Использование индукционных катушек вместо традиционных нагревательных элементов в нагревательных приборах позволило значительно повысить эффективность работы приборов при меньшем потреблении электроэнергии. Индукционные нагреватели появились на рынке сравнительно недавно, и их цена относительно высока. 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 завоевывают все большую популярность среди потребителей благодаря следующим преимуществам:
Преимуществами этого типа нагревателей являются также простота конструкции и доступность материалов, позволяющих пользователю самостоятельно собрать устройство.
Индукционный нагреватель
Индукционный нагреватель содержит следующие компоненты.
- Генератор электроэнергии. Переменный ток из сети преобразуется в ток высокой частоты.
- Индуктор. Изготовлен из медной проволоки, которая скручивается для создания магнитного поля.
- Нагревательный элемент. Нагревательный элемент представляет собой металлическую трубку, помещенную внутрь индуктора.
Все эти элементы, работающие вместе, действуют следующим образом. Высокочастотный ток, вырабатываемый генератором, поступает в катушку индуктивности, изготовленную из медной проволоки. Ток высокой частоты преобразуется катушкой индуктивности в электромагнитное поле. Металлическая трубка внутри индуктора нагревается под действием вихревых токов, возникающих в катушке. Протекающий через нагреватель теплоноситель (вода) получает тепловую энергию и передает ее в систему отопления. Теплоноситель также выступает в качестве теплоносителя для нагревательного элемента, что продлевает «жизнь» котла отопления.
Электрическая схема индукционного нагревателя показана ниже.
На фото ниже показано, как работает индукционный нагреватель для металла.
Важно: Если нагретая деталь коснется двух витков индукционной катушки, произойдет межобмоточное замыкание, что приведет к немедленному перегоранию транзисторов.
Сборка и установка системы
Не подключайте индуктор к клеммам плавильного аппарата, которые используются для подключения сварочных кабелей. В противном случае устройство просто сломается. Для того чтобы адаптировать инвертор для работы с индукционным нагревателем, необходимо произвести довольно сложную модификацию устройства, требующую, прежде всего, знаний в области радиоэлектроники.
Вкратце, модификация заключается в следующем: катушка, а именно ее первичная обмотка, должна быть подключена после высокочастотного преобразователя инвертора, вместо индукционной катушки, встроенной в инвертор. Кроме того, необходимо будет удалить диодный мост и припаять конденсаторную сборку.
Чтобы узнать, как преобразовать сварочный инвертор в индукционный нагреватель, посмотрите это видео.
Индукционный нагреватель для металла
Чтобы сделать индукционный нагреватель из сварочного инвертора, вам понадобятся следующие материалы.
- Инверторный сварочный аппарат. Хорошо, если машина имеет функцию плавной регулировки тока.
- Медная трубка диаметром около 8 мм и достаточной длины, чтобы сделать 7 витков вокруг куска диаметром 4-5 см. Кроме того, за катушками должно оставаться около 25 см свободных концов трубок.
Чтобы собрать плиту, выполните следующие действия.
- Выберите кусок диаметром 4-5 см, который послужит шаблоном для намотки витка медной трубки. Это может быть деревянная круглая деталь, металлическая или пластиковая трубка.
- Возьмите медную трубку и заклепайте один конец молотком.
- Плотно заполните трубку сухим песком и заклейте другой конец. Песок предотвратит растрескивание трубки при скручивании.
- Сделайте 7 петель из трубки вокруг шаблона, затем отпилите и отшлифуйте концы.
- Подключите полученную катушку к восстановленному преобразователю.
Совет: Если индукционный нагреватель будет работать долгое время на высокой мощности, рекомендуется охладить трубку водой.
Индукционный нагреватель для воды
Для сборки нагревателя необходимы следующие компоненты.
- Инвертор. Устройство должно быть выбрано в соответствии с мощностью, необходимой котлу.
- Длина трубы должна составлять 40-50 см. Теплоноситель (вода) будет протекать через него. Внутренний диаметр трубы должен быть не менее 5 см. В этом случае внешний диаметр составит 7,5 см. Если внутренний диаметр меньше, эффективность котла будет низкой.
- Стальная проволока. Можно также использовать металлические стержни диаметром 6-7 мм. Вы можете нарезать небольшие кусочки проволоки или прута (4-5 мм). Эти части будут действовать как теплообменник (сердечник) индуктора. Вместо стальных элементов можно использовать металлическую трубу меньшего диаметра или стальной винт.
- Текстолитовые палочки или стержни, на которые будет намотана индукционная катушка. Использование текстолита позволит защитить трубу от нагретой спирали, так как этот материал устойчив к высоким температурам.
- Изолированный кабель с сечением 1,5 мм2 и длиной 10-10,5 м. Изоляция кабеля должна быть волокнистой, эмалевой, стекловолокнистой или асбестовой.
Совет! Вместо стальной проволоки можно использовать металлическую губку из нержавеющей стали. Однако перед покупкой проверьте ее с помощью магнита: если губка притягивается магнитом, ее можно использовать в качестве обогревателя.
Индукционный котел отопления собирается по следующему алгоритму. Заполните корпус теплообменника металлическими изделиями, перечисленными выше. На конце трубы, служащей кожухом, припаяйте переходники, соответствующие диаметру труб отопительного контура.
При необходимости к адаптерам можно припаять угловые кронштейны. Также припаяйте янтарные втулки. Это облегчает снятие нагревателя для ремонта или обслуживания.
Следующий шаг — приклеить полоски текстолита к корпусу теплообменника, на который будет намотан змеевик. Из того же текстолита следует изготовить пару распорок высотой 12-15 мм. Они будут содержать контакты для подключения нагревателя к восстановленному инвертору.
Намотайте катушку на текстолитовые полоски. Между катушками должен быть зазор не менее 3 мм. Обмотка должна состоять из 90 витков провода. Прикрепите концы кабелей к ранее подготовленным стойкам.
Вся конструкция помещается в оболочку, которая в целях безопасности будет выполнять функцию изоляции. Для изготовления защитного кожуха подходит пластиковая труба, диаметр которой больше диаметра катушки. В защитном кожухе необходимо сделать два отверстия для вывода электрического кабеля наружу. На концах труб можно использовать заглушки, а затем проделать в них отверстия для подключения патрубков. Они служат для подключения котла к системе отопления.
Важно: Запускать нагреватель можно только после заполнения его водой. Если включить нагреватель «всухую», пластиковая трубка расплавится, и нагреватель придется собирать заново.
Затем подключите котел к системе отопления в соответствии с приведенной ниже схемой.
Схема подключения состоит из следующего.
- Высокочастотный источник тока. В данном случае это модифицированный инвертор.
- Индукционный нагреватель.
- Элементы безопасности. В эту группу могут входить: термометр, предохранительный клапан, манометр и т.д.
- Шаровые краны. Они используются для слива или заполнения системы или для перекрытия воды на определенном участке контура.
- Циркуляционный насос. Циркуляционный насос обеспечивает прохождение воды через систему отопления.
- Фильтр. Используется для очистки охлаждающей жидкости от механических примесей. Благодаря очистке воды продлевается срок службы всего оборудования.
- Мембранный расширительный бак. Он используется для компенсации теплового расширения воды.
- Радиатор. Для индукционного нагрева предпочтительны алюминиевые или биметаллические радиаторы, так как они характеризуются высокой эффективностью теплопередачи при малых размерах.
- Шланг, через который можно наполнить или опорожнить систему.
Как видно из приведенного выше способа, индукционный нагреватель можно изготовить самостоятельно. Однако он ничем не лучше коммерческого. Даже если вы обладаете необходимыми знаниями в области электротехники, следует подумать, насколько безопасно будет работать с таким устройством, ведь оно не оснащено специальными датчиками или блоком управления. Поэтому целесообразно выбирать сборное оборудование, изготовленное на заводе.