Самодельные индукционные котлы
Самая простая схема устройства, которую собирают, состоит из отрезка пластиковой трубы, в полость которую закладываются различные металлические элементы с целью создать сердечник. Это может быть тонкая нержавеющая проволока, скатанная шариками, нарубленная мелкими кусочками проволока – катанка диаметром 6—8 мм или даже сверло диаметром, соответствующим внутреннему размеру трубы. Снаружи к ней приклеиваются палочки из стеклотекстолита, а на них наматывается провод толщиной 1.5—1.7 мм в стеклоизоляции. Длина провода – порядка 11 м. Технологию изготовления можно изучить, просмотрев видео:
Затем самодельный индукционный нагреватель испытали, заполнив его водой и подключив к индукционной варочной панели заводского изготовления ORION мощностью 2 кВт вместо штатного индуктора. Результаты испытаний показаны на следующем видео:
Другие мастера рекомендуют в качестве источника принять сварочный инвертор небольшой мощности, подключив клеммы вторичной обмотки к выводам катушки. Если внимательно изучить проделанную автором работу, то напрашиваются выводы:
- Автор хорошо потрудился и его изделие, несомненно, работает.
- Никаких расчетов по толщине провода, числу и диаметру витков катушки не производилось. Параметры обмотки были приняты по аналогии с варочной панелью, соответственно, индукционный водонагреватель получится мощностью не выше 2 кВт.
- В лучшем случае самодельный агрегат сможет нагревать воду для двух радиаторов отопления по 1 кВт каждый, этого хватит на обогрев одной комнаты. В худшем случае нагрев будет слабым или вообще пропадет, ведь испытания проводились без протока теплоносителя.
Более точные выводы сделать трудно из-за недостатка информации о дальнейших испытаниях прибора. Другой способ, как самостоятельно организовать индукционный нагрев воды для отопления, показан на следующем видео:
Сваренный из нескольких металлических труб радиатор выполняет роль внешнего сердечника для вихревых токов, создаваемых катушкой той же индукционной варочной панели. Выводы следующие:
- Тепловая мощность получившегося отопителя не превышает электрической мощности панели.
- Количество и размер труб были выбраны случайно, но обеспечили достаточную поверхность для передачи тепла, возникающего от вихревых токов.
- Данная схема индукционного нагревателя оказалась успешной для конкретного случая, когда квартира окружена помещениями других отапливаемых квартир. Кроме того, автор не показывал работу установки в холодное время года с фиксацией температуры воздуха в комнатах.
В подтверждение сделанных выводов предлагается просмотреть видео, где автор пытался применить подобный нагреватель в условиях отдельно стоящего утепленного здания:
Инструкция по изготовлению индукционного нагревателя
Чтобы осуществить переделку сварочного оборудования в индукционную печь, необходимо подготовить расходные детали и инструменты
Также важно подготовить чертежи и придерживаться инструкции по сборке
Простое изделие на основе сварочного инвертора
Для изготовления простого, но эффективного нагревателя, можно использовать сварочный инвертор. Процесс изготовления достаточно простой:
- Для начала нужно взять толстостенную полимерную трубку.
- С торцевой части трубы стоит установить разводку и 2 вентиля, а внутрь засыпать куски стальной проволоки небольшого диаметра и размера (5 мм).
- Закрепить верхний вентиль.
- Выполнить 90 витков медной проволокой для сборки индуктора.
В качестве генератора используется сварочный аппарат, а роль нагревателя играет трубка с проволокой. Аппарат устанавливается в режим переменного тока с повышенной частотой.
В процессе нагрева происходит излучение магнитного поля и прогревание проволоки вихревыми потоками. Это вызывает закипание жидкости.
Экспериментальная модель нагревателя мощностью 1600 Вт
Для сборки экспериментального оборудования мощностью 1,6 кВт потребуется подготовить металлическую трубу с толстыми стенками. Поскольку катушка без особых сложностей сможет прогреть любой материал, можно усовершенствовать нагреватель.
Корпус можно изготовить из пластиковой трубы, которая обладает большим диаметром, чем элемент системы отопления. Оптимальная длина изделия составляет 1 м, а внутреннее сечение – 50-80 мм.
Чтобы подключить нагреватель к оборудованию, потребуется закрепить переходники сверху и снизу корпуса. Нижняя секция закрывается решеткой, а затем внутрь корпуса помещают наполнитель из небольших металлических частиц.
Для обмотки подходит медный провод с изоляцией сечением 1-1,5 мм. Использование более толстой проволоки неоправданно, поскольку это усложнит плотное расположение витков.
Печь для нагрева металла
Из-за повышенной пожарной безопасности метод индукции применяется в металлургии. Собрать нагреватель для обработки металлических заготовок можно из подручных средств. Для предстоящих работ потребуется подготовить:
- 12-вольтный аккумулятор.
- Медную обмоточную проволоку.
- Пленочные конденсаторы.
- Транзисторы и диоды.
- Кольца блока питания от персонального компьютера.
Индукционная печь из сварочного инвертора.
Последующая сборка производится по такой инструкции:
На радиаторы охлаждения устанавливаются транзисторы. Во время использования прибор интенсивно нагревается, поэтому лучше подготовить крупные радиаторы.
Изготавливаются дроссели. Для их сборки применяют медную проволоку и кольца блока питания ПК
Важно следить, чтобы межвитковое расстояние оставалось идентичным на каждом отрезке.
Собирается конденсаторная батарея. Емкость элемента питания должна составлять 4,7 мкФ.
Изготавливается обмотка
Диаметр медной проволоки должен составлять 2 мм. Потребуется выполнить 8 витков, чтобы во внутреннем пространстве поместились все обрабатываемые детали.
На последнем этапе подключается аккумулятор. Ток регулируется во время изготовления печи. Для этого достаточно поменять количество витков.
Кроме того, следует предусмотреть систему отвода тепла и вентиляции, т.к. во время работы печь сильно нагревается.
Нагреватель для воды
Использование такого агрегата в частном доме позволит организовать бесперебойную подачу ГВС или обогрев помещения. Система расходует много электрической энергии, но обладает простой схемой сборки и отсутствием сложностей в обслуживании. Предстоящая сборка начинается с подготовки:
- Сварочного инвертора.
- Теплоизолятора (подойдет керамзит).
- Проволоки из меди и стали.
- Отрезка пластиковой трубы с толстыми стенками.
- Трубок разного диаметра.
На первом этапе начинается изготовление котла. Его можно соорудить из 2 трубок разного сечения, которые вставляются друг в друга с выдерживанием зазора 20-25 мм.
Дальше производится приваривание концов колец и подсоединение к общей системе отопления. Во внешнюю стенку нужно вварить выходную и входную трубки.
Затем изготавливается обмотка, которая в точности повторяет форму котла. Всего нужно выполнить 35-40 витков, соблюдая равное межвитковое расстояние.
На последнем этапе собирается защитный корпус, который делается из диэлектрического материала, и подключается инверторный аппарат и теплоноситель.
Правильно собранная конструкция сможет прослужить в течение 20-25 лет без ремонта и замены расходных деталей.
Особенности и предостережения
Поскольку индукционные нагреватели со сварочным инвертором, сделанные своими руками, не могут самостоятельно управлять температурой воды, то в первозданном виде они являются источником повышенной опасности. Поэтому устройство требует доработки, а именно — добавлением устройств контроля и автоматики. Для начала на выходе из трубы надо установить стандартную группу безопасности, включающую в себя манометр, воздухоотводчик и предохранительный клапан.
Чтобы избежать перегрева, следует снабдить нагреватель устройством аварийного отключения, управляемым от термостата. Если у вас имеются хорошие навыки в области сборки электрических схем, для управления нагревом вы можете задействовать терморегулятор с датчиком температуры воды и реле, размыкающим цепь при достижении установленной температуры теплоносителя.
Минус данной конструкции заключается в ее малой эффективности, да и надежность аппарата под вопросом. Дело в том, что в заводских котлах вода проходит через теплообменник свободно, а у нас на ее пути возникает препятствие в виде кусков катанки. Они перекрывают все сечение трубы и создают высокое гидравлическое сопротивление. Да и в случае нештатной ситуации авария чревата разрывом пластика и возможным коротким замыканием из-за потока горячей воды.
Надо сказать, что переделка сварочного инвертора в индукционный нагреватель нецелесообразна еще и потому, что тепловая мощность устройства будет ограничена максимальной электрической мощностью инвертора. Обычно имеющегося в доме аппарата хватит на обогрев комнаты площадью 25—30 м2 в лучшем случае, да и чем вы станете выполнять сварочные работы все это время? По сути, такой нагреватель использовать можно, но только в исключительных случаях как способ временного отопления.
Самодельный индукционный котел
Как уже было сказано выше, индукционный котел своими руками собрать будет несложно. Здесь не требуется специальное образование или глубокие познания в теплотехнике. Но умение пользоваться сварочным аппаратом вам обязательно пригодиться. Ведь котел придется устанавливать в действующую отопительную систему, приваривая его к подающему и обратному контуру.
Необходимое количество материалов и схема сборки
Что потребуется, чтобы собрать индукционный котел?
- В качестве корпуса для котла может быть использована пластиковая труба диаметром 100 мм. Толщина трубы 5 мм.
- Из алюминиевой катанки диаметром 7 мм нарезаются кусочки длиною по 5 см. Ими будет заполняться корпус отопительного агрегата.
- Чтобы алюминиевые куски проволоки не высыпались из трубы, необходима металлическая сетка, которая крепится к нижнему торцу будущего котла.
- Для того чтобы котел принял законченный вид, необходимы два специальных переходника. Они устанавливаются с торцов и закрепляются там. Трубные переходники предназначены для одной цели – провести соединение с подающим и обратным трубопроводом.
Теперь необходима медная эмалированная проволока, которую накручивают на внешнюю плоскость пластиковой трубы. Количество витков приблизительно 90. Будьте внимательны при проведении этой операции.
Главное – соблюсти точные размеры пространства между витками, надо добиться того, чтобы участки проволоки не соприкасались. Все надо делать очень аккуратно. По сути, накрученная медная проволока и есть индукционная катушка, то есть, это первичная обмотка:
Безопасность любого агрегата – это основа его эксплуатации и обслуживания. Поэтому рекомендуется провести изоляцию самодельного индукционного котла с внешней стороны, где закреплена катушка
Для выбора изоляционного материала обратите внимание на его электро- и гидроизоляционные характеристики. Это наиважнейшие показатели при выборе.
Устанавливать сам индукционный прибор можно на любом участке отопительного трубопровода
Он имеет компактные размеры, так что много места занимать не будет.
Крепление отопительного агрегата в систему отопления производится с помощью переходников и сварочного аппарата. То есть, вырезается участок трубы, вместо которой и устанавливается котел. Обратите внимание, что диаметр переходника должен совпадать с диаметров трубы отопления.
А вот подключение индукционного котла к сети переменного тока можно лишь через высокочастотный трансформатор. Включать же прибор можно лишь при заполненной отопительной системе. В противном случае пластиковая труба под действием высокой тепловой энергии просто расплавиться.
Сооруженный индукционный котел отопления своими руками – это отопительный прибор, который ничего не стоит. Правда, отметим, что у этого варианта есть несколько недостатков:
- Не очень презентабельный внешний вид.
- Невысокая эффективность.
Наша же задача показать, как можно сделать этот агрегат своими руками, какие средства на него необходимы, сколько времени все это занимает. Конечно, существуют модели более дорогие и эффективные.
К примеру, конструкция из двух металлических труб разного диаметра, вставленных друг в друга
Но в этой статье нам важно было показать устройство индукционного котла и принцип его работы. Поэтому в качестве примера была выбрана простейшая модель
Что мы хотели сказать этой статьей? Существует большая разновидность отопительных агрегатов, которые работают на разных видах топлива. И если перед вами стоит задача экономии энергоресурсов, то индукционный котел один из таких вариантов. Тем более есть возможность изготовить его своими руками.
Немного теории
Сделать это устройство под силу каждому
Многие знают, что существуют индукционные кухонные плиты, но не многие знают о принципе их работы. А это очень просто – специальная катушка плиты вырабатывает магнитные поля определенной частоты, которые при воздействии с металлом, возбуждают в нём электрические вихри.
Последние в свою очередь за счёт сопротивления металла его нагревают. Так происходит нагрев кухонной посуды: кастрюль и сковород. Главное условие в этом процессе – металл с магнитными свойствами, — например, нержавейка, чугун и железо, а вот алюминий и другие цветные металлы нагреваться не будут.
Советы по установке и использованию котла
Самодельные индукционные устройства отличаются достаточно простой сборкой, установкой и эксплуатацией
И все же перед тем, как приступить к эксплуатации котла, важно узнать несколько важных правил:
- индукционная нагревательная установка может применяться лишь в закрытых системах обогрева, где циркуляция воздуха обеспечивается за счет циркуляционного насоса;
- при подключении отопительной системы к котлу используйте разводку исключительно из пропиленовых или пластиковых труб;
- чтобы избежать неприятностей разного рода, устанавливайте устройство на некотором отдалении от ближайшей поверхности: на 80 см или более от пола и потолка и не менее 30 см от стены.
- Обязательно оснащайте патрубок котла подрывным клапаном, при помощи которого можно будет при необходимости выпускать из системы лишний воздух, стабилизируя тем самым давление и создавая оптимальные условия эксплуатации.
Итак, из недорогих и доступных материалов, а также с применением простейших инструментов у вас есть возможность соорудить полноценную тепловую установку, которая будет обеспечивать эффективный обогрев помещений и воды
Важно лишь в точности следовать основным рекомендациям, чтобы не допустить ошибок при сборке и дальнейшей эксплуатации оборудования
Сборка простого индукционного котла своими руками
Для большей экономии можно собрать индукционный котёл своими руками. Однако стоит учитывать, что это дело непростое, и без минимальных навыков здесь не обойтись. Потребуются знания как в сборке и монтаже, так и в электронике. В идеальном варианте необходимо провести точные расчёты, чтобы по итогу вышел прибор, который полностью удовлетворит ваши потребности и не выйдет из строя при первом же включении.
Устройство
Как видно из названия, такие котлы работают на основе возникающей электромагнитной индукции, которая, в свою очередь, способствует образованию вихревых токов
Самый простой индукционный котёл включает в себя следующие элементы:
- катушка;
- теплообменник;
- клеммная коробка;
- шкаф управления;
- входной и выходной патрубки.
В промышленности индукционный котёл обыкновенно представляется теплообменником, выступающим в роли сердечника, с обмоткой, соединённой с высокочастотным преобразователем.
Внутри теплообменника в обязательном порядке располагается теплоноситель, нагрев которого и происходит под действием вихревых токов. Подключение насоса позволяет избежать именно разница между температурами входного и выходного патрубков для теплоносителя – благодаря ей происходит естественная циркуляция теплоносителя в котле.
В роли теплоносителя можно использовать практически любую жидкость. Часто заливают антифриз и масло, однако, в целях экономии с этой целью можно применять и обычную воду. Её даже при этом необязательно подвергать какой-либо очистке, так как система постоянно вибрирует на высоких частотах, и у накипи просто нет возможностей для осаждения. Это же касается и другим примесей.
В качестве внешней оболочки лучше всего отдать предпочтение металлу, не экономя на изоляции: как тепловой, так и электрозащитной.
По форме котла ограничений нет. По сравнению с электрическими в индукционных нет надобности устанавливать бак, поэтому они и отличаются своими скромными размерами.
Схема и чертежи
Умелые ручки давно уже увлекаются сборкой индукционных котлов на дому. Они перебрали массу вариации, многие из которых пусть и интересны, но не обладают должной пользой или безопасностью. Тем не менее удачные модели довольно быстро набрали популярность в интернете
Им отдают предпочтение не только те люди, которые увлекаются сборкой котлов ради увлечения, а также те, кому важно использовать прибор по его первостепенному назначению – для обогрева дома. Наибольшую популярность приобрели следующие варианты:
- С использованием питания от сварочного инвертора. Это считается простым вариантом для самостоятельной сборки индукционного котла, однако, потребуется уделить много внимания и сил высокочастотному преобразователю – именно в качестве него и используют сварочный инвертор.
- На основе индукционной плиты. Этот метод выгодно использовать, если у вас есть ненужная индукционная плита. Приобретать её для такой цели явно нерационально. Для этого необходимо разобрать её и достать медную проволоку – она и послужит обмоткой в индукционном котле. Панель управления перенастраивается для котла, чтобы его можно было использовать для регулировки мощности.
Как сделать своими руками
Собрать простой индукционный котёл можно и без использования инвертора или плиты. Они, по сути, лишь заменяют некоторые элементы.
Чтобы всё получилось, нужно строго придерживаться алгоритма действий:
Нарежьте нержавеющую проволоку с диаметром 7–8 мм на куски по 5 см. Подберите пластиковую трубу диаметром около 50 мм. Она потребуется для сборки корпуса. На дно трубы установите мелкоячеистую сетку из металла. Заполните трубку нарезанной проволокой (это выступит в роли металлического лабиринта), сверху также прикройте сеткой
При этом важно подобрать материалы так, чтобы проволока не пролезала сквозь ячейки сетки. Плотно намотайте на трубу не менее сотни витков медной проволокой
Обмотка должна быть максимально аккуратной! К нагревателю прикрепите патрубки, которые впоследствии будут соединять его с отопительной и водопроводной системами дома.
Особенности вихревого индукционного котла
С принципом работы индукционного отопительного прибора мы уже знакомы. Существует его разновидность: вихревой индукционный котел или ВИН, действующий несколько иначе.
Отличительные черты ВИН
Как и индукционный аналог, он работает от высокочастотного напряжения, поэтому обязательно оборудуется инвертором. Особенность ВИН устройства заключается в том, что вторичная обмотка у него отсутствует.
Ее роль выполняют все металлические детали прибора. Их обязательно изготавливают из материалов, которые проявляют ферромагнитные свойства. Таким образом, когда на первичную обмотку устройства поступает ток, резко возрастает напряженность электромагнитного поля.
Оно в свою очередь генерирует ток, сила которого стремительно увеличивается. Вихревые токи провоцируют перемагничивание, в результате которого все ферромагнитные поверхности очень быстро, почти мгновенно, разогреваются.
Вихревые устройства достаточно компактны, но за счет использования металла, их вес велик. Это дает дополнительное преимущество, поскольку все массивные элементы корпуса принимают участие в теплообмене. Таким образом КПД агрегата приближается к 100%.
Эту особенность устройства нужно учитывать, если принято решение самостоятельно изготовить котел ВИН. Он может быть выполнен только из металла, пластик использоваться не должен.
Основное отличие вихревого индукционного котла заключается в том, что его корпус выступает в роли вторичной обмотки. Поэтому его всегда изготавливают из металла
Как собрать вихревое индукционное устройство?
Как мы уже знаем, такой котел отличается от своего индукционного аналога, однако, изготовить его самостоятельно так же несложно. Правда, теперь понадобятся навыки сварочных работ, ведь устройство должно быть собрано только из металлических деталей.
Для работы понадобится:
- Два одинаковых по длине отрезка металлической толстостенной трубы. Их диаметры должны быть разными, так, чтобы одну деталь можно было поместить в другую.
- Обмоточная (эмалированная) проволока из меди.
- Трехфазный инвертор, можно от сварочного аппарата, но максимально мощный.
- Кожух для теплоизоляции котла.
Теперь можно приступать к работе. Начинаем с изготовления корпуса будущего котла. Берем трубу большего диаметра и вставляем внутрь вторую деталь. Их нужно вварить одну в другую так, чтобы между стенками элементов осталось некоторое расстояние.
Получившаяся деталь в разрезе будет напоминать баранку. В качестве основания и крышки корпуса используется стальной лист толщиной не менее 5 мм.
В результате получаем полый бак цилиндрической формы. Теперь нужно врезать в его стенки патрубки под трубы подачи холодной и отводе горячей жидкости. Конфигурация патрубка и его диаметр зависят от труб отопительной системы, возможно, дополнительно понадобятся переходники.
После этого можно приступать к намотке проволоки. Она аккуратно, под достаточным натяжением наматывается на корпус котла.
Принципиальная схема самодельного индукционного котла вихревого типа
Собственно, нагревательным элементом будет служить намотанная проволока, поэтому корпус прибора желательно закрыть теплоизоляционным кожухом. Так удастся сохранить максимум тепла и, соответственно, увеличить КПД устройства и сделать его безопасным.
Теперь нужно врезать котел в отопительную систему. Для этого теплоноситель сливается, отрезается нужный по длине участок трубы и на его место вваривается прибор.
Осталось только запитать отопительный прибор и не забыть подключить к нему инвертор. Устройство готово к эксплуатации. Но прежде, чем провести испытания, нужно заполнить магистраль теплоносителем.
Вы не знаете, какой теплоноситель выбрать для заполнения контура? Рекомендуем ознакомиться с характеристиками различных теплоносителей и рекомендациями по выбору оптимального типа жидкости для отопительного контура.
Только после закачки теплоносителя в систему проводить пробный пуск.
Сначала нужно запустить прибор на минимальной мощности и внимательно отследить качество сварных швов. Если все в порядке, мощность увеличиваем до максимума.
На нашем сайте есть еще одна инструкция по изготовлению индукционного прибора, который можно использовать для подогрева теплоносителя в системе отопления. Чтобы ознакомиться с процессом сборки индукционного нагревателя, переходите по этой ссылке.
https://youtube.com/watch?v=RLev9e9Ydjc
Особенности эксплуатации самоделки
При благополучной сборке индукционного устройства нужно научиться правильно его использовать. Каждая система представляет опасность, т.к. не умеет автоматически регулировать интенсивность нагрева теплоносителя. Проблема решается посредством некоторых доработок, которые сводятся к монтажу и подсоединению дополнительных механизмов.
Индукционная катушка
Рабочая катушка состоит из проволоки диаметром 3.3 мм. Рекомендуется изготавливать ее из медной трубы, в которую можно интегрировать примитивный контур охлаждения. В процессе работы катушка подвергается интенсивного нагреву. Поэтому нужно собирать ее из устойчивых к температурному воздействию материалов.
Индукционная катушка должна быть из материалов, устойчивых к температурному воздействию.
Модуль резонансного конденсатора
Для сборки резонансного конденсатора, который напоминает небольшую батарею, нужно использовать 23 небольших конденсатора. Емкость детали составит 2,3 мкФ. Допускается применение конденсаторов емкостью 100 нФ.
Такие типы не предназначаются для схемы индукционного нагревателя, но они хорошо справляются со своей задачей.
Установка индукционного нагревателя
Чтобы исключить перегрев индукционного нагревателя и деформацию трубы из пластика, нужно предусмотреть термостат и подключить его к системе аварийного отключения.
Достоинства
Собранный своими руками котлоагрегат, будет обладать целым рядом достоинств, среди которых можно выделить следующие важные моменты:
- быстрый нагрев теплоносителя в котле за 3–5 минут;
- минимальная температура нагрева теплоносителя составляет 35 0С;
- магнитное поле, помимо создания тепловой энергии образует вибрации, которые отлично препятствуют появлению накипи;
- коэффициент полезного действия приближается к 100%, иначе говоря, вся электроэнергия перерабатывается в тепло практически без потерь;
- при функционировании агрегата не выделяются продукты сгорания, вследствие чего, нет необходимости возведения дымохода, а также частого технического обслуживания;
- срок бесперебойного функционирования индукционного котла может достигать до 30 лет благодаря тому, что в конструкции агрегата не предусмотрено механическое движение деталей, и как следствие, отсутствует износ и повреждение комплектующих элементов.
Таким образом, мы раскрыли все характеристики индукционного котлоагрегата, а также указали на все нюансы изготовления котла своими руками. Мы искренне надеемся, что все наши советы и рекомендации, изложенные в этой статье, станут для вас настольным руководством при сборке индукционного агрегата своими руками.
Выводы и полезное видео по теме
Как самому собрать котел индукционного типа:
Как работает самодельный индукционный нагреватель:
Что такое индукционный нагрев:
Индукционный котел – наиболее экономичный и эффективный из всех отопительных приборов, работающих от электричества. Существует множество модификаций самодельных индукционных устройств, можно выбирать любое, наиболее подходящее к условиям эксплуатации.
Чтобы купить такое устройство в магазине придется потратить значительную сумму, поэтому домашние умельцы научились изготавливать их самостоятельно.
Вы используете в качестве отопительного прибора самодельный индукционный котел? Поделитесь фотографией свой самоделки и рекомендациями по сборке в блоке комментариев.
А может вы только собираетесь заняться изготовлением котла и у вас остались нерешенные вопросы после прочтения нашей статьи? Не стесняйтесь их задать – мы постараемся вам помочь.
