Зміст:
- Принцип індукційного нагріву
- Як зробити нагрівач
- Особливості і застереження
- Висновок
Не так давно на ринку опалювальної техніки з’явилися новинки — індукційні електричні котли. Цілком природно, що хороша річ завжди викликає інтерес домашніх майстрів – умільців, особливо якщо враховувати вартість примірників заводського виготовлення. Завжди знайдуться охочі зробити щось подібне як можна дешевше і в домашніх умовах. Таким чином і з’явився на світ індукційний нагрівач з зварювального інвертора, про який і піде мова у наступному матеріалі.
Принцип індукційного нагріву
Щоб самому зробити який-небудь пристрій, треба спочатку зрозуміти, як воно працює. Дія індукційних водонагрівачів ми розглянемо на прикладі серійних котлів російського виробництва Едісон, що виготовляються на заводі компанії Сибтехномаш. Ці котли послужать прототипом нашого майбутнього саморобного приладу, оскільки всі елементи їх конструкції знаходяться на виду, на відміну від інших апаратів торгових марок.
Примітка. На ринку присутні вироби та іншого відомого бренду – ВИН, але в них всі деталі заховані всередину сталевого корпусу, повторити подібну конструкцію в домашніх умовах буде важко.
Заводський котел Едісон являє собою блок з декількох нагрівальних елементів індукційного типу. Кожен елемент – це сталева труба розрахункового діаметра у вигляді змійовика, усередині якої циркулює теплоносій. Вона оперізує індукційну котушку, звану індуктором, по ній протікає струм високої частоти, створюваний окремо стоять в шафі трансформатором. В результаті навколо котушки утворюється потужне електромагнітне поле, чий вектор змінює напрям з величезною частотою. Це поле нагріває металеві стінки труби, а від них підігрівається і теплоносій.
Виникає питання: навіщо городити таку складну конструкцію, коли є старі добрі Тени або прості електродні котли? Сенс у тому, щоб позбутися від цих недоліків нагрівальних елементів, зберігши достоїнства. Індукційний теплогенератор прогріває воду так само швидко, як і електродний котел, але при цьому його робоча частина не піддається руйнуванню. Індукційна котушка – досить надійний елемент і не перегорить, як звичайний ТЕН, так як не відчуває велике навантаження.
Як зробити нагрівач
Наш саморобний індукційний нагрівач з зварювального інвертора буде дещо змінений у порівнянні з прототипом, щоб спростити його виготовлення. Для створення електромагнітного поля зовні індуктора потрібна серйозна котушка з величезним числом витків, до того ж зігнути трубу у вигляді змійовика не так-то просто. Тому краще пряму трубу помістити всередину індукційної котушки, щоб вона працювала як серцевина.
За логікою, труба повинна бути металевою, але в саморобній установці з невеликим індуктором вона буде дуже слабо нагрівати теплоносій. Так що майстри-умільці придумали інший пристрій сердечника з полімерної труби, частково наповненою відрізками металевого дроту. Роль індуктивного контуру зіграє котушка з емальованого мідного дроту. Ну і генератором струму високої частоти послужить побутової інверторний апарат для дугового зварювання. Отже, уточнюємо перелік матеріалів:
- труба полімерна діаметром 50 мм із зшитого поліетилену для опалення, витримує температуру теплоносія до 95 °С;
- дріт сталевий діаметром 6 мм;
- провід мідний емальований перетином 3 мм2;
- дрібнопористі сітка з тонкого металевого дроту.
Сталеву катанку нарізають частинами довжиною 4-6 мм, щоб вийшли циліндрики різних розмірів. Потім один торець труби закривають мелкоячеистой сіткою і засипають всередину відрізки дроту. Щоб вони не випадали назовні, сітку треба поставити і з іншого боку. З мідного дроту поверх труби своїми руками виконують індукційну обмотку, що буде служити нагрівачем. Число витків – від 85 до 95, кінці ретельно ізолюються і приєднуються до виходу зварювального інвертора, як це показано на схемі:
Тепер після включення зварювального апарату котушка створить електромагнітне поле, що викликає протягом вихрових струмів в металевому сердечнику з шматків катанки. Він стане швидко прогріватися, піднімаючи температуру протікає по трубі води. Власне, на цьому виготовлення індукційного нагрівача закінчено, залишається його встановити в приміщенні топкової і підключити до опалювальної системи.
Важливо. В цілях безпеки слід добре ізолювати всі відкриті токонесущие частини, а інвертор обов’язково заземлити.
Особливості і застереження
Оскільки індукційні нагрівачі зі зварювальним інвертором, зроблені своїми руками, не можуть самостійно управляти температурою води, то в первозданному вигляді вони є джерелом підвищеної небезпеки. Тому пристрій вимагає доопрацювання, а саме — додаванням пристроїв контролю і автоматики. Для початку на виході з труби треба встановити стандартну групу безпеки, що включає в себе манометр, розповітрювач і запобіжний клапан.
Важливо. Апарат може нормально функціонувати тільки в системах з примусовою циркуляцією теплоносія. При самопливній схемою елемент швидко перегріється, що загрожує руйнуванням пластикової труби.
Щоб уникнути перегріву, слід забезпечити нагрівач пристроєм аварійного відключення, керованим від термостата. Якщо у вас є хороші навички в області складання електричних схем, для управління нагрівом ви можете задіяти терморегулятор з датчиком температури води і реле, розмикаючим ланцюг при досягненні заданої температури теплоносія.
Мінус даної конструкції полягає в її малої ефективності, так і надійність апарату під питанням. Справа в тому, що в заводських котлах вода проходить через теплообмінник вільно, а у нас на її шляху виникає перешкода у вигляді шматків катанки. Вони перекривають весь переріз труби і створюють високий гідравлічний опір. Так і у випадку нештатної ситуації аварія загрожує розривом пластику і можливим коротким замиканням з-за потоку гарячої води.
Треба сказати, що переробка зварювального інвертора в індукційний нагрівач недоцільна ще й тому, що теплова потужність пристрою буде обмежена максимальною електричною потужністю інвертора. Зазвичай наявного в будинку апарату вистачить на обігрів кімнати площею 25-30 м2 в кращому випадку, та і чим ви станете виконувати зварювальні роботи весь цей час? По суті, такий нагрівач використовувати можна, але тільки у виняткових випадках як спосіб тимчасового опалення.
Висновок
Ідея зробити індукційний водонагрівач сама по собі непогана, але малозастосовна серед широкого кола користувачів. Якщо підходити з практичної точки зору, коли реально потрібно опалювати будинок, а не займатися експериментами, то вірніше буде зібрати простий електродний котел або купити його у готовому вигляді.