Незважаючи на те, що наша країна є одним з лідерів з видобутку природного газу, сам природний газ є далеко не в кожному будинку. З-за цього багато споживачі змушені обігрівати своє житло за допомогою електричних котлів. А деякі виготовляють їх самостійно, за кресленнями та схемами. Як зробити індукційний нагрівач води своїми руками і що для цього потрібно? У цьому огляді ми розповімо, як виготовити індукційний опалювальний котел в домашніх умовах.
Що таке індукція та її принцип
Електромагнітна індукція була відкрита ще більше ста років тому. Вона дозволяє генерувати тепло з допомогою високочастотних струмів – дана технологія активно застосовується для виплавки металів. Дійшла ця технологія і до побутових споживачів – ми можемо побачити її втілення на кухні у вигляді індукційних електричних печей. Індукційні печі дозволяють швидко розігрівати їжу і відрізняються невеликими габаритами. Ще одним достоїнством є їх тривалий термін служби.
Індукційний нагрівач являє собою потужну силу, на яку подається змінний струм високої частоти. Усередині котушки поміщається металевий сердечник, розігрівається під дією вихрових струмів. Таким чином, ніяких звичних нагрівальних елементів тут немає, а тепло генерується виключно за рахунок індукційного нагріву.
Магнітна індукція використовується в металургійній промисловості. Тут вона дозволяє позбавитися від вугільних і газових печей, що відрізняються великими розмірами. Сьогодні в металургійних цехах стоять невеликі індукційні печі, швидко розігріваючі метали і сплави до високих температур. Вони безпечні для людей і дозволяють скоротити час, що витрачається на переробку металів.
За допомогою індукційної котушки можна швидко нагріти метал до дуже високих температур.
У побутовій сфері магнітна індукція працює в індукційних кухонних печах і в індукційних електричних котлах. У чому полягають переваги такого нагріву?
- Відсутній прямий контакт між нагрівається тілом та індукційною котушкою.
- Відсутність накипу в індукційних котлах, що пов’язано з відсутністю звичних нагрівальних елементів.
- Тривалий термін служби обладнання.
- Швидкий прогрів теплоносіїв та металевих конструкцій.
- Висока ефективність устаткування.
- Безпеку для навколишніх.
Електромагнітна індукція гріє швидко і дуже ефективно – коефіцієнт корисної дії тих же індукційних котлів досягає 98-99%. Також тут відсутній прямий контакт теплоносія і струмоведучих частин, що значно підвищує безпеку обладнання.
Нагадаємо, що в Тенових і електродних електричних опалювальних котлах використовується прямий контакт нагрівальних елементів та теплоносія.
Зробити індукційний нагрівач води своїми руками не так вже й складно, як це може здатися на перший погляд. Багато людей, що володіють знаннями в області електротехніки і «прямими руками», уміючи створюють індукційні нагрівачі, які використовуються для обігріву житлових будинків. Давайте розберемося, як створюються такі нагрівачі і що нам знадобиться для самостійної збірки обладнання.
Принцип дії індукційних нагрівачів
Перед тим як приступити до складання, давайте розберемося в принципі дії індукційних нагрівачів. Тут використовується потужна індукційна котушка, розташована навколо пластикової труби. У трубі знаходиться металевий сердечник, що омивається теплоносієм. Подача напруги на індукційну котушку призводить до появи вихрових струмів, що викликають нагрівання металевого сердечника. Він, у свою чергу, починає прогрівати теплоносій.
У індукційної котушки утворюються вихрові струми, які і нагрівають сердечник.
Металевий сердечник гріється виключно за рахунок вихрових струмів. Нагріваючись до високої температури, він віддає тепло теплоносію, який відправляється в опалювальну систему. Встановивши в систему терморегулятор, можна домогтися точного підтримання заданої температури. Сама конструкція виходить неймовірно простою і надійною – крім труби з металевим сердечником котушки, тут нічого немає, просто нема чому ламатися.
Подібний принцип нагріву активно використовується в опалювальних котлах заводської збірки. Вони відрізняються:
- тривалим терміном служби – для деяких моделей заявлено 20-30 років роботи;
- відсутністю накипу – металевий сердечник не розігрівається до таких температур, щоб виникала накип;
- відсутністю вимог до якості теплоносія – через котли може протікати будь теплоносій, починаючи від води і закінчуючи незамерзаючими рідинами.
Враховуючи настільки блискучі властивості і характеристики заводського обладнання, спробуємо створити індукційний нагрівач води своїми руками, скориставшись підручним інструментом.
Робимо індукційний нагрівач самостійно
Як зробити індукційний нагрівач своїми руками? Для цього нам знадобляться:
- мідний дріт для створення котушки;
- пластикова труба;
- склотекстоліт;
- металевий дріт для створення сердечника.
Схема індукційного нагрівача металу дуже проста – котушка, металевий сердечник, джерело живлення. Враховуючи, що ми створюємо не піч для плавки металу, а нагрівач, то нам знадобиться металевий сердечник, який ми наб’ємо з металевого дроту.
Створення індукційної котушки
Намотуємо дріт на трубку так, щоб між витками залишався невеликий проміжок.
Основою всієї конструкції є пластикова труба. Навколо неї ми будемо намотувати котушку. А для того щоб труба не розплавилася під впливом гарячої котушки (так, вона буде грітися), ми будемо намотувати дріт не прямо на трубу, а на текстолитовые смужки. Склотекстоліт можна замінити на азбестову тканину, якої обертається пластикова труба.
Набивний сердечник необхідний для нагріву теплоносія. Для цього беремо сталеву дріт невеликого діаметра, нарізаємо її на дрібні шматочки, скручуємо, після чого набиваємо нею пластикову трубу. З обох сторін труба закривається металевою сіткою – вона пропустить воду, але не дасть вивалитися нашої набиванні. Поверх пластикової труби (захищеної склотекстоліти або азбестом) намотуємо мідний провід, довжина якого становить приблизно 11 м. Перетин дроту – 1,5 мм. Провід намотуємо не внавалку, а як би виток до витка, але залишаючи невелику відстань між витками.
Намотуючи мідний дріт майбутньої індукційної котушки, приділіть увагу якості намотування і зробіть так, щоб намотування була рівномірною. Окремі витки не повинні торкатися один одного. Кількість витків становить 90-100.
Що ми отримали в кінцевому підсумку? У нас вийшов нагрівальний елемент у вигляді котушки. На нього потрібно подати електроенергію, яка створить у сердечнику вихрові струми. Протікає через сердечник теплоносій буде нагріватися, передаючи своє тепло підключеним до опалювальної системи радіаторів.
Джерело електроенергії
Як ми пам’ятаємо, наша схема індукційного нагрівача передбачає наявність джерела живлення. Він подає напругу на котушку, викликаючи нагрівання осердя і теплоносія. Що може виступати в якості джерела змінного струму? Звичайна електрична мережа нам не підійде – частота струму в ній занадто низька. У нас залишається два джерела живлення:
З інверторного зварювального апарату вийде відмінний джерело живлення для індукційного нагрівача.
- індукційна плита, піч;
- інверторний зварювальний апарат.
Якщо у вас є індукційна піч, яку не шкода розібрати, скористайтесь їй. Недоліком печі стане її занадто низька потужність. Тому ми рекомендуємо скористатися інверторним зварювальним апаратом. Просто підключіть котушку до виходу апарату і включіть його в мережу – наш саморобний індукційний нагрівач, який ми зібрали своїми руками, готовий до запуску та експлуатації.
Зверніть увагу, що тепер вам варто подбати про належне виконання нагрівача. Для того щоб зробити його безпечним, помістіть котушку в який-небудь акуратний корпус. Наприклад, це може бути товста пластикова труба великого діаметру. Додайте в неї котушку, після чого закріпіть всю конструкцію на штатному місці. Підключіть до саморобного нагрівника опалювальні труби і спробуйте запустити систему, перевіряючи її ефективність.
Якщо у вас є пізнання в області конструювання електронної техніки, ви можете спробувати зібрати інверторний перетворювач для індукційного нагрівача своїми руками. Схему такого перетворювача можна знайти в Інтернеті. Зверніть увагу, що джерело живлення повинен бути досить потужним, щоб забезпечити належне харчування нагрівача і його вихід на максимальну потужність. В іншому випадку вас будуть чекати холодні або ледь теплі батареї.
Конструюючи індукційний нагрівач своїми руками, не забувайте про правила техніки безпеки. Подбайте про високу якість електричних з’єднань і якісної ізоляції пластикової труби, в якій знаходиться сердечник – тут не повинно бути підтікання та найменших крапель води.