Все эти компоненты тесно взаимосвязаны. Высокочастотный ток, вырабатываемый генератором, ударяет по индукционной катушке и превращает ее в электромагнитное поле. Вихревые токи, возникающие в катушке, взаимодействуют с металлической трубкой, помещенной внутрь, и нагревают ее. Вода, используемая в качестве теплоносителя, проходит через нагревательный элемент, нагревает его и передает тепловую энергию всей системе отопления. В то же время вода охлаждает нагревательный элемент, продлевая срок его службы.
Индукционный нагреватель от сварочного инвертора
Не так давно на рынке отопительных приборов появились электрические индукционные котлы. Вполне естественно, что хорошая вещь всегда вызывает интерес у домашних умельцев, особенно если учесть стоимость заводских копий. Всегда найдутся желающие сделать нечто подобное как можно дешевле и в домашних условиях. Так был разработан сварочный инверторный индукционный нагреватель, о котором и пойдет речь в этой статье.
Принцип работы индукционного нагревателя
Для того чтобы самостоятельно сконструировать устройство, необходимо сначала понять принцип его работы. Мы рассмотрим работу индукционных водонагревателей на примере российских котлов "Эдисон", выпускаемых на заводе "Сибтехномаш". Эти бойлеры послужат прототипом нашего будущего бытового прибора, так как все элементы их конструкции видны, в отличие от приборов других марок.
Внимание. На рынке представлена также продукция другой известной марки – WIN, но у них все детали спрятаны в стальном корпусе, повторить такую конструкцию в домашних условиях будет сложно.
Заводской котел Edison представляет собой блок из нескольких индукционных нагревательных элементов. Каждый элемент представляет собой стальную трубку расчетного диаметра в виде змеевика, внутри которого циркулирует теплоноситель. Он окружает индукционную катушку, называемую индуктором, через которую протекает высокочастотный ток, генерируемый отдельным трансформатором в корпусе. Это создает вокруг катушки сильное электромагнитное поле, вектор которого меняет направление с огромной частотой. Это поле нагревает металлические стенки трубки, от них нагревается и теплоноситель.
Индукционный нагреватель из сварочного инвертора своими руками – Жми!
Заботясь об уюте и комфорте своего жилища, каждый владелец загородного дома или коттеджа задумывается о том, как правильно подойти к выбору оптимальной системы отопления.
Современный рынок отопительной техники достаточно насыщен котлами всех видов. Многие специалисты сегодня рекомендуют устанавливать газовый котел, поскольку это эффективный способ отопления дома.
Конечно, никто не сомневается в этом утверждении, но что делать, если здание находится далеко от газовой сети? В таком случае оптимальным решением является установка электрических приборов для обогрева дома.
Для того чтобы опередить наивных людей, которые читают эти строки, думая о постоянном повышении стоимости электроэнергии, предлагаем рассмотреть такой вид электрического обогрева помещений, как индукционный нагреватель. Поэтому в нашей статье мы подробно опишем вихревой индукционный нагреватель, который можно сделать своими руками без особых усилий, используя сварочный инвертор.
Из чего он состоит и как работает?
Данный тип нагревателя состоит из следующих компонентов:
- Индукционная катушка состоит из определенного количества витков медной проволоки, которые, по сути, создают электромагнитное поле;
- Нагревательный элемент в виде металлической трубки, которая находится внутри индукционного элемента;
- Генератор, который преобразует обычную бытовую энергию в высокочастотный ток.
Взаимодействие этих структурных элементов представляет собой принцип работы индукционного нагревателя, который основан на следующих важных моментах:
Этот принцип работы индукционного нагревателя также несет в себе преимущества использования данного типа устройств.
Преимущества
К основным преимуществам данного типа нагревателя относятся следующие важные моменты:
Описание самодельного индукционного нагревателя
Индукционные нагревательные приборы стремительно набирают все большую популярность. Это объясняется их практически бесшумной работой, эффективным обогревом окружающей среды и повышенной безопасностью по сравнению с системами, работающими на топливе.
Конструкция бытового прибора
Бытовой прибор состоит из следующих частей:
- Нагревательный элемент. Металлическая или пластиковая трубка, скрытая в индукционном элементе, содержит теплоноситель.
- Альтернатор (генератор). Устройство необходимо для повышения частоты домашней сети. Это делает их выше, чем стандартная частота 50 Гц.
- Индукционная катушка. Индукционная катушка – это цилиндрическая катушка из проволоки, которая генерирует электромагнитное поле.
Применение
Принцип индукции широко используется в таких областях человеческой деятельности:
- Металлургия. Данная технология используется для плавки металлических изделий.
- В бытовой сфере. Приготовление пищи, нагрев воды или обогрев частной собственности с помощью обогревателей.
- В некоторых областях промышленности. Этот метод используется при работе индукционных печей быстрого нагрева.
Принцип работы индукционного нагревателя металла
Под индукционной катушкой понимается катушка из медного провода, в которой индуцируется магнитное поле. Генератор генерирует высокочастотный поток из базового тока 50 Гц бытовой электросети. В качестве нагревателя выступает металлический теплопоглощающий элемент. При правильном соединении этих компонентов получается эффективное устройство, которое можно использовать для нагрева жидкого вещества и обогрева помещения.
Генератор посылает электрический ток с соответствующими параметрами на катушку (индуктор). Когда поток заряженных частиц проходит через катушку, создается магнитное поле.
Индукционные нагреватели работают по принципу генерации электрического тока в проводниках. Магнитное поле может изменять направление электромагнитных волн. Когда оно взаимодействует с металлическими изделиями, то мгновенно нагревает их без контакта с индукционной катушкой. Этому способствуют вихревые токи.
Индукционный нагреватель для металлических деталей
Свойства электромагнитной индукции используются не только в системах отопления. Это явление успешно применяется в конструкции нагревательных печей для всех видов металлов.
Чтобы собрать индукционный нагреватель из сварочного инвертора, необходимо иметь следующие компоненты:
- Сварочный инвертор. В идеале он должен быть оснащен функцией, позволяющей плавно регулировать ток.
- Медная трубка. Она имеет диаметр около 8 мм и должна быть достаточно длинной, чтобы намотать семь витков на шаблон диаметром 40-50 мм. Длина свободных концов трубки после намотки составляет около 25 см каждый.
Читайте также:
Принцип работы сварочного трансформатора
Сборка конструкции производится в следующем порядке:
- Подбирается шаблон для намотки нужного размера, диаметром 4-5 см. Лучше всего подойдут металлические или пластиковые трубки или круглые деревянные заготовки.
- Один конец медной трубки заклепывается молотком.
- Затем трубка как можно плотнее заполняется сухим песком и заклепывается с другого конца. Песок предотвратит изгиб трубки при скручивании.
- Труба наматывается на шаблон с 7 витками, затем концы отрезаются и засыпаются песком.
- Полученную конструкцию следует подключить к инвертору, который был предварительно модифицирован.
- Если индукционная печь будет использоваться длительное время, рекомендуется добавить к индукционной трубе линию водяного охлаждения.
Особенности
Собрать печь самостоятельно – это только половина дела. Не менее важна правильная эксплуатация полученной конструкции. Изначально любое подобное устройство представляет определенный риск, так как не способно самостоятельно контролировать уровень нагрева теплоносителя. По этой причине каждый нагреватель требует определенных доработок, то есть установки и подключения дополнительных устройств контроля и автоматики.
Прежде всего, выход трубы должен быть оснащен стандартными устройствами безопасности, такими как предохранительный клапан, манометр и устройство для удаления воздуха. Важно помнить, что индукционные водонагреватели будут работать правильно только при принудительной циркуляции воды. Гравитационная циркуляция очень быстро перегреет элемент и разрушит пластиковую трубу.
Чтобы избежать подобных ситуаций, на водонагревателе устанавливается терморегулятор, соединенный с устройством аварийного отключения. Опытные электрики используют терморегуляторы с датчиками температуры и реле, которые отключают цепь при достижении теплоносителем определенной температуры.
Самодельные конструкции довольно неэффективны, поскольку вместо того, чтобы свободно течь, вода блокируется частицами проволоки. Они почти полностью блокируют трубу, вызывая повышенное гидравлическое сопротивление. В нестандартных ситуациях пластик может повредиться или лопнуть, и тогда горячая вода обязательно вызовет короткое замыкание. Такие радиаторы обычно используются в небольших помещениях в качестве дополнительной системы отопления в холодное время года.
Несколько слов о безопасности
Бытовые индукционные котлы обычно не оснащены системами контроля и безопасности, что делает их небезопасными. Поэтому перед включением прибора важно убедиться, что полость корпуса заполнена жидким теплоносителем.
Если полимерный корпус нагревателя будет подвергаться постоянному нагреву без промывки теплоносителем, он просто расплавится, что иногда приводит не только к деформации нагревателя, но и к его полному выходу из строя.
Устройства такого типа часто используются для накаливания и плавления металлов. Высокие температуры индукционного нагревателя требуют особого внимания к безопасности.
Опасность может возникнуть, если раскаленный металлический наполнитель выпадет из расплавленного корпуса. В этом случае устройство придется почти полностью разобрать и изготовить для него новый нагревательный элемент.
Подключение к источнику питания должно осуществляться через отдельный кабель от распределительного щита. Разумеется, все контакты должны быть тщательно изолированы. Инвертор сварочного аппарата также должен быть заземлен, это важная мера безопасности.
Необходим кабель с минимальным сечением четыре миллиметра. Некоторые специалисты рекомендуют выбирать шестимиллиметровый кабель. Чтобы предотвратить перегрев домашнего индукционного нагревателя из-за недостатка воды в системе, рекомендуется установить клапан сброса давления на входе в нагреватель.
Индукционный нагреватель занимает относительно немного места, но его необходимо размещать на определенном расстоянии от потолка, стен, мебели и т.д.
Резюме и полезное видео по теме
Видео #1. Обзор принципов индукционного нагрева:
Видео #2. Интересный способ сборки индукционного нагревателя:
Для установки индукционного нагревателя не требуется лицензия, промышленные модели таких приборов вполне безопасны и подходят как для частного дома, так и для обычного жилища. Но владельцам бытовых приборов не стоит забывать о мерах предосторожности.
Мы призываем вас комментировать материалы, которые мы предлагаем для ознакомления. Задавайте вопросы по интересующим или непонятным вопросам. Возможно, у вас есть собственный опыт строительства или установки индукционного котла? Не стесняйтесь рассказать нам и разместить уникальные фотографии в поле для комментариев ниже.