Как самому сделать индукционный нагреватель из сварочного инвертора

Основные правила и рекомендации

Данными системами рекомендуется пользоваться в закрытых отопительных контурах с принудительной циркуляцией теплоносителя. Можно данные устройства использовать с пластиковыми трубопроводами.

Котел необходимо установить так, чтобы между ним, стенами и другими устройствами, работающими от электричества, было не менее 30 см. От пола и потолка также должна быть соблюдена дистанция в 80 см.

Кроме того, специалисты настоятельно рекомендуют установить систему безопасности на индуктивный прибор за выходным патрубком. Для этого потребуется манометр, устройство сброса воздуха и подрывной клапан.

Какой бойлер лучше — индукционный, накопительный или проточный

Развенчание мифов:

При сравнении с накопительными водонагревателями надо учесть, что это два разных типа устройств. По экономности сравнение аналогично, как если бы сравнивали обычный проточный бойлер: зависит от режима эксплуатации. Если индукционные водонагреватели использовать для интенсивного нагрева воды на всю семью каждый день: душ, мойка, умывание и пр., то они могут быть не выгодными.

Индукционный проточный водонагреватель, а тем более самодельный, обеспечит одновременно только 1 – 2 точки, при этом он не экономичен. При необходимости быстрого получения воды без паузы, это отличное решение.

Но накопительный бойлер всегда лучше для стабильного водоснабжения, обеспечит неограниченное число точек. При интенсивном расходе он экономнее: первичный нагрев, затем работает как термос с остыванием на 1– 2 градуса в час и с режимом поддержания (всего 0,3 кВт/сут). А также емкостный ЭВН имеет резерв на случай полного отключения водоснабжения и электричества. Единственный минус – большая пауза для первичного нагрева, поэтому часто совмещают: на мойку ставят прямоточный ЭВН, на остальное емкостный.

Как сделать индукционный нагреватель своими руками из сварочного инвертора?

Создать индукционный нагреватель из сварочного инвертора весьма сложно, однако возможно.

Для начала нужно обеспечить наличие электромагнитного тока. Проще всего, для его создание, будет помещение трубы в индукционную катушку. Если исходить из проводимости токов, она должна быть металлической , однако из-за небольшого теплоносителя она не сможет максимально нагреть теплоносить. Поэтому рекомендуется использовать полимерную трубу. Далее её будет необходимо наполнить обрезками металлической проволоки. Однако, если данный способ для вас затруднителен, можно использовать и катушку, однако, для лучшего результата на ней должно находиться большое количество витков в виде змеевика.

Индукционный нагреватель из сварочного инвертора

Теперь нужно обеспечить генератор тока. Лучше всего для этой работы использовать инверторный аппарат для дуговой сварки.

Итак, начнём создание. Для начала необходимо нарезать катанку (желательно стальную) так, что бы получились цилиндрики разных размеров от 4 до 6 мм.

Одну сторону трубы закрываем с помощью мелкоячеичной сетки. Засыпаем внутрь отрезки проволоки. После чего сетка ставится и с другой стороны.

Вокруг трубы с помощью медной проволоки делаем индукционную обмотку. Она нужна в качестве нагревателя. Примерное количество витков на обмотке должно быть около восьмидесяти пяти или девяноста пяти. Их концы должны тщательным образом изолироваться и быть подсоединены к выходу инвертора.

Вот и всё, индукционный нагреватель своими руками из сварочного инвертора готов.

Но как же он будет работать? На самом деле принцип его работы достаточно прост. Когда будет включаться сварочный аппарат, с помощью катушки, будет создаваться электромагнитное поле. Это послужит основой, которая вызовет вихревые токи. Сердечник будет нагреваться, за счёт чего и будет нагреваться идущая по трубе вода.

Индукционный нагреватель из сварочного инвертора – схема создания основана на основных законах физики, и вполне действенно работающая в домашних условиях, и требующая соблюдения правил техники безопасности.

Индукционный нагреватель своими руками

Индукционный нагреватель незаменимая вещь для кузнецов, токарей, слесарей и домашних мастеров. С его помощью всегда легко и быстро можно нагреть и даже расплавить металл, вам не нужны дорогие теплоносители, такие, как уголь и газ, достаточно подключить к прибору электричество. Происходит бесконтактный нагрев металла токами высокой частоты, по научному волнами радиочастотного диапазона. Прибор широко применяют для термообработки, закалки и гибки деталей, бесконтактной плавки, пайки и сварки, металлов. В ювелирном деле для термической обработки мелких деталей. В медицине для дезинфекции медицинского инструмента. В автосервисе слесаря нагревают заржавевшие гайки. Так же индуктор устанавливают в индукционных котлах, применяемых для отапливания жилых помещений. На этом рисунке изображена рабочая схема индукционного нагревателя, который вы легко можете сделать своими руками.

Схема индукционного нагревателя

Устройство состоит из задающего генератора высокой частоты собранного на двух мощных полевых транзисторах. Рабочее напряжение генератора зависит от мощности установленных полевых транзисторов. С транзисторами IRFP250 устройство можно питать напряжением от 12 до 30 вольт. А если установить транзисторы IRFP260, тогда напряжение питания можно поднять от 12 до 60 вольт.

Мощность индуктора заметно возрастет, температура нагрева металла поднимется более 1000 градусов, что позволит плавить металлы. В процессе работы транзисторы будут очень сильно нагреваться, поэтому их надо установить на большие радиаторы и поставить мощный вентилятор. На холостом ходу индуктор потребляет не менее 10А, а в рабочем состоянии не менее 15А, соответственно требуется очень мощный блок питания минимум на 20А.

На этом рисунке изображена печатная плата индукционного нагревателя.

Так же вам понадобятся резисторы R1, R2 на 10К мощностью 0.25 Ватт. Резисторы R3, R4 с сопротивлением 470 Ом не менее 2 Ватт. Диоды D1, D2 ультрабыстрые UF4007 или другие аналогичные на максимальный ток до 1А. Стабилитроны VD1, VD2 мощностью не менее 5 Ватт с напряжением стабилизации 12В например 1N5349 и другие. Дроссели L1, L2 размером 27х14х11 мм желтого цвета с белой полосой я вытащил из компьютерных блоков питания. На каждый дроссель надо намотать 25 витков медного провода диаметром 1 мм желательно в лаковой изоляции, если не найдете, подойдет одножильный провод в полихлорвиниловой изоляции на скорость сильно не влияет.

Конденсаторы С1-С16 металлоплёночные 0.33 мкФ 630В, соединяются параллельно рядами 4х4, в блоке всего шестнадцать штук. С меньшим рабочим напряжением лучше не ставить, будут сильно греться. Между конденсаторами оставляйте небольшое расстояние для хорошего охлаждения потоком воздуха.

Дроссели решил приклеить силиконовым герметиком, чтобы не болтались.

Важную деталь нагревателя, индуктор я сделал из медной трубки диаметром 6 мм длинною 1 метр. Купить такую можно в любом автомагазине типа «Газовщик» и там где торгуют газо-балонным оборудованием для автомобилей. Медную трубку наматываем на кусок полипропиленовой трубы внешним диаметром 40 мм, такая труба используется в пластиковом отоплении. Делаем пять витков, расстояние между верхним краем первого витка и нижним краем пятого витка должно быть 40 мм. Концы трубы изгибаем, как на рисунке и прикрепляем к радиаторам с помощью двух клемных колодок для провода сечением 16 мм².

В процессе работы индуктор будет сильно нагреваться от раскаленной детали, что может привести к повреждению медной трубки, поэтому надо сделать охлаждение. На концы медной трубки я одел силиконовые трубки и подключил насос омывателя лобового стекла автомобиля. Насос от ВАЗ 2114 и силиконовые трубки купил в автомагазине. Получилась нормальная водяная система охлаждения.

Индукционный нагреватель воды для отопления: пошаговое руководство изготовления своими руками

К числу позитивных характеристик индукционного агрегата можно отнести следующие важные моменты:

1. Долговечность использования. Благодаря не слишком замысловатой конструкции, индукционный нагреватель можно бесперебойно использовать в течение более 30 лет
2. Экономичность. Коэффициент полезного действия агрегата этого вида приближается к 100%. Иначе говоря, все электричество полностью перерабатывается в тепловую энергию, практически без потерь.
3. Удобство. Обслуживание индукционного нагревателя не требует постоянного технического обслуживания. Достигается это благодаря тому, что электромагнитное поле, помимо создания нагрева, образует вибрации, которые не дают возможности появлению накипи на внутренних стенках теплообменника.
4. Компактность. Нагреватели этого вида имеют небольшие габаритные размеры, что способствует их установке в помещениях любого типа.
5. Бесшумность. Индукционные агрегаты, благодаря своей конструкции, функционируют достаточно тихо.
6. Экологичность. Котел этого вида не производит выброс вредных продуктов сгорания, поэтому не требуется оборудования дымохода и системы вентиляции.

По анализу отзывов, основным недостатком такого агрегата является его высокая стоимость. Но существует оптимальный выход – сконструировать индукционный нагреватель воды своими руками.

Инструкция по сборке индукционного котла

Индукционные отопительные приборы можно приобрести в магазине, но стоимость их достаточно велика. Поэтому многие домашние умельцы пробуют сделать его своими руками. Для изготовления самодельного индукционного котла нужно подготовить материалы и инструменты.

Для начала нужно приобрести сварочный инвертор. Он может быть недорогой, но желательно, чтобы устройство было оборудовано регулятором силы тока.

Кроме того, следует обратить внимание на силу тока, с которой работает прибор. Стандартное значение для сварочных инверторов – 15А

Этого будет недостаточно. Нужно поискать более мощный агрегат.

Кроме этого нужно подготовить катанку или проволоку из нержавейки диаметром 7 мм или около того. Ее следует нарезать на фрагменты длиной 40-50 мм. Они будут помещены в электромагнитное поле, где будут разогреваться.

Нагревательный элемент самодельного индукционного прибора изготавливается из медной проволоки, для намотки которого можно использовать любой подходящий по диаметру цилиндрический предмет

Для изготовления корпуса котла берется пластиковая толстостенная труба. Диаметр детали может варьироваться, но, как показывает практика, оптимальный вариант – 50 мм по внутреннему диаметру.

Для соединения оборудования с отопительной системой используются переходники. Через один из них в котел будет поступать холодный теплоноситель, а через другой горячая жидкость будет подаваться в систему.

Фрагменты проволоки должны быть уложены в корпус. Чтобы они не выпали, дно детали накрывается мелкоячеистой металлической или капроновой сеткой, которая надежно закрепляется на корпусе. После этого можно уложить проволоку внутрь корпуса.

Теперь верхнюю часть детали накрывают такой же сеткой, как и дно, и закрепляют ее к стенкам детали. На об торца надеваются переходники. Получается заготовка, из которой будет изготовлена индукционная катушка.

Для этого на нее нужно намотать эмалированный медный провод. В среднем нужно наложить 90 витков. Они должны располагаться ближе к центру детали. Выполнять их нужно очень аккуратно и ровно, так, чтобы получилась качественная индукционная катушка.

Получившееся устройство можно устанавливать в систему отопления. Делается это следующим образом. Сначала из системы сливается теплоноситель.

После этого выбирается место, где будет установлен котел. Труба на этом участке размечается, после чего из нее вырезается фрагмент, равный по длине отопительному прибору.

Затем на подготовленное место устанавливается самодельный индукционный котел. Катушка соединяется с инвертором, на этом монтаж можно считать законченным. После этого система вновь заполняется теплоносителем.

На пластиковую трубу с отрезками металлической проволоки внутри аккуратно наматывается медный провод

Только после этого можно тестировать новое устройство. В нем обязательно должна быть жидкость.

Если включить индукционный котел «на сухую», пластиковый корпус расплавится от высокой температуры. Это приведет к частичному разрушению отопительной системы, что недопустимо.

Еще один важный момент – грамотное обустройство заземления отопительного прибора, без чего невозможна его безопасная эксплуатация.

Принцип работы индукционного нагревателя

Индукционный нагрев невозможен без использования трех основных элементов:

• индуктора;
• генератора;
• нагревательного элемента.

Индуктор представляет собой катушку, обычно выполненную из медной проволоки, с ее помощью генерируют магнитное поле. Генератор переменного тока используют для получения высокочастотного потока из стандартного потока домашней электросети с частотой 50 Гц.

В качестве нагревательного элемента применяется металлический предмет, способный поглощать тепловую энергию под воздействием магнитного поля. Если правильно соединить эти элементы, можно получить высокопроизводительный прибор, который прекрасно подходит для подогрева жидкого теплоносителя и отопления дома.

Галерея изображенийНезависимо от конструктивной сложности, габаритов и решаемых задач основными его компонентами являются индуктор, генератор вихревых токов и нагревательный элементНесомненным преимуществом индукционных нагревателей является быстрый разогрев при существенно более низких потребностях в электроэнергии по сравнению с другими нагревающими приборамиВеским минусом индукционных нагревателей признают обязательную необходимость в наличии источника энергии. Без электричества прибор совершенно бесполезенЕсли самодельный индукционный нагреватель установить на металлический отопительный трубопровод, то он будет не только эффективно греть теплоноситель, но и стимулировать движение нагретой жидкости по контуруДля того чтобы инвертор нормально работал в схеме с индукционной катушкой, его подключают через терморегулятор. К выходам подключают выпрямительные диоды, иначе система будет работать как электромагнит, а не как индукционный нагревательСамым простым генератором индукционных токов для самодельного нагревателя послужит инвертор, применяемый обычно в электросваркеИндукционную катушку, вырабатывающую вихревые токи, подключают к полюсам инвертора, при включении которого в сеть сразу начинает генерироваться тепловая энергияПринцип индукции применяется не только в подготовке теплоносителя и нагреве санитарной воды для гигиенических целей. Он используется в плавке металловСборка простейшего индукционного нагревателяБыстрое разогревание вихревыми токамиОбязательный доступ к источнику энергииНагрев металлической трубкиМодернизация обычного инвертораИспользование инвертора в качестве генератораТочки подключения индукционной катушкиПрименение индукции в плавке металлов

С помощью генератора электрический ток с необходимыми характеристиками подается на индуктор, т.е. на медную катушку. При прохождении через нее поток заряженных частиц формирует магнитное поле.

Принцип действия индукционных нагревателей основан на возникновении электротоков внутри проводников, появляющихся под воздействием магнитных полей

Особенность поля состоит в том, что оно обладает способностью на высоких частотах изменять направление электромагнитных волн. Если в это поле поместить какой-нибудь металлический предмет, он начнет нагреваться без непосредственного контакта с индуктором под воздействием созданных вихревых токов.

Высокочастотный электрический ток, поступающий от инвертора к индукционной катушке, создает магнитное поле с постоянно изменяющимся вектором магнитных волн. Помещенный в это поле металл быстро разогревается

Отсутствие контакта позволяет сделать потери энергии при переходе из одного вида в другой ничтожными, чем и объясняется повышенный КПД индукционных котлов.

Чтобы подогреть воду для отопительного контура, достаточно обеспечить ее контакт с металлическим нагревателем. Часто в качестве нагревательного элемента используют металлическую трубу, через которую просто пропускают поток воды. Вода попутно охлаждает нагреватель, что значительно увеличивает срок его службы.

Электромагнит индукционного прибора получают путем намотки проволоки вокруг сердечника из ферромагнита. Полученная в результате катушка индукции разогревается и передает тепло нагреваемому телу или протекающему рядом теплоносителю через теплообменник

Как сделать своими руками?

Допустим, вы решили сделать лично индукционный нагреватель, для этого подготавливаем трубу, в неё насыпаем небольшие куски стальной проволоки (9 см в длину).

Труба может быть пластиковой или металлической, главное, с толстенными стенками. Затем, она закрывается специальными переходниками со всех сторон.

Далее, на неё накручиваем медную проволоку до 100 витков и располагаем по центральной части трубки. В результате получится индуктор. К этой обмотке подсоединяем выходную часть инвертора. В качестве помощника прибегаем к терморегулятору.

В качестве нагревателя выступает труба.

Подготавливаем генератор и всю конструкцию собираем.

Необходимые материалы и инструменты:

• проволока из нержавеющей стали или катанка (диаметр 7 мм);
• вода;
• сварочный инвертор;
• провод из эмалированной меди;
• сетка из металла, имеющая маленькие отверстия;
• переходники;
• толстостенная труба из пластика;

Пошаговое руководство:

1. Режим проволоку на кусочки, длиною 50 мм.
2. Подготавливаем оболочку для нагревателя. Используем толстостенную трубу (диаметр 50 мм).
3. Дно и верх корпуса закрываем сеткой.
4. Готовим индукционную катушку. Медным проводом делаем намотку на корпус 90 витков и располагаем их в центре оболочки.
5. Из трубопровода вырезаем часть трубы и устанавливаем индукционный котёл.
6. Катушку соединяем с инвертором и заполняем котёл водой.
7. Заземляем полученную конструкцию.
8. Проверяем систему в работе. Без воды использовать нельзя, так как может расплавиться пластиковая труба.

Из сварочного инвертора

Самым простым бюджетным вариантом является изготовление индукционного нагревателя, используя сварочный инвертор:

1. Для этого берём полимерную трубу, стенки её должны быть толстыми. С торцов монтируем 2 вентиля и подсоединяем разводку.
2. Засыпаем в трубу кусочки (диаметр 5 мм) металлической проволоки и монтируем верхний вентиль.
3. Далее, делаем 90 витков вокруг трубы медной проволокой, получаем индуктор. Нагревательным элементом является труба, генератором используем сварочный аппарат.
4. Прибор должен стоять в режиме переменного тока с высокой частотой.
5. Подсоединяем медную проволоку к полюсам сварочного аппарата и проверяем работу.

Что собой представляет индукционное отопление

В основе работы лежит явление электромагнитной индукции. Внутри котла создаётся электромагнитное поле, которое нагревает сердечник из ферромагнетика. Он-то и отдаёт тепло воде в системе вместо привычного ТЭНа.

Когда продавцы и производители ВИНов (вихревых индукционных нагревателей) говорят о его экономичности, имеют в виду скорость нагревания элемента и передача тепла в систему.

Если ТЭН нагреет воду в системе отопления в лучшем случае через 20, а то и 30—40 минут, то индукционный элемент на 10—15 минут быстрее.

Важно!
В индукционном отоплении выбор теплоносителя довольно широк: это может быть не только вода, но и масло, этиленгликоль и любой антифриз.

Принцип работы и устройство индукционного электрокотла

Подобны трансформатору.Генератор индукционного тока состоит из первичной и вторичной короткозамкнутых обмоток. Первичная обмотка превращает электрическую энергию в вихревой ток, а вторичная обмотка служит корпусом индуктора.

Ещё проще объяснит работу устройства индукционного нагревателя следующий пример:

1. На трубу из диэлектрического материала (непроводящего электроток) наматывается катушка.
2. Внутрь помещается сердечник из мартенситной или ферритной стали (ферромагнетик).
3. Катушка под воздействием электричества создаёт магнитное поле.
4. Магнитное поле нагревает сердечник (до 750 °С).
5. Сердечник нагревает воду, проходящую через трубу.

Справка. Несмотря на то, что индукционный котёл может нагреть быстро большое количество теплоносителя, а явление индукции само создаёт конвекционное движение носителя в системе, чтобы без проблем отопить двухэтажный дом, нужно поставить в систему насос.

Чаще всего индукционный котёл представляет собой довольно компактный, не слишком высокий (40 см), но увесистый (до 23—30 кг) широкий баллон-трубу. Поэтому, чтобы он не обрушился, его ставят на прочные дополнительные крепления. Иногда для усиления эффекта используют спаянную секцию из нескольких таких баллонообразных труб-котлов.

Фото 1. Индукционный котёл, подключенный к отопительному контуру. Представляет из себя баллон небольшого размера.

Реже встречаются конструкции в форме шкафчика.

Но в любом случае индукционный котёл состоит из:

1. Корпуса, состоящего из диэлектрического металла.
2. Электроизоляционного слоя.
3. Сердечника из ферромагнита (толщина до 7 мм).
4. Температурного датчика в корпусе котла.
5. Входного и выходного патрубков соединения с системой труб и радиаторов.
6. Автовыключателей (в пульте управления).
7. Терморегулятора (электроника в пульте управления).

А вот так может выглядеть система отопления, где:

• Насосдля циркуляции теплоносителя.
• Отопительные батареи.
• Индукционный котёл.
• Мембранный расширительный бак (для регулировки давления).
• Шкаф пульта управления.
• Запорный шаровой кран.

Внимание!
Индукционный котёл годится только для закрытого контура отопления.

Индукционный котел отопления своими руками

В бытовых условиях нагреватель можно изготовить из сварочного инвертора или трансформатора.

Котел из сварочного инвертора

Прежде чем приступить непосредственно к сборке необходимо запастись следующими материалами:

• Нержавеющей проволокой диаметром 5-7 мм;
• Отрезком пластиковой термостойкой трубы, длиной приблизительно 500 мм, наружным диаметром не более 50 мм и толщиной стенки не менее 5 мм;
• Просечной или плетеной сеткой из нержавеющей стали с окном не более 4х4 мм. Размер сетки должен полностью перекрывать поперечное сечение пластиковой трубы и обеспечивать возможность надежного крепления;
• Эмалированной медной проволокой диаметром 1,2-1,5 мм. Для намотки катушки понадобится приблизительно 5м;
• Двумя переходниками для соединения котла с отопительной магистралью;
• Сварочным инвертором, позволяющим осуществлять плавную регулировку силы тока.

После того как все необходимые комплектующие подготовлены, можно приступать к работе по сборке индукционного котла. Сборка состоит из нескольких этапов:

1. Нержавеющая проволока нарезается на отрезки длиной 5-6 см в количестве, необходимом для полного заполнения трубы.

2. Одна сторона трубы закрывается сеткой, после чего производится засыпка отрезков проволоки и заделка второй стороны. Внутренняя полость трубы заполняется полностью, а наличие с обоих сторон ограждающей сетки предотвращает попадание кусочков проволоки в трубопроводы отопительной системы.

3. На заполненную трубу наматывается 90-100 витков медной проволоки. В процессе намотки необходимо обеспечить равномерность и одинаковое расстояние между витками. Вся катушка должна быть равноудалена от обоих торцов трубы.

4. На торцы трубы герметично устанавливаются переходники, и производится врезка в существующую отопительную магистраль.

5. Оба вывода катушки подсоединяются к сварочному инвертору.

6. Смонтированный таким образом отопительный контур заполняется теплоносителем, после чего система готова к работе.

Категорически запрещается подключение прибора к электросети до полного заполнения системы теплоносителем.

7. С помощью инвертора выполняется установка необходимого температурного режима.

Такая конструкция индукционного прибора своими руками может эффективно обогревать площадь 50–60 м2. Если же отапливаемая площадь больше, либо требуется дополнительная мощность для автономного горячего водоснабжения, существует второй вариант.

Индукционный котел с использованием трансформатора

При использовании трансформатора, роль нагревательного элемента играет корпус прибора, внутри которого циркулирует теплоноситель. Для изготовления агрегата, помимо навыков сварщика, потребуются:

• Две металлических трубы помещенных одна в другую таким образом, чтобы между ними образовалась полость.
• Два плоских кольца для заделки торцов;
• Сварочный инвертор;
• Трансформатор трехфазный;
• Металлические трубы для входного и выходного патрубков.

1. На некотором расстоянии от торцов в полый цилиндр ввариваются патрубки, обеспечивающие циркуляцию теплоносителя.

2. Путем наматывания медной проволоки на корпус формируется первичная обмотка;

3. Для замедления остывания и уменьшения рассеивания тепловой энергии, изделие помещают в специальный корпус, а образовавшуюся полость заполняют жаростойким теплоизоляционным материалом.

Обеспечение безопасности

Для предотвращения несчастных случаев, при монтаже самодельных индукционных котлов предназначенные для отопления частного дома необходимо придерживаться нескольких правил:

• При подключении изделия к системе отопления, расстояние от стены должно быть не менее 30 см, а от пола и потолка не менее 80 см;
• Устанавливать приборы можно исключительно в замкнутые контуры с принудительной циркуляцией теплоносителя;
• На выходной патрубок следует установить манометр и предохранительный клапан.

Использование явления электромагнитной индукции при изготовлении отопительных котлов позволяет существенно уменьшить габариты изделий, обеспечить высокую производительность и длительный срок службы оборудования.