательный контур. Должно быть предусмотрено окно доступа к управлению расположенному в самом низу сварочному инвертору.
  7. Проволока из меди подсоединяется к индукционным нагревательным клеммам, а сердечник наполняется теплоносителем.

Большей надежностью отличается водонагреватель с фиксированным 3-ехфазным трансформатором и 2-умя трубами из металла, которые вварены друг в друга, т.е. контур имеет форму бублика. Обмотка делается на наружной трубе, а к корпусу производят приварку патрубков.

Нагревательный элемент должен быть расположен только по центру для усиления воздействия вихревых потоков. Абсолютная герметичность системы будет обеспечена только при имеющихся рабочих навыках со сварочным аппаратом.

Производительность прибора будет выше, а размерные параметры — меньше. Необязательно установленный защитный чехол поможет снизить тепловые и токовые утечки.

Правила безопасности

  • Категорически не разрешено включение оборудования вне разводки, не заполнив полимерную трубу водой. Так как это грозит расплавлением полимерного корпуса и выпадением раскаленных металлических отрезков.
  • Включение оборудования должно происходить в отдельную линию, для которой требуется кабель сечением 4-6 кв. мм.
  • Должна присутствовать напорная циркуляция, чтобы не разорвало корпус от вскипевшей воды. Для этого устанавливается клапан избыточного давления на выходе.
  • Необходимо монтировать предохранительный клапан, чтобы снизить давление в случае выхода из строя циркуляционного насоса и выработке пара в избытке.
  • Инвертор должен быть подключен к сети с использованием защитного отключения. Желательно установить манометр или контроллеры.
  • Должно быть предусмотрено заземление индукционной обмотки, для чего электропровод выводится на металлический контур, который зарыт в землю.
  • Оборудование должно размещаться от 80 см от полового и потолочного перекрытий, от 30 см — от стеновых поверхностей. Чтобы огородить себя от действия электромагнитного поля, монтаж следует делать вдалеке от зоны проживания людей.
  • Чтобы избежать ожогов и токовых ударов, следует изолировать открытые медные участки.

Блиц-советы

  1. Оборудование индукционных водонагревателей представляет собой индивидуальную отопительную закрытую систему, которая обустраивается трубопроводом из пластика. Чтобы обезопасить монтируемого оборудование, после выводного патрубка требуется установка таких деталей, как манометр, подрывной клапан и автомат для отвода воздушных скоплений.
  2. На первый взгляд изготовление водонагревателя, основанного на принципе индукции, представляется сложным и трудоемким процессом. Но благодаря значительному снижению затрат на электроэнергию, которая на сегодняшний день один не из дешевых ресурсов, со временем польз для бюджета семьи будет очевидна. Конструкция данного оборудования способствует нагреву воду намного быстрее, благодаря своим особенностям индукционный прибор имеет ряд преимуществ перед электронагревательными аналогами при одинаковом расходе электричества.
  3. Возможно создание водонагревателя, основанного на принципе индукции, из электромагнитного трансформатора, в основу работы которого входят 2 мощных транзистора. Прибор нагревается в результате действия на металл токов Фуко.
  4. Так как переменное электромагнитное поле способствует разогреву и нагревательного элемента, и всего, что окружает его – это касается и тканей человеческого тела, то от данного устройства необходимо находиться вдалеке.
  5. К недостаткам данного прибора стоит отнести еще и его работу на недешевом источнике энергии — электричестве.
  6. Благодаря эффективности и колоссальной теплоотдачи водонагревателя существует риск детонации котла от перегрева воды, который можно устранить датчиком давления.