Индукционный нагреватель воды

Данная статья предоставлена в информационных целях

Давно ли минули те времена, когда установка электрических котлов отопления для нагрева воды казалась слишком дорогим удовольствием? Еще недавно многие уверенно бы выбрали для этой цели куда более экономичные по тем временам газовые котлы, ведь газ, необходимый для работы такого котла, гораздо дешевле электричества, да и само подобное оборудование обойдется не так уж и дорого. На первый взгляд, этот вариант кажется идеальным решением, но есть здесь несколько подводных камней.

Камень первый. Газ сегодня проведен далеко не везде, а добиваться подведения газа к вашему дому занятие, прямо скажем, неблагодарное. Получение всех необходимых документов в Ростехнадзоре – процесс не только долгий и утомительный, но еще и дорогостоящий. Принимая в расчет все расходы, как временные, так и финансовые, установка электрических котлов отопления представляется несравненно более выгодным решением. И после небольшого знакомства с этой системой и всеми ее преимуществами, вы сами в этом убедитесь.

Еще не так давно, когда речь заходила об элетронагревателях, большинству из нас в, первую очередь, на ум приходили котлы на основе так называемого ТЭНа. И действительно, совсем недавно ТЭНовые котлы среди электрических котлов отопления пользовались наибольшей популярностью, но сегодня они уже безнадежно устарели, и для нагрева больших объемов воды, того, о чем, собственно, мы и будем говорить в этой статье, не подходят. Хотя бы потому, что удовольствие это не из дешевых.

Чем плох ТЭНовый котел? Ну, хотя бы самим ТЭНом. Температура нагрева этого элемента достигает 750 градусов, в то время как температура теплоносителя колеблется в пределах от 115 до 140 градусов. Из-за такой значительной разницы на ТЭНе образуется накипь, которая с течением времени существенно снижает КПД котла и ускоряет изнашивание системы.

Собственно, накипь – это подводный камень номер два, который снижает КПД и срок службы не только у ТЭНовых, но и у газовых котлов. Причем снижает весьма значительно – аж на 40%!

Ну, и, конечно, нельзя забывать, что срок службы ТЭНовых котлов невелик – всего около 9000 часов работы. Причем, если вы не хотите, чтобы это время сократилось еще больше, вам придется вести непрестанный контроль за жесткостью воды в системе. Игнорируя эти меры, вы рискуете сократить срок службы такого оборудования в 10 раз.

Еще один неприятный момент в использовании ТЭНового нагревателя состоит в том, что ТЭН нужно регулярно менять, как, между прочим, и теплоноситель.

Возвращаясь же к вопросу горячего водоснабжения, следует сказать, что применение ТЭНовых нагревателей здесь маловероятно. Эффективность электрических котлов отопления на основе ТЭНа в этой области низка настолько, что для обеспечения нормального нагрева воды в системе требуются мощности не сопоставимые со здравым смыслом.

Иначе говоря, ТЭНовый котел никак не может стать заменой  газовому. Но что же тогда делать? Все просто! Сегодня блестящей альтернативой ТЭНовому котлу стал вихревой индукционный нагреватель ВИН. Сколько недостатков есть у ТЭНового котла, столько же достоинств у вихревого, поэтому лучшего решения проблемы горячего водоснабжения при отсутствии возможности подвести газ сегодня не придумать.

Так чем же так хорош вихревой котел и почему за не столь долгий срок своего существования они стали так популярны при организации  горячего водоснабжения?

Пожалуй, первое здесь – это сама конструкция этих электрических котлов отопления, в которой нагревательный элемент как таковой отсутствует. Как же в таком случае осуществляется обогрев? – спросите вы. Отвечаем – по принципу непрямого нагрева жидкости. Этот принцип состоит в том, что сперва нагревается теплообменник, и лишь затем, собственно, жидкость, циркулирующая в системе. Именно благодаря непрямому нагреву, в вихревых котлах была полностью решена проблема образования накипи. Но более того исчезла и утомительная необходимость постоянного контроля за жесткостью воды. Благодаря непрерывному перемагничиванию индукционный нагреватель смягчает воду без всяких дополнительных ухищрений  с вашей стороны.

Еще одно важное преимущество индукционного нагревателя в сравнении с ТЭНовым – его продолжительный срок службы. Если срок службы ТЭНового котла порядка 9000 часов (а чаще меньше), то индукционный нагреватель прослужит вам не меньше 20-30 лет. И здесь вновь дело в его конструкции. Простейшая конструкция не только не требует дополнительных расходов на ее обслуживание, замену отдельных деталей и т.д., но и отличается устойчивостью к коррозии. Теплообменник в вихревом котле представляет собой металлическую трубу, которая благодаря толстым металлическим стенкам, которые очень долго не поддаются ржавчине, прослужит не менее 20 лет.

А если вихревой котел требуется вам только для обогрева помещений, вы можете использовать в качестве теплоносителя не только воду, но и, к примеру, антифриз или масло. Это позволит легко обесточить всю систему отопления даже в морозы и, при этом , не опасаться, что она пострадает от холодов, как в случае с обычной водой. К тому же теплоноситель не придется сливать, что существенно облегчит вам жизнь. Вообще же в системе, оборудованной вихревым котлом, теплоноситель можно не менять на протяжении 10 лет.

Но, конечно, в нашей ситуации речь идет, главным образом, о случаях, когда вихревой котел используется для горячего водоснабжения и нагрева большого количества воды.

Как сделать простой индукционный нагреватель для отопления

Для обеспечения горячего водоснабжения применяется бойлерная система, представленная двумя главными составляющими: бойлером со змеевиком. Но, безусловно, главную роль здесь играет индукционный нагреватель.

Скорость нагрева воды зависит в первую очередь от такого параметра, как интенсивности нагрева. В индукционном котле этот показатели  самый высокий среди подобных электрических котлов отопления. И именно благодаря высокой интенсивности нагрева сегодня индукционные печи используют для плавки метала в металлургии.

Для обеспечения нагрева воды в бойлере, нужен вихревой котел определенной мощности, соответствующий размерам бойлера и потребностям пользователей системы в горячей воде. Так, если говорить, например, о крупном фитнес-клубе, то потребуется бойлер объемом никак не меньше 5 кубометров. Объем достаточно большой, к тому же, чтобы полностью обеспечить нужды посетителей центра, придется организовать постоянную подтопку, чтобы в центре все время была горячая вода. Для бойлера такого размера вполне уместен будет индукционный котел ВИН-70 мощностью 70 кВт. Но, если один такой нагреватель греет воду в бойлере с 10 до 60 градусов за 4 часа, то четыре подобных устройства значительно ускорят процесс нагрева и обеспечат в дальнейшем поддержание температуры воды на той же отметке. А в случае поступления в бойлер такой системы холодной воды, процесс нагрева возобновится автоматически, но, конечно, уже не займет столько времени, ведь большая часть воды в бойлере уже подогрета. Так, что, если у вас есть потребность в больших количествах горячей воды одним нагревателем лучше не ограничиваться.

Разумеется, в коттеджах и дачных домах, где нет потребности в бойлере большого размера, дело обстоит несколько проще. Здесь хватит и одного вихревого нагревателя средней мощности. То же можно сказать и о разнообразных базах отдыха, пансионатах и санаториях.

Таким образом, как мы видим, вихревой котел имеет массу достоинств и одинаково подойдет и для частного дома и для пансионата, где сможет не только обогревать помещения, но и обеспечивать их горячей водой.

Впрочем, прежде, чем принимать решение о выборе нагревателя, лучше всего будет проконсультироваться по этому вопросу со специалистами.

Данная статья предоставлена в информационных целях

Самодельный индукционный нагреватель 6 кВт.

_________________________________________________________________________________

    Представьте такой фокус.

Индукционные котлы отопления какие лучше для частного дома

Человек берёт в руки железный гвоздь и засовывает его в медную петлю — индуктор. Гвоздь тут же раскаляется добела. Секрет фокуса — индукционный нагрев. Старинная технология, впервые разработанная русским электротехником Вологдиным в 1880 году, и, к сожалению, до сих пор мало распространённая среди домаших мастеров.

    По медной петле — индуктору — пропускается электрический ток большой силы (сотни ампер) и большой частоты (сотни кГц). В результате в металлической заготовке, стоящей внутри индуктора или рядом с ним, наводятся токи Фуко, тоже большой силы и частоты. Высокочастотный ток в заготовке под действием скин-эффекта вытесняется в тонкие поверхностные слои, в результате чего его плотность резко возрастает. Слой заготовки, по которому протекают большие токи, начинает быстро разогреваться. Температура может достичь нескольких тысяч градусов, что позволяет плавить металл в домашних условиях, придумывать и создавать свои собственные необычные сплавы; сваривать и паять металлические детали; закаливать отвёртки, свёрла, ножи и так далее.

Индукционный нагрев позволяет разогревать электропроводящие материалы (любой металл, графит, электропроводную керамику) бесконтактно. Прямо через воздух, через слой воды, через стеклянную, деревянную или пластиковую стенку, в вакуумной камере или в камере с защитным газом. При этом заготовка остаётся идеально чистой, так как не окисляется в газовой струе, не касается грязной поверхности печки и т п. 

_________________________________________________________________________

    За основу был взят инвертор Сергея Владимировича Кухтецкого, разработанный в Институте химии. Схема инвертора, её подробное описание и рекомендации по сборке опубликованы по адресу:www.icct.ru В схеме применены современные электронные компоненты, что позволяет собрать мощный и надёжный инвертор в домашних условиях за небольшую цену порядка нескольких тысяч рублей (цены на промышленные аналоги равносильной мощности достигают десятков и сотен тысяч руб). 

    Доработка схемы заключалась в установке скоростной защиты от превышения тока (как при превышении питания, так и в результате пробоя силовых мосфетов из-за их перегрева или сбоя модуля управления). Добавлены некоторые детали, уменьшающие вероятность перегрева мосфетов и сбоя модуля управления (приводящие к появлению сквозных токов в силовом мосте).

    Наконец особая фишка — удалось соединить два инвертора на общий контур и повысить мощность в два раза.

 • Потребляемая мощность инвертора в зависимости от применяемых индукторов: 1…8 кВт.
 • Частота тока в индукторе: 280 кГц.
 • Сила тока в индукторе: 400А.
 • Максимальный потребляемый от сети ток при одновитковом индукторе — 18А, потребляемое напряжение — 140V.

    Индукционной нагреватель снабжён защитой, отключающей схему при превышении напряжения  питания, при коротком замыкании индуктора, при заливании индуктора водой.

    Схемы и обсуждение доработок смотрите на форуме: induction.listbb.ru   здесь  и здесь.   

Видео — плавление низкоуглеродистой стали (гайки) на воздухе:

Видео — плавление высокоуглеродистой стали (шарик от подшипника из стали ШХ-15):


Видео — плавление низкоуглеродистой стали в защитном газе (аргоне):


Видео — нагрев стального шарика через слой воды. Хреновое видео — вода замкнула виток индуктора накоротко и сработала защита. Но сама возможность нагрева железяк через слой воды очевидна, вода электромагнитному полю не помеха:

Мощное высокочастотное электромагнитное поле выталкивает железные заготовки из индуктора. С одной стороны это создаёт проблемы — сложно греть мелкие заготовки, их выносит из индуктора прочь и приходится их как-то закреплять (так называемый эффект электромагнитного дутья).
С другой стороны, можно плавить металл в подвешенном состоянии — (левитационная плавка, плавка в электромагнитном тигле):


 

Инверторное отопление дома, что и как работает

Содержание:

1. Конструкция инверторного отопительного котла
2. Преимущества и недостатки инверторного отопления
3. Установка инверторного котла своими руками
4. Автономные источники питания

Отопительная система является одним из важнейших элементов любого дома, поскольку говорить о комфорте в холодном доме невозможно. Особенно важным является отопление в условиях холодного климата. Выбор отопительной системы зависит от множества параметров, но основными являются эффективность и экономичность. Зачастую отопление используется на протяжении полугода, а в некоторых регионах – целый год. 

На фоне многих видов отопительных систем ярким пятном выделяются инверторные отопительные котлы, которые отличаются довольно большим количеством параметров. Инверторное отопление относится к категории устройств, использующих для обогрева дома электроэнергию.

Как правило, большая часть электрических отопительных конструкций расходует довольно большое количество энергии, поэтому производители бросают все усилия на увеличение КПД этих систем. В данной статье будет рассмотрен принцип действия и особенности инверторного отопления. 

Конструкция инверторного отопительного котла

В инверторном котле нагрев теплоносителя происходит за счет конвертирования электрической энергии в тепловую, в итоге нагреваются батареи от электричества. Котел состоит из двух контуров: магнитного и теплообменного. Магнитный контур является катушкой проводника, закрепленной на диэлектрике. В этом контуре создается электромагнитное поле, которое воздействует на металлический сердечник, установленный в теплообменном контуре. Именно сердечник отдает полученную тепловую энергию теплоносителю. Инверторы отопительные считаются одним из наиболее перспективных видов отопительных устройств, которые можно применять как для отопления частных домов, так и в качестве отопителя для производственных зданий. 

Преимущества и недостатки инверторного отопления

Инверторы в широком понимании являются устройствами, преобразующими постоянный ток в переменный, а принцип их работы основан на явлении электромагнитной индукции. Чем отличается инверторное отопление от других видов отопительных систем?

Список различий довольно внушителен:

  1. В конструкции инверторных котлов отсутствуют подвижные детали и механизмы, поэтому износоустойчивость таких устройств выше. Таким образом, срок службы инверторных котлов значительно выше аналогичных устройств другого типа и обычно составляет не менее 10 лет.
  2. Инверторные котлы имеют довольно простую конструкцию, и при необходимости его можно собрать самостоятельно.
  3. Теплоноситель в инверторных котлах нагревается гораздо быстрее, чем в любой другой отопительной системе. Причина проста: в инверторных устройствах отсутствует привычный теплообменник, поэтому вся тепловая энергия идет на нагрев теплоносителя.
  4. Почти каждый инверторный котел может работать с любым видом теплоносителя, поскольку в непосредственный контакт рабочие элементы котла с теплоносителем не вступают. Теплоноситель может оказывать влияние только на характеристики и показатели отопительной системы, но котел будет работать в штатном режиме.
  5. Инверторные котлы стоят довольно дорого: если сравнивать с обычной бытовой техникой, то инверторный котел будет стоить как минимум в 2-3 раза больше.
  6. Бытовые инверторные котлы имеют большой вес, но габариты таких устройств компенсируют этот недостаток. К тому же, удачная форма позволяет расположить такую конструкцию практически в любом месте.
  7. Регулировка котла осуществляется при помощи сложных электронных систем, которые будут обеспечивать беспрерывную работу и контроль параметров котла.

    Индукционный обогреватель для дачи и дома

    Таким образом, несмотря на простоту сборки самого котла, для самостоятельного создания контролирующих элементов придется изучить электронику. Установка электронных систем является обязательной, иначе оборудование может получить повреждения и выйти из строя.

  8. Инверторные отопительные приборы не создают шума и относятся к пожаробезопасным устройствам: при работе не используется топливо, из-за которого может произойти воспламенение, и отсутствуют подвижные элементы.
  9. Такие системы экологически чисты: поскольку топливо не применяется, то нет и выбросов в окружающую среду, ведь продукты сгорания отсутствуют. 

Установка инверторного котла своими руками

При самостоятельной установке электрооборудования необходимо иметь некоторые знания и умения, но их перечень обычно невелик. Когда все материалы и инструменты готовы, можно начинать установку отопительной системы. Учитывая возможность внезапного отключения электричества, необходимо принять меры, которые позволят уберечь оборудование от повреждений.

Отличным решением данной проблемы будет приобретение инверторных отопительных батарей, стоимость которых довольно высока, но в дальнейшем они позволяют существенно сэкономить на обогреве здания. 
Установка инверторных батарей дает возможность свести к минимуму возможный риск возникновения неполадок при отключении электроэнергии: автоматика за 10 миллисекунд переключит оборудование на режим резервного питания, что позволит удерживать рабочий температурный режим на прежнем уровне. Когда электричество включится, будет осуществлена обратная процедура, и котел будет работать в штатном режиме. Таким образом, инверторное отопление дома позволяет минимизировать контроль системы. 

Автономные источники питания

Нередко для нормальной работы электрической отопительной системы ей приходится периодически переключаться на альтернативный источник питания, и аккумуляторы в таком случае будут гораздо удобнее, чем генераторы. Объяснение этой причины лежит на поверхности: генераторы очень зависимы от наличия топлива, которое нужно приобретать, доставлять, хранить и заправлять.

Аккумуляторы дают возможность исключить действия человека, поскольку все переключения в таком случае будут осуществляться автоматически. Кроме того, батареи гораздо лучше с точки зрения экологии и экономики, несмотря на их высокую стоимость. 
Заключение

Инверторное отопление является отличным решением для обогрева дома. Стоимость приобретения и установки такой конструкции обычно довольно высока, но в долгосрочной перспективе эти затраты компенсируются за счет хороших показателей такой системы.

Схема индукционного нагревателя

Индукционный нагрев получил огромное распространение в промышленности для закалки и плавки различных металлов. Его можно использовать и в домашнем хозяйстве. Для этого можно сделать своими руками такой индукционный нагреватель. Он может быть применен как для плавки металла, так и нагрева воды или обогрева вашего дома. На основе такого самодельного устройства можно собрать плиту или печь для разогрева еды. По сравнению с типовыми нагревателями индукторы потребляют куда меньший объем электроэнергии.

Рассмотрим парочку вариантов сборки такого устройства в домашних условиях и их практического использования. Подобные самодельные конструкции можно разделить на две категории: индукторы вихревого типа (в основном применяются для нагрева воды и конструкции с использованием электроники для создания в катушке индуктора нужного вида токов.

Индукционный нагреватель мощностью 500 ВТ своими руками

Данная схема индукционного нагревателя полностью рабочая, проверенная на практике, а главное, она достаточно простая для повторения. Не верите, смотрите сами:

Рабочая катушка содержит всего 5 витков, для намотки была применена медная трубка диаметром около 1 см, позаимствованная из советского курятника, но можно и меньше. Через медную трубку поступает вода для охлаждения катушки ииндуктивности.

Транзисторы использовал IRFP150 так как IRFP250 не было в наличии. Вместо емкостей 0,27 мкФ 160 вольт, можно использовать 0,33 мкФ и выше, если первых нет под рукой. Схему можно запитать напряжением до 60 вольт, но тогда, нужно использовать конденсаторы на 250 вольт. Если схема питается до 30 вольт, то и на 150 вполне достаточно! Стабилитроны можно взять практически любые, на 12-15 вольт от 1 Ватт, например 1N5349 и аналогичные. Диоды можно взять UF4007. Резисторы 470 Ом от двух Ватт, не меньше.

В роли теплоотводов выступают медные пластины, которые припаял прямо к медной трубке, которая охлаждается водой. Охлаждающие медные пластины расположены так, чтобы медная трубка проходила прямо через них. Пластины и трубку нужно спаять между собой, для более лучшего отвода тепла. Емкости расположил на двух стороннем текстолите и припаял его к трубке катушки. Дроссели намотаны на ферритовых кольцах проводом диаметром 1мм — 25 витков.

Кольца позаимствовал из старого компьютерного блока питания.

Индукционный нагреватель получился мощным, латунь и алюминий можно плавить в легкую, железные детали тоже плавит, но гораздо медленнее. Работу этого индукционного нагревателя можете посмотреть в видео ниже:

Индукционный нагреватель вихревого типа своими руками

Во первых, нам потребуется сварочный инвертор или трансформатор с диапазоном изменения тока на 18-25 ампер. В роли компонентов для нагрева воды используют обрезки катанки или нержавеющей стальной проволоки. Последнюю нарезают небольшими кусками длиной от 3,8 до 5,5 см. Далее из толстоё пластмассовой трубы диаметром 45-50 мм изготавливают корпус индуктора. Один конец отрезка пластиковой трубы закрывают мелкой, ячеистой сеткой и засыпают со свободного конца заранее нарезанную проволоку.

Заполняем пластиковую трубу обрезками под самый верх, затем можно приступить к сборке катушки индуктора. Для этого берут эмалированный медный провод диаметром не ниже 1,5-2 мм и мотают вокруг корпуса из трубы. Количество витков варьируется (в зависимости от ампер сварочного инвертора) и составляет 85-95. Катушку следует расположить по центру корпуса. К системе водоснабжения или отопления устройство подключают с помощью специальных переходников.

Чтобы собрать на основе нагревателя вихревой индукционный котел, требуется сварить из двух труб напоминающую бублик конструкцию. Это и будет нагревательный элемент для воды. После этого берут подходящий по габаритам бак и вставляют в него входной и выходной патрубки для воды. В этот же корпус помещают собранную ранее катушку. Затем присоединяют нагреватель в форме бублика к патрубкам так, чтобы он проходил внутри индуктора только по центру. Изолируют выходные концы индуктора и подключают к трансформатору. Чтобы тепло не уходило, водонагреватель следует покрыть теплоизоляционным экраном.

Вода, протекая внутри катушки по трубам, быстро нагревается и из выходного патрубка течет уже в горячем виде. Подобный котел можно использовать в закрытых системах отопления, где циркуляция воды происходит с помощью насоса.

Такой индукционный водонагреватель можно подключить и к системе из пластиковых труб. С целью обеспечения техники безопасности котел следует установить на расстоянии 80-90 см от пола и потолка и на 30-40 см от стены. Данную конструкцию можно оснастить установленным на патрубке клапаном для выбрасывания воздуха из системы.

Индукционные нагреватели воды для отопления

Подобный котел можно использовать и как обогреватель малого помещения, добавив к системе отопительный радиатор.

Индукционный нагреватель своими руками электронный вариант

Схема, представленная ниже, не требует настройки и должна начать работать сразу после сборки по принципу последовательного резонанса, что позволяет получить на выходе достаточно большую мощность. При применение более мощных транзисторных ключей и более емких емкостей можно существенно повысить выходную мощность.

Дроссель можно позаимствовать из блока питания компьютера или намотав на кольце из порошкового железа медный провод диаметра 1,5 мм от 10 до 30 витков. Выбирать полевые ключи следует по максимальному сопротивлению открытого перехода. В нашем практическом примере это транзисторы серии IRF740 (их следует установить на теплоотвод). Диоды необходимо взять на обратное напряжение не ниже 500 В при токе не ниже 3-4 А, например UF4007 или HER305. Стабилитроны на 15-18 В с мощностью до 3 Вт. Резисторы на мощность 0,5 Вт.

Индукционная катушка состоит из 6-7 витков медного провода диаметром 1,5 мм. Подключив ее к собранной схеме и подав напряжение. Индуктор способен нагреть до желтого оттенка даже болты М6.

Индукционная печь радиолюбительский вариант

Этот простой самодельный прибор используется для нагревания металлов токами Фуко. Метод в основном применяется для нагрева железа. Данную схему индукционной печи собрал чисто ради изучения основ работы и нагрева небольших металлических изделий: таких как болты, гайки, шайбы, иглы и железные шарики.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *