Индукционная печь из сварочного инвертора своими руками

В современных системах водяного отопления используются котлы различного типа. Если рассматривать электрические водяные котлы, то они по способу разогрева теплоносителя подразделяются на три основных категории:

Схема индукционного котла

Индукционный теплогенератор — это трансформатор, в котором используется принцип первичной и вторичной обмотки. Так можно описать простейший принцип работы. Первичная обмотка котла преобразует электрическое поле. Вторичная обмотка направляет тепло к воде, маслу, антифризу, любому другому.

Понять принципиальную схему индукционного котла и воплотить ее в жизнь способен даже начинающий мастер. Под корпусом расположены слои теплоизоляционного материала, электрической изоляции, сердечник с двойной стенкой, а также внешний контур. Результатом такой конструкции становится почти полное отсутствие потерь тепла при передаче на теплоноситель.

Схема индукционного котла

Благодаря чему проявляется такая высокая эффективность высокочастотного аппарата? Секрет в том, что теплоноситель за более короткий, чем в обычных системах срок — в два раза быстрее — успевает нагреться дважды. Все это из-за низкого уровня инерции. Финансовая выгода от подобной конструкции налицо. Есть еще один плюс благодаря магнитному полю трубы отопления остаются чистыми, без накипи.

Что нужно для изготовления котла?

Таким образом, преимуществ у котлов индукционного типа предостаточно. Но есть и один недостаток – высокая стоимость. Но этот недостаток можно легко исправить. Ведь сделать индукционный котел своими руками несложно.

Что нужно для изготовления котла?

Затраты на установку индукционного оборудования быстро окупаются за счет высокого КПД и электробезопасности.

Изготовив на индукционный котел своими руками чертежи можно без труда и в короткие сроки создать экономную и эффективную систему теплоснабжения дома.

Что нужно для изготовления котла?

Для того чтобы соорудить котел индукционного типа потребуются такие инструменты и материалы:

  1. Инвертор сварочный. Он необходим для варки корпуса генератора теплоты. С его помощью также будут соединены подающие и отводящие трубопроводы.
  2. Катанка либо проволока из стали для нагрева в электромагнитном поле. Диаметр — 7 мм. Длина должна быть 5 см.
  3. Пластиковая труба для создания корпуса котла. Стенки трубы должны быть толстые.
  4. Переходники. Они нужны для того, чтобы присоединить самодельный индукционный котел отопления к системе теплоснабжения.
  5. Проволока из меди.
  6. Сетка металлическая.
Что нужно для изготовления котла?

Таким образом, никаких специальных и дорогостоящих инструментов и материалов для создания индукционного прибора не требуется. Все необходимое оборудование и материалы наверняка есть у каждого хозяина. Изготовив на индукционный котел отопления своими руками чертежи, можно в итоге получить достаточно экономный в работе и дешевый в создании и установке теплогенератор.

Преимущества индукционной схемы

В большинстве случаев, цена индукционных котлов заводского изготовления в среднем заметно выше, чем у ТЭНовых аналогов, и начинается от 20-25 тысяч рублей при 4-киловаттной мощности устройства.

Дабы не быть бездоказательными, приведем параметры нескольких устройств, присутствующих на русском рынке.

Модель Электрическая мощность, Вт Цена, рубли Производитель Площадь обогрева
ВИН-5 4250 27000 Россия 60-150
Индикатор 4000 18000 Украина 200
Эдисон-5 5000 35000 Европа 100-120
ИНЭРА SAV 4500 30000 Россия 50-80

В качестве обоснования более большой стоимости продавцы и производители приводят два аргумента:

  1. Индукционный котел более долговечен если сравнивать с ТЭНовым аналогом.
  2. Он снабжает большую (до 40-50%) экономию электричества, что разрешит затратам быстро окупиться.

Давайте попытаемся оценить правдивость обоих утверждений.

Долговечность

Утверждения о том, что индукционная конструкция только отказоустойчива и долговечна — полная правда.

Обстоятельства?

  • В котле нет движущихся частей. Раз так — всецело отсутствует механический износ конструкции.
  • Он избавлен от главной неприятности ТЭНов — известкования нагревательных элементов. Известковая накипь неспешно теплоизолирует трубчатые нагреватели и ведет к их перегреву.

Любопытно: при возбуждении в сердечнике индуктора вихревых токов он чуть заметно вибрирует, что содействует самоочистке поверхности.

Экономичность

Давайте отыщем в памяти базы физики.

  • С позиций сэра Исаака Ньютона, энергия никуда не девается и ниоткуда не берется. Вечный двигатель неосуществим; для нагрева фиксированного объема воздуха на 10 градусов необходимо израсходовать строго определенное количество тепловой энергии независимо от конструкции нагревателя.
  • При любых преобразованиях энергии любого типа она, в конечном итоге, или делает физическую работу (другими словами перемещает владеющий ненулевой массой объект против вектора гравитации), или употребляется для нагрева внешней среды.
Читайте также:  Как выбрать инфракрасный обогреватель для дома, дачи или гаража

Выделим: КПД любого электрического прибора прямого нагрева равен 100%.

Вся израсходованная электричество всецело преобразуется в тепло; на 1 КВт электрической мощности возможно взять 1 КВт тепловой.

Так, единственное, чем возможно было бы в теории растолковать якобы более высокую эффективность индукционного котла — меньшее рассеивание тепла в окружающей среде.

Данный аргумент не выдерживает никакой критики:

  1. При установке котла в отапливаемом помещении тепло, не поглощенное теплоносителем, все равно расходуется на обогрев.
  1. На 50% меньшие потери тепла при сопоставимой либо нехорошей теплоизоляции корпуса котла выглядят, мягко говоря, вызывающе большие сомнения.

Выводы очевидны:

  • Рыночная цена индукционных устройств неправомерно завышена.
  • Их экономичность — как сказал один из героев Булгакова, обычный случай так именуемого лжи. Электрическая мощность прибора подбирается из расчета стандартных 40 ватт на кубометр отапливаемого помещения. Попытка обогреть 4-киловаттным прибором 200-метровый дом приведет только к осознанию недавним клиентом того, что он был через чур наивен.

Материалы и инструменты

Перед тем, как начать сборку индукционного котла, прежде всего, нужно позаботиться о наличии всех необходимых материалах для его изготовления, а также, чтобы под рукой были требуемые для работы инструменты.

Для конструирования будут нужны:

  • отрезок пластиковой трубы, который будет являться корпусом агрегата;
  • стальная или нержавеющая проволока, которая будет являться своего рода нагревательным элементом;
  • медная проволока необходима для создания индуктора;
  • шаровые краны и переходники будут нужны для подключения индукционного котла к отопительной системе;
  • инвертор, желательно от сварочного аппарата;
  • циркуляционный насос;
  • кусачки;
  • плоскогубцы.

Когда все готово из вышеперечисленного списка, можно приступать непосредственно к сборке котлоагрегата.

Сборка и подключение оборудования

Если вы все же решили самостоятельно подключить самодельный электрический котел к питанию, то делать это следует с соблюдением следующих рекомендаций. Поскольку в баке установлены мощные нагреватели, понадобится обустроить трехфазный вход.

С этой целью в электрическом щитке монтируют следующие приспособления:

  • тумблер;
  • автомат;
  • предохранитель;
  • датчик температуры;
  • реле;
  • панель управления;
  • защитные приспособления;
  • магнитные пускатели.

В обязательном порядке оборудуется заземляющий контур. Чтобы его сделать, нужно к отрезку арматурного прутка приварить болт. После этого прут вбивают в землю в подполье жилого дома. К болту крепят провод, идущий от электрощитка.

Рекомендуем к прочтению:Расход и схема электрического отопления в частном доме

Пеллетный тип котла

Принцип работы пеллетного котла

Этот вид котельной установки более автоматизирован и менее прихотлив в уходе в процессе эксплуатации. Пеллеты представляют собой гранулированную древесину, для изготовления которой используются опилки и стружка. Поскольку этот материал сыпучий, их подача в камеру для сгорания осуществляется автоматически с помощью шнека, или бункера.

Пеллеты У вас могут возникнуть трудности при изготовлении такого котла из-за отсутствия определенного электрического оборудования: электрического двигателя для обеспечения работы шнека, или бункерной заслонки.

Работа пеллетного котла выполняется таким способом, при котором отпадает необходимость в растопке или добавлении топлива. На это влияют габариты бункера. Благодаря принципу работы котельной установки можно контролировать количество выделяемого тепла, за счет количества подаваемых пеллет в топку.

Эти два вида котлов являются оптимальными для собственноручного изготовления. На каком из них останавливать свой выбор, решать вам. Это определяется многими факторами, главным из которых является необходимость в тепле и наличии определенного вида топлива, которое вы будете применять.

При любом варианте необходимо строго следовать технологии и соблюдать правила безопасности.

Инструкция по созданию простого индукционного котла

  1. Внутрь трубы нужно поместить металлический элемент: шнек металлический или проволоку диаметром 7 мм, нарезанную на части в 5 см. Индуктор будет греть шнек, вода станет проходить по «канавкам» шнека, нагреваться и выходить горячей. Здесь зависит КПД от шага шнека – если меньше шаг, то вода проходит больше витков и, соответственно, быстрее нагревается. При этом если индукционная плита работает только с магнитным материалом, вместо шнека можно вставить в трубу нержавеющую мочалку (предварительно проверить магнитом ее свойства) или фехраль и добиться того же используются нержавеющие материалы? Чтобы не вызвать коррозию в последствии, а спокойно использовать агрегат по умолчанию.
  2. Дальше понадобится металлическая мелкоячеистная сеточка – нужно проверить, чтобы те «запчасти», которые были помещены внутрь трубы, не могли пройти через сеточку. Именно она удерживает их внутри. И закройте дно основной трубы одной сеточкой, а свободной отверстие трубки – другой сеточкой.
  3. Далее приступите к созданию индукционной катушки: накрутите на подготовленную пластиковую трубу медную эмалированную проволоку: нужно сделать около 95 витков и предусмотреть одинаковое расстояние между ними. Для обеспечения электроизоляции обмотки нужно обмазать ее специальным клеем – «Эпоксидный».
  4. Снизу необходимо закрепить вводной переходник, который обеспечит подачу воды, а сверху – выводной. При этом входы и выходы целесообразно «обогатить» шаровым вентилем на случай, если вы соберетесь произвести демонтаж котла (при их наличии воду спускать нет необходимости) и аварийный клапан для сброса давления.
  5. В итоге получилось устройство, которое уже можно использовать, остались последние штрихи – его нужно подключить к системе отопления. Вырежете из трубопровода часть трубы, которая соответствует размерам полученного агрегата и вставьте самодельный котел. Здесь же можно использовать шкаф (корпус), закрепив устройство на кронштейны (или текстолит).
  6. Далее его нужно соединить с инвертором и уже можно запускать воду, то есть заполнять систему теплоносителем и испытывать действие самодельного индукционного котла «на себе». Но и здесь есть одна особенность: не включайте котел при отсутствии теплоносителя в отопительной системе, иначе он может расплавиться и все труды станут бессмысленными.
  7. После наполнения водой можно производить запуск индукционного котла отопления и настройку режима его работы.
Читайте также:  Схема Электрического Отопления Частного Дома

К преимуществам такого котла можно отнести не только то, что он практически не нуждается в обслуживании в отдельном помещении, но и в том, что способен бесперебойно прослужить вам верой и правдой от 20 лет.

Изготовление своими руками

Как установить насос для отопления в частном доме своими руками

Перед тем как изготовить такое устройство надо, прежде всего, разобраться, как оно работает. Фактически индукционные печи существуют давно и до недавнего времени использовались в производстве для плавки металлов в магнитном поле. Эта печь работает наподобие трансформатора: к первичной обмотке подводится ток большой частоты, порядка 1 МГц. Вторая – короткозамкнутая, роль сердечника тут выполняет расплавляемый кусок металла. То есть если в магнитное поле попадает диэлектрик, например, пластмасса, то оно никак на нее не воздействует, металл тут же расплавится. Этим такие печи и отличаются от ТЭНовых, в которых плавится все.

Принцип работы такого котла представлен на рисунке ниже. Стрелками показано движение магнитных полей внутри и снаружи обмотки.

Изготовление своими руками

Принцип работы индукционного котла

При изготовлении индукционного котла можно пойти по двум путям: сердечником служит кусок трубопровода, в середине которого находится металлический сердечник из отрезков проволоки. Вокруг трубопровода намотана радиальная или тороидальная обмотка, через которую пропускают переменный ток большой частоты, котел представляет собой емкость для воды, которую разогревает индукционная плитка промышленного изготовления.

Для изготовления устройства первого типа нужно взять отрезок трубы диаметром 50 мм, в котором с одной стороны припаивают переходник, а внутри закрывают проход предварительно вырезанным кружком из металлической сетки. Затем из металлической проволоки диаметром 5-8 мм нарезают куски длиной 7 см. Эти отрезки закладывают в трубу и закрывают сеткой, для того чтобы они не попали в систему отопления. С другой стороны к трубопроводу припаивают переходник для врезки котла в систему отопления. На эту трубу наматывают 90 витков медной проволоки диаметром 1,5-1,7мм. При этом необходимо следить, чтобы витки располагались ровно и как можно плотнее друг к другу.

Для намотки нужно брать новую проволоку, поскольку со старой проволокой изделие может прослужить недолго.

На рисунке изображен вариант такого котла.

Котел из пластмассовой трубы

Для питания котла можно использовать или индукционную плитку, или сварочный инвертор. При использовании плитки обмотку присоединяют вместо выходной катушки устройства. Сварочный инвертор лучше использовать с плавной регулировкой тока. Если используется сварочный инвертор, выходной ток подбирается опытным путем, так, чтобы обмотка не перегревалась, и при этом котел хорошо работал.

Читайте также:  Бак для бани из нержавейки: полезные рекомендации бывалых банщиков

Подключать котел такого типа можно только при наличии воды в системе, поскольку без теплоносителя такой котел просто- напросто расплавится.

Для изготовления котла другого типа, прежде всего, необходимо приобрести индукционную плитку необходимой мощности. После этого можно приступать к изготовлению бака для котла. Бак делается размером 600×500×50 мм. Для этого берется квадратная труба шириной 5см. Из нее отрезается 12 кусков длиной 500 мм. 10 кусков сваривается между собой стенками, чтобы получилась гребенка размерами 500×500×50 мм. В двух оставшихся кусках вырезается по одной стенке и приваривается их вырезанной стороной к выходам труб гребенки. После этого заваривается четыре квадратика 5×5 см, и бак готов. С обеих сторон по диагонали приваривают входящий и выходящий патрубки. К задней стенке получившейся емкости можно прикрутить плитку таким образом, чтобы панель управления выступала из-за бака.

Перед присоединением плитки и подключением котла к системе отопления нужно проверить сварную конструкцию на герметичность. Для этого один выход нужно заглушить, а в другой – подать воду под напором. Если при давлении в 5 атмосфер нет протечек, значит, можно работать дальше, если есть – нужно переваривать.

На рисунке ниже показан один из вариантов такого котла, где на переднем плане видна сварная конструкция, из-за которой выглядывает панель управления индукционной печи.

Котел с индукционной печью

Принцип действия оборудования

Технология индукционного нагрева отличается эффективностью и простотой схемы своего исполнения. На сегодняшний день распространение получили два типа индукции:

  • Вихревые нагреватели.
  • Аппараты с электронным управлением и токами в катушке.

При изготовлении самодельных обогревателей используются вихревые разновидности индукции, что объясняется простотой их реализации и великолепной эффективностью. Принцип работы такого оборудования основывается на передаче энергии теплоносителю от магнитного поля. Мощное излучение формируется в металлическом токопроводящем индукторе. Когда электроток проходит через металлическую катушку, он создает мощные вихревые потоки, с их последующим трансформацией в тепловую энергию.

Теплообменник такого котла может выполняться в виде обычной колонны, в которую снизу под давлением поступает вода, а по всей высоте осуществляется ее индукционный нагрев. Нагретый теплоноситель выходит из котла через верхний патрубок и направляется в замкнутый контур системы отопления. Постоянная циркуляция воды в котле предупреждает перегрев элементов, что обеспечивает максимально возможную безопасность использования такого оборудования.

Образование накипи предупреждается за счёт легкой вибрации теплоносителя при его прохождении через теплообменник, что исключает появление кальциевых отложений, а домовладельца избавляет от необходимости какой-либо очистки и другого сервиса индукционного оборудования.

Положительные и отрицательные качества индукционного отопления

Рассмотрим плюсы и минусы индукционного отопления, поскольку продавцы часто скрывают реальную картину. Для них важно продать как можно больше котлов, и они забывают сказать о всех нюансах эксплуатации индукционного отопления.

Положительные и отрицательные качества индукционного отопления
Положительные и отрицательные качества индукционного отопления

Положительные и отрицательные качества индукционного отопления
Положительные и отрицательные качества индукционного отопления

Очень важно осознавать, что некоторые из самодельных версий могут оказаться опасными в момент использования. Поэтому рекомендуем приобретать заводские версии либо модели, созданные профессионалом высокого уровня, получившим много положительных отзывов.

Положительные и отрицательные качества индукционного отопления
Положительные и отрицательные качества индукционного отопления

Положительные и отрицательные качества индукционного отопления
Положительные и отрицательные качества индукционного отопления

Теперь познакомимся с различными техническими моментами:

Положительные и отрицательные качества индукционного отопления
Положительные и отрицательные качества индукционного отопления

Положительные моменты кроются в быстром наборе необходимой температуры. В сравнении с ТЭНами для индукционного отопления не требуется монтировка изоляционных материалов:

Положительные и отрицательные качества индукционного отопления
Положительные и отрицательные качества индукционного отопления
  • У данного оборудования длительный период гарантированной эксплуатации — обычно около 25 лет, если использован новый котел. Это связано с отсутствием сложных элементов и высоким уровнем, использующихся материалов;
  • Конструкция обладает компактными размерами;
  • На внутренней части не собирается накипь. Эксплуатация происходит на основе низкого уровня шума.
Положительные и отрицательные качества индукционного отопления
Положительные и отрицательные качества индукционного отопления

Положительные и отрицательные качества индукционного отопления
Положительные и отрицательные качества индукционного отопления

Отрицательные моменты кроются в серьезной стоимости заводского варианта, поскольку надежные котлы создаются с применением высококачественных материалов. Именно из-за этого заметно увеличивается цена.

Положительные и отрицательные качества индукционного отопления
Положительные и отрицательные качества индукционного отопления

Положительные и отрицательные качества индукционного отопления
Положительные и отрицательные качества индукционного отопления

Самодельные версии значительно дешевле, но их эксплуатационные качества значительно ниже:

Положительные и отрицательные качества индукционного отопления
Положительные и отрицательные качества индукционного отопления
  • Чтобы установить версию котла с отдачей в 7 кВт необходимо организовать сеть с мощностью в 380 В, поскольку слишком большая нагрузка не позволит обеспечивать нормальную работоспособность отопления;
  • Если прекратится подача воды произойдет перегрев котла с возможной серьезной поломкой. Из-за этого необходимо установить датчики на автоматическое отключение при отсутствии нормального давления воды.
Положительные и отрицательные качества индукционного отопления
Положительные и отрицательные качества индукционного отопления

Положительные и отрицательные качества индукционного отопления
Положительные и отрицательные качества индукционного отопления