Как сделать индукционный нагреватель воды своими руками

Вихревой индукционный нагреватель

Благодаря экономической выгоде, сегодня, индукционный нагрев имеет широкое применение. Аппарат вихревого индукционного нагрева отлично подходит для помещений площадью до 60 кв. м, отапливать которые необходимо электричеством. Так, ВИН можно использовать для отопления частных домов, производственных и складских помещений, АЗС, автосервиса и других отдельно стоящих объектов.

К основным преимуществам использования ВИН в качестве “сердца” отопительной системы можно отнести то, что:

• Нагрев происходит практически моментально, ведь тепло возникает непосредственно в детали;
• С годами установка работает с той же мощностью, ее производительность не снижается;
• В сравнении с обычными электрическими нагревательными элементами, индукционный вихревой аппарат экономит до 50% электроэнергии.

Именно поэтому сегодня, все больше, компаний по производству бытовой техники и производственных машин используют индукционный нагрев. Примером такого использования, помимо отопительных котлов, может служить индукционная электрическая печь. В пищевой промышленности используется ультразвуковой индукционный нагреватель. Для нагрева металлов в промышленности применяют инверторный индукционный аппарат, для плавки цветных металлов – плавильно-восстановительный агрегат, ковки железа и изготовления заготовок – индукционный электрический горн.

Нагреватель типа бойлер

Материалы:

1. Ёмкость для корпуса бойлера (газовый баллон).
2. Гайка (32 мм).
3. 2 обрезка металлической трубы, диаметром ½ дюйма (около 15 см).
4. Электрический ТЭН и терморегулятор.
5. Пакля или специальная смазка для изоляции нагревательного элемента.
6. Крепления для бойлера на стену.
7. Теплоизолирующая подложка под ламинат.
8. Пластиковые трубы для подводки воды.
9. Провода и клеммы для электропроводки.

Инструменты:

1. Сварочный аппарат.
2. Лерка для нарезания резьбы.
3. Дрель и сверла по металлу.
4. Отвертки.
5. Газовые ключи.
6. Отвертка-тестер.

В качестве емкости под бак бойлера идеальным вариантом может стать большой газовый баллон со снятым вентилем на 50 л. Бывшие в употреблении баллоны использовать не рекомендуется, иначе вода, прошедшая через такой бойлер, сконструированный самостоятельно, будет иметь устойчивый запах газа.

От него можно избавиться, разрезав емкость пополам, тщательно промыв и ошкурив поверхность, а затем нанеся на нее слой нитрогрунтовки и снова сварив конструкцию. Но гораздо проще обратиться в службу, занимающуюся заправкой и распространением газовых баллонов, и приобрести там новую, еще не использованную емкость. Там же вы, кстати, сможете купить баллон без крана, и необходимость в его самостоятельном снятии отпадет.

Индукционный нагреватель: схема и порядок действий при изготовлении своими руками

Уникальность человека заключается в том, что он все время изобретает приборы и механизмы, которые в значительной степени облегчают труд в той или иной сфере трудовой или жизненной деятельности.

Для этого, как правило, применяются новейшие разработки в области науки.

Исключением не стал и индукционный нагрев. В последнее время принцип индукции получил широкое применение во многих сферах, к которым можно смело отнести:

• в металлургии индукционный нагрев используется для плавки металлов;
• в некоторых отраслях промышленности используются специальные печи быстрого разогрева, функционирование которых основано на принципе индукции;
• в бытовой сфере индукционные нагреватели можно использовать, например, для приготовления пищи, нагрева воды или отопления частного дома. (Об особенностях индукционного отопления Вы можете прочитать в этой статье ).

На сегодняшний день существует великое множество индукционных установок промышленного типа. Но это отнюдь не означает, что конструкция таких приборов очень сильно замысловатая.

Простейший индукционный нагреватель вполне возможно изготовить для бытовых нужд своими руками. В этой статье подробно поговорим об индукционном нагревателе, а также о различных способах его изготовления своими руками.

Индукционные агрегаты для нагрева, которые конструируются своими руками, как правило, принято разделять на два основных вида:

• вихревые индукторные нагреватели (сокращенно – ВИН), которые в основном используются для нагрева воды и обогрева жилища;
• обогреватели, в конструкции которых предусмотрено использование различных типов электронных деталей и узлов.

Вихревой индукционный нагреватель (ВИН) состоит из следующих конструктивных компонентов:

• устройство, которое преобразует обычную электроэнергию в высокочастотный ток;
• индуктор, являющийся своего рода трансформатором, который образовывает магнитное поле;
• теплообменник или нагревательный элемент, который расположен внутри индуктора.

Принцип функционирования ВИН заключается в следующих этапах:

• преобразователь передает высокочастотный ток на индуктор, который представлен в виде цилиндра из медной проволоки;
• индуктор образовывает электромагнитное поле, которое провоцирует появление вихревых потоков;
• теплообменник, находящийся внутри индуктора, под воздействием этих вихревых потоков разогревается, и как следствие, нагревается и теплоноситель, который потом в таком виде поступает в отопительную систему.

Замечание специалиста: так как индукционная катушка считается самым важным элементом нагревателя этого вида, то к ее изготовлению нужно подойти достаточно щепетильно: медная проволока должна аккуратными витками наматываться на пластиковую трубу. Количество витков должно быть не менее 100.

Как видно из описания, конструкция ВИН достаточно не сложная, поэтому вихревой нагреватель смело можно сделать своими руками.

Теплоизоляция бака

Чтобы была минимальной потеря тепла, бак необходимо закутать слоем теплоизоляции. Для этого используют:

• изолон;
• строительную пену;
• минеральную вату;
• пеноплен;
• пенополиуретан.

Некоторые применяют на основе фольги подложку под ламинат. Бойлер в этом случае обертывается, наподобие термоса. Утеплитель фиксируется с помощью полосовых стяжек, клея или проволоки. Рекомендуем выполнить утепление всего корпуса. Это обеспечит не только продолжительное сохранение горячей воды, но и снизит длительность нагревания бака, это уменьшит расход теплоносителя.

Без тщательно организованной теплоизоляции вода в баке быстро остывает. Чаще всего прибегают к сооружению двойного бака: маленькую емкость располагают внутри большой. Полученное пространство между ними тоже выполняет функцию теплоизоляции.

Разновидности индукционных котлов

Существуют следующие разновидности нагревательных котлов индукционного типа, обозначаемые как по принципу действия, так и по марке производителя:

• SAV – разновидность и одновременно торговая марка котлов нового поколения мощностью от 2,5 до 100 кВт, с 2007 г. выпускаемых российской ;
• ВИН — аббревиатура является не только сокращением названия вида индукционных устройств (вихревые индукционные нагреватели), но и запатентованным названием котлов, производимых ижевской .

Индукционные обогреватели SAV

Эксплуатация агрегатов SAV не требуют использования инвертора, на индуктор подаётся ток частотой 50 Гц. Индуцированное первичной обмоткой электромагнитное поле вызывает образование вихревых потоков во вторичной обмотке, роль которой в котлах данного типа выполняет участок замкнутого контура труб с теплоносителем. Данный участок трубы – вторичная обмотка интенсивно нагревается под воздействием токов Фуко и передаёт тепло теплоносителю, принудительно циркулирующему в системе отопления с помощью циркуляционного насоса.

Устройство отопительной системы выполняется с использованием радиаторов или лабиринтовым способом, напоминающим плинтусовый обогрев, чтобы увеличить общую площадь наружной поверхности (теплоотдачи) труб — контур отопления, как минимум, не должен быть минимальным по протяжённости.

Котлы SAV производятся под напряжение в 220V и 380V. В качестве теплоносителя в них используется вода (в чистом виде или с противозамерзающими присадками), а также антифриз. Выход агрегата на полную мощность работы занимает порядка 5-20 минут (в зависимости от объёма теплоносителя), КПД нагревателей таких устройств составляет минимум 98%. Для эффективного обогрева помещения площадью до 30 м кв. достаточно индукционного устройства мощностью в 2,5 кВт, покупка которого в комплекте с системами автоматики и управления обойдётся приблизительно в 30 тыс. руб.

ВИН-агрегаты отопления

Котлы данного типа более совершенны по принципу действия и конструкции, что, естественно, отражается на их стоимости. Для работы ВИН-устройств необходим инвертор – устройство повышения частоты входящего тока. Ток высокой частоты вызывает образование электромагнитного поля высокой напряжённости, которое, в свою очередь, обуславливает возникновение более мощных вихревых токов во вторичной обмотке. Кроме того, теплообменник и корпус котла изготавливаются из ферромагнитных сплавов, имеющих собственное магнитное поле. Результатом всех этих процессов является большая интенсивность нагрева теплообменника и, естественно, теплоносителя.

ВИН-агрегата мощностью в 3 КВт достаточно для отопления помещения площадью 35-40 м кв. (в зависимости от климатических условий и качества теплоизоляции наружных строительных конструкций).

ВИН-агрегаты вследствие большей производительности могут использоваться не только в системах отопления жилья, но и для горячего водоснабжения. Для этого в контур теплоносителя врезают дополнительные накопительные резервуары, оборудованные защитной автоматикой, ёмкость которых рассчитывается в зависимости от количества точек горячего водозабора. Горячей водой эти ёмкости обеспечиваются путём её циркуляции в системе с прямоточным нагревом индукционным обогревателем.

Принцип проточного нагревания воды

Этот момент является самым ответственным. Монтаж электропроводки и заземление Поскольку водонагреватели имеют значительную мощность, устанавливается отдельная проводка для подключения к электрической сети.

Кран для регулировки нагрева располагают на входе, то есть на подаче ХВС. Подключение к электросети. Если в комплекте нет шаблона для переноса меток, то его лучше изготовить самостоятельно.

Установка приборов производится в соответствии с особенностями конструкции Бывают настенные и напольные нагреватели. Водонагреватель должен быть установлен ровно как по горизонтали, так и по вертикали. Категорически запрещено устанавливать проточный водонагреватель и подключать его к проводке без заземления.

Поверх фольги наносится второй клеевой слой и наружный слой пластика. В условиях малогабаритных квартир и ванных комнат водонагреватели чаще всего устанавливаются в сантехнические шкафы, кухонные ниши, иногда вешаются под потолок в горизонтальном положении. Бойлер подключается с электросети с помощью УЗО Накопительные приборы имеют бесспорные преимущества перед проточниками: Возможность обеспечивать несколько точек водоразбора, создать полноценную систему ГВС в доме или квартире. Установка и подключение проточного водонагревателя к водопроводу и электросети Подключение проточного водонагревателя к водопроводу Проточный водонагреватель электрический можно подключить к воде несколькими способами.

Почему именно такой?

Предназначение предохранительного клапана — защита накопительной емкости от деформации и повреждения при увеличении давления или температуры. Даже небольшой перекос может стать причиной выхода ТЭНа из строя нагревательный элемент будет не полностью покрыт водой и перегорит через время. И наоборот — при включении сначала открываете холодную воду, а потом подключаете оборудование к сети. При этом нагрузка на электросети от них максимальная с диапазоном потребляемой мощности 3—27 кВт.

Поэтому при покупке нагревателя необходимо внимательно ознакомиться с правилами установки и скрупулезно их исполнять. Мощность и производительность проточных водонагревателей Прежде всего, необходимо определить, сколько горячей воды Вам потребуется. Обычно требуется снять крышку, наметить центры отверстий, просверлить их и вставить дюбели. Но, чем больше объём, тем сильнее нагрузка на электросети, и, соответственно, расходы на оплату счетов. Необходимо провести отдельный контур с толстым медным проводом сечением около 4 мм2 для мощных приборов от 9 кВт — 6 мм2.

Давление воды в централизованной системе ХВС может оказаться слишком велико для нагревателя. Но, прежде чем приступить к ознакомлению, следует правильно выбрать наиболее подходящий прибор. Например, довольно популярной является установка водонагревателя под раковиной в ванной или кухонной мойкой. Подробнее о выборе кабеля было написано в начале данного совета.

Для снабжения частного дома приобретать большой нагреватель нецелесообразно, так как во время нагрева воды в ёмкости будет задействован проточный механизм нагрева, что создаст довольно длительную и высокую нагрузку на электросети. Поэтому они потребляют большую мощность — от 2 до 30 киловатт. Но возможно выделение контура бойлера в частном доме в отдельную сеть и нагревать ее в это время на минимальном режиме работы котла. Накопительный же греет сразу весь объем, и для нагрева воды до нормальной температуры может понадобиться до часа времени. Из него вытекают и технические характеристики. Выбор и установка проточного водонагревателя Electrolux NPX6 Aquatronic Digital. Часть II.

Устройство индукционного котла

В индукционных котлах использован тот факт, что металлический сердечник, помещенный внутрь катушки индуктивности, быстро нагревается до высоких температур за счет наведенных токов Фуко. Нагревательный элемент таких агрегатов представляет собой мощную индуктивную катушку, которая герметично запаяна в массивный корпус из металла, являющийся одновременно и сердечником. Вода или другой теплоноситель, омывая корпус нагревательного элемента, нагревается, затем поступает в систему отопления. Существует два типа индукционных нагревателей, имеющих некоторые отличия:

Устройство индукционного котла

• Вихревые индукционные нагреватели ВИН (Vin). Перед подачей на первичную обмотку катушки индуктивности ток сети 50Гц преобразуется в высокочастотный. Таким образом достигается усиление магнитной напряженности и наводимых токов Фуко, повышается температура нагрева. В таких котлах из ферромагнитных сплавов изготавливают не только вторичную обмотку, но и корпус, что увеличивает площадь нагрева и позволяет нагревать теплоноситель быстрее.
• Индукционный котел отопления Sav. Котлы этого типа в качестве теплообменника используют вторичную обмотку, которая выполняется в виде лабиринта с толстыми стенками (для увеличения площади теплоотдачи и лучшего нагрева теплоносителя). Так как проводник находится в переменном поле, катушка дополнительно генерирует реактивную мощность.

Как самому сделать терморегулятор для водонагревателя

Если при изготовлении водонагревателя бюджет очень сильно ограничен, то можно сделать терморегулятор для водонагревателя своими руками. Осуществляется монтаж термопрерывателя следующим образом:

1. Снять с неисправного автомобиля любой марки термореле, которое управляет включением принудительного охлаждения двигателя.
2. Установить тип резьбы этой детали.
3. Подобрать подходящую по диаметру металлическую трубку и метчиком осуществить нарезку внутренней резьбы.
4. Сделать отверстие в проточном водонагревателе и приварить трубку с резьбой.
5. Вкрутить термореле, предварительно нанеся на резьбу высокотемпературный герметик.

Для правильного функционирования системы включения ТЭНа не обойтись без использования дополнительного источника 12 В и промежуточного реле. Реле устанавливаемое в систему должно быть обратного действия, то есть размыкать цепь при подаче на катушку низковольтного напряжения. Эта особенность связана с тем, что в автомобиле включение обдува радиатора осуществляется при превышении определённого значения температуры, в то время как проточный радиатор должен быть отключён в момент, когда значение температуры превысит критическое значение.

Варианты глубины залегания

Есть 2 определения уровня – низкий и высокий. В первом случае верхний слой воды располагается на уровне 2 метров и ниже от поверхности. При таком уровне проблем со строительством и ведением земляных работ нет – впитывающая способность почвы высокая.

Если обнаружены высокие грунтовые воды, то тут любые работы в почве усложняются. Основные проблемы – это невозможность вырыть «сухой» котлован, проблемы с заливанием бетона, кладкой кирпича, закреплением установок для очистки стоков.

Если УГВ высокий

В случае высокого залегания почвенных вод, могут возникать следующие проблемы:

• Сложности с организацией канализационной системы.
• Невозможность создания подвальных помещений.
• Проблемы с выбором и монтажом фундамента.
• Плесень в доме.
• Сложности с прокладкой любых подземных коммуникаций.
• Пучинистость почвы.

Подключение мощного водонагрева на всю квартиру

Тем, кто хочет получить полноценную замену горячего водоснабжения, придется купить нечто более мощное.

Речь здесь идет о моделях от 10квт и выше. Например, популярные марки Thermex и Clage. Чаще всего покупают на 12-15кВт, причем на три фазы.

Такие штуки по заводским параметрам выдерживают максимальное давление до 10 бар (1Мпа) и спокойно потянут всю систему ГВС в доме. Норма давления для многоэтажки от 0,3 (минимум) до 6 атмосфер (0,6Мпа).

Расход-производительность аппарата от 6 до 9 л/мин, при увеличении температуры от начальной (дельта) на 25С.

Подготовительные работы опять начинаются с разбора водонагревателя.

Откручиваете винты в нижней части корпуса и аккуратно снимаете защитную крышку.

Будьте осторожны, от цифрового табло до платы управления идет шлейф проводов, не порвите его.

Данный шлейф легко отсоединяется через штекер.

В комплектации с настенным нагревателем зачастую идет короткий кусок штатного кабеля, который редко куда можно приспособить.

Описание

В состав типового нагревательного элемента входят следующие узлы:

1. Нагревательный элемент в виде прутка или металлической трубки.
2. Индуктор – это медная проволока, обрамляющая витками катушку. В процессе работы он исполняет роль генератора.
3. Генератор переменного тока. Отдельная конструкция, где происходит преобразование стандартного тока в величину с высокой частотой.

На практике, индукционные установки используются недавно. Теоретические изучения намного опережают. Такое можно объяснить одной преградой – получение высокой частоты магнитных полей. Дело в том, что использовать установки с низкой частотой считается неэффективным. Как только появились генераторы токов с высокой частотой, проблема разрешилась.

Генераторы ТВЧ прошли свой эволюционный период; от ламповых, до современных моделей, выполняющихся на базе IGBT. Теперь они более эффективные, имеют малый вес и размеры. Частотное ограничение их 100 кГц за счёт динамических потерь транзисторов.

Расчёт основных параметров бойлера

Прежде чем приступить к поиску материала и непосредственно изготовлению, потребуется провести расчёт минимального объёма резервуара и рабочей длины теплообменника.

Объём и форма бака

Объём резервуара для воды напрямую зависит от количества жильцов, постоянно проживающих по месту установки оборудования. Считается, что в сутки человек расходует до 80 л воды. За расчётное значение рекомендуется брать 45–50 л на человека. При превышении нормы вода в баке будет застаиваться, что непременно скажется на её качестве.

Форма бака выбирается с учётом силы давления в водопроводной системе. Если давление низкое, то допускается использование самодельных бойлеров с квадратным резервуаром. При высоком давлении в системе можно использовать только оборудование со скруглённым дном и верхом.

Бойлеры с накопительным резервуаром квадратной и прямоугольной формы можно использовать только в системах водоснабжения с низким рабочим давлением

Дело в том, что повышенное давление способствует возникновению изгибающих усилий на стенках бака, поэтому резервуар квадратной или прямоугольной формы может деформироваться. Ёмкость с круглым дном более устойчива к деформациям за счёт лучшей обтекаемости.

Мощность и длина теплообменника

В вертикальных моделях косвенного нагрева в качестве теплообменника обычно используется змеевик из меди, расположенный между входным и выходным отверстием.

Змеевик для бойлера из медной трубы

Для самостоятельного изготовления лучше всего использовать медную трубу диаметром 10 мм. Такое изделие без труда гнётся руками без применения какого-либо инструмента. При использовании металлопластиковой трубы следует учитывать, что температура нагрева теплоносителя не должна быть более 90 оC, иначе труба деформируется, а стыки протекут — это приведёт к смешиванию воды в резервуаре.

Длина трубы, необходимая для изготовления змеевика, рассчитывается по формуле L = P / (3,14 ∙d ∙∆Т), где:

• L — длина трубы (м);
• d — сечение трубы (м);
• ∆Т — разность температур нагретой и холодной воды (оC);
• P — мощность теплообменника на каждые 10 л воды (кВт).

По мнению специалистов, на каждые 10 л воды должно приходиться не менее 1,5 кВт тепловой энергии. С учётом этого можно рассчитать длину трубы для изготовления змеевика.

Например, рассчитаем материал для змеевика, который будет установлен в бойлер ёмкостью 200 л. Температура холодной воды, поставляемой в ёмкость, будет равняться 15 оС, а после нагрева необходимо получить воду с температурой 80 оС: L = 1,5 ∙20 / (3,14 ∙0,01 ∙65) ≈ 15 м.

Таблица: длина медного теплообменника для бойлеров ёмкостью 50–200 литров

Количество витков змеевика зависит от способа изгиба и расстояния между элементами. Обычно змеевик располагается так, чтобы расстояние между витками и стенками резервуара было не менее 10–12 см. Расстояние между витками не должно быть менее 5 см. Расчётные значения для накопительных резервуаров различного объёма можно увидеть в таблице выше.

Если бойлер косвенного типа необходимо оборудовать трубчатым электронагревателем, то мощность высчитывается исходя из того, что для быстрого нагрева 50 л воды необходим ТЭН мощностью не менее 1,5 кВт. Кроме того, любой комбинированный бойлер должен быть оборудован термостатом.

Недостатки и достоинства

Рассмотрим положительные характеристики и преимущества индукционного оборудования:

1. Нагрев производится в любой среде.
2. Возможность изготовления сверхчистых сплавов.
3. Быстрый нагрев и плавка любого материала, который проводит ток.
4. Элементы прибора монтируются снаружи, врезки отсутствуют. Это гарантирует исключение протечек.
5. Индукционный водонагреватель не загрязняет окружающую среду.
6. Удобен при необходимости нагрева определенного участка поверхности.
7. Площадь контакта теплоносителя с поверхностью нагревателя во много раз больше, нежели в аппаратах с трубчатыми электронагревателями. За счет этого среда греется очень быстро.
8. Компактные размеры прибора.
9. Оборудование легко настраивается на нужный режим работы и без труда регулируется.
10. Имеется возможность изготовления прибора любой формы (в том числе самостоятельно). Это предупреждает локальный нагрев и способствует равномерному распределению тепла.

Дачный вариант водонагревателя

На даче можно изготовить самодельные солнечные водонагреватели. Недостатком таких устройств является только отсутствие нагрева во время пасмурной погоды. Солнечный водонагреватель изготавливается из следующих материалов и деталей:

1. Старого холодильника.
2. Бака для воды.
3. Металлопластиковой трубы диаметром 16 мм.
4. Обрезной доски шириной 200 мм.
5. Листа сотового поликарбоната.
6. Стального листа толщиной 3 мм.
7. Краски по металлу чёрного цвета.

Также потребуется приобрести расходные материалы для крепления материалов и различные переходники для подключения труб. Кроме этого нужно будет купить циркуляционный насос малой мощности.

Изготовлением водонагревателя, работающего от солнечной энергии, можно заняться в такой последовательности:

1. С холодильника снимается задний радиатор, и медная трубка отрезается в месте, где устройство соединяется с компрессором и морозильной камерой. При выполнении этой операции необходимо сохранить оригинальные элементы крепления детали.
2. Из металлического листа болгаркой вырезается прямоугольник, длина и ширина которого должны быть на 20 см больше параметров радиатора холодильника.
3. Одна из сторон металлического прямоугольника зачищается, обезжиривается и окрашивается в чёрный цвет. Также необходимо покрасить и радиатор холодильника.
4. Когда краска высохнет, следует разместить на окрашенной поверхности металлического листа медную решётку таким образом, чтобы она оказалась равноудалена от его углов.
5. На окрашенной поверхности металлического листа, любым острым предметом, делаются насечки под отверстиями крепления медного радиатора.
6. Затем по отмеченным точкам необходимо просверлить отверстия, диаметр которых должен соответствовать отверстиям крепления радиатора.
7. По периметру металлического листа также необходимо сделать отверстия диаметром 5 мм для крепления боковых граней устройства. Расстояние между отверстиями должно составлять около 100 мм.
8. Газовым паяльником к обрезанным концам медных трубок припаиваются переходники для подключения металлопластиковых труб.
9. От доски 200 мм необходимо отпилить ножовкой отрезки. 2 отрезка должны быть равны ширине металлического листа, а два другие на 50 мм меньше его длины. После этого древесину необходимо обработать защитным составом.
10. Отрезки доски устанавливаются на ребро по периметру металлического листа и прикручиваются саморезами по дереву через ранее сделанные отверстия.
11. Внутрь «ящика» устанавливается медный радиатор, который прикручивается к металлической пластине болтами. Патрубки с переходниками для подключения металлопластиковой трубы следует вывести, через сделанные перовым сверлом отверстия в одной из боковых досок.
12. Из листа прозрачного сотового поликарбоната вырезать прямоугольник, который будет равен размеру металлического основания.
13. Саморезами с резиновыми шайбами прикрутить поликарбонатный прямоугольник к торцам досок.
14. В бак для воды необходимо установить снятую с холодильника морозильную камеру, к медным трубкам которой также следует припаять переходники. Морозильную камеру следует закрепить в нижней части резервуара, а патрубки вывести в одну из боковых стенок.

Дачный водонагреватель, сделанный своими руками, устанавливается следующим образом:

1. Устройство размещается на солнечном участке.
2. К одному из патрубков водонагревателя подсоединяется тройник, к которому подключается металлопластиковая труба и кран. К второму патрубку следует подсоединить только металлопластиковую трубу.
3. С другой стороны трубы соединяются с патрубками, выходящими из бака для воды.
4. Также в систему необходимо установить циркуляционный насос для того, чтобы теплоноситель перемещался из водонагревателя в ёмкость для воды.

После подключения насоса к электричеству масло будет нагреваться за счёт солнечного излучения, которое будет легко проходить через поликарбонатную пластину. Также в устройстве образуется парниковый эффект, который позволит эффективно использовать устройство даже во время переменной облачности.

Нагретое масло будет передавать воде тепло в резервуаре с установленной морозильной камерой, поэтому его следует утеплить монтажной пеной. Забор горячей воды может быть принудительным с использованием насоса или самотёком, но для этого потребуется установить бак, как можно выше. Для того чтобы нагретое масло на пути к теплообменнику не остывало металлопластиковые трубы следует покрыть по всей длине монтажной пеной.

Изготовление самодельного водонагревателя не только позволит сэкономить денежные средства, но и получить бесценный опыт конструирования сложных устройств своими руками. Если самостоятельно необходимо сделать электродный прибор, то следует обязательно помнить о технике безопасности при обращении с устройствами, работающими на электричестве.

Индукционный нагреватель своими руками: описание простейшей схемы самодельного устройства

Электрическая энергия обходится сегодня достаточно дорого, однако работающее на этом ресурсе отопительное оборудование не теряет популярности.

Это объясняется тем, что электроотопление является наиболее удобным способом обогреть жилище.

Особый интерес пользователей вызывают приборы, работающие на принципе электромагнитной индукции.

Главным образом потому, что такое устройство легко можно собрать самостоятельно. В этой статье мы поговорим об особенностях этих агрегатов, изучим их сильные и слабые стороны, а также научимся делать индукционный нагреватель своими руками.

Советы по эксплуатации

При использовании такого котла важно исключить образование накипи. Для этого многие домовладельцы используют специальные жидкости

Если не учитывать эту особенность, то образовавшиеся отложения негативно скажутся на теплоотдаче агрегата. Так, накипь в полмиллиметра сокращает тепловую отдачу примерно на 10%. Чем толще слой отложений, тем меньше будет теплоотдача.

Если вы изготавливаете подобный отопительный аппарат самостоятельно, то первый переходник понадобится прикрепить при помощи сварки, а второй просто присоединить при помощи резьбы.

Если вы решили купить готовый аппарат, а не делать его своими руками, то вам надо узнать толщину его стального сердечника. Чем толще будут стенки, тем дольше данная составляющая не будет подвергаться появлению ржавчины. В качественном индукционном аппарате в качестве теплового носителя может выступать не только вода, но и антифриз, масло и прочие составы на нефтяной основе.

Учтите, что подавать высокочастотный ток на такой котел можно только после включения циркуляционного насоса и полного заполнения агрегата тепловым носителем. Если вы хотите получить максимальный эффект от индукционного котла (как самодельного, так и покупного), то вам следует подключить их группой и эксплуатировать по очереди либо одновременно.

Подбирая котел конкретной мощности, вам нужно рассчитать ее таким образом: на 1 кв. м площади потребуется 60 ватт. Если в жилище, где вы собираетесь установить агрегат, люди не живут постоянно, то этот показатель можно и уменьшить.

Благодаря компактным габаритам индукционный котел можно установить, например, на кухне. Чтобы спрятать оборудование, следует использовать обычный короб либо навесной шкафчик с заранее прорезанными отверстиями, предназначенными для труб. Индукционный аппарат можно установить и в гараже. Если строение имеет небольшую площадь, то допустимо сформировать маленькую обвязку. Для прогрева подобных помещений вполне хватит одного радиатора. Целиком вся отопительная конструкция может занять меньше квадратного метра.

В следующем видео вас ждет изготовление эффективного и экономичного индукционного обогревателя своими руками.

Как пользоваться проточным нагревателем

Важно разбираться не только в порядке подключения проточного водонагревателя, но и в особенностях его использования. В случае если спираль нагревателя будет покрыта жидкостью в недостаточном объеме, она сломается и пользоваться прибором станет невозможно

В случае если спираль нагревателя будет покрыта жидкостью в недостаточном объеме, она сломается и пользоваться прибором станет невозможно.

Как пользоваться проточным нагревателем

Схема подключения водонагревателя в квартире

Вне зависимости от выбранного вами варианта подсоединения проточного нагревателя использование такого устройства выполняется в следующем порядке:

• открывается вентиль;
• холодная вода переводится на нагреватель;
• через некоторое время из лейки нагревателя начинает выходить холодная жидкость;
• вы включаете водонагреватель;
• спустя 30-60 секунд из лейки идет уже нагретая вода.

Выключение прибора выполняется в аналогичном порядке – вы отключаете нагреватель, ждете, пока из душевой лейки начинает идти холодная жидкость, и лишь после этого выключаете подачу воды.

Проточный индукционный водонагреватель своими руками

Прежде чем приступать к монтажу, вам необходимо запастись необходимыми деталями. Так, лучшим вариантом будет сварочный высокочастотный инвертор, плавно изменяющийся диапазон силы тока. Такое устройство обойдется дешевле всего. Более дорогим вариантом станет трехфазный трансформатор, являющийся источником питания переменного тока для индуктора водонагревателя. В таком случае стоит использовать катушку на 50-90 витков, а в качестве материала взять медную проволоку с диаметром 3 или более миллиметров.

В качестве сердечника можно использовать как металлическую, так и полимерную трубу вместе с проволокой (используется как нагревательный элемент). В последнем случае толщина стен не должна быть менее 3 мм, чтобы спокойно выдерживать высокие температуры.

Для сборки водонагревателя вам понадобятся: кусачки, отвертки, паяльник и сварочный аппарат, если используется металлическая труба.

Монтаж индукционного нагревателя воды

Обмотайте трубу медной проволокой, сделав около 90 витков.

Вариантов сборки устройства существует множество. Предлагаем попробовать собрать прибор по следующей схеме:

1. Подготовьте рабочее место, материалы и инструменты.
2. Зафиксируйте небольшой отрезок полимерной трубы (не забывайте, что минимальная толщина стенки должна составлять 3 мм).
3. Обрежьте торцы сердечника, чтобы осталось 10 см в запасе провода для отводов.
4. На нижнем отводе смонтируйте уголок. В дальнейшем сюда следует подключить обратку от отопления (если нагреватель используется в качестве котла).
5. Плотно уложите рубленый провод вокруг трубы. Необходимо сделать не менее 90 витков.
6. Установите на верхнем патрубке тройник, через который будет выходить горячая вода.
7. Смонтируйте защитный контур устройства. Его можно изготовить как из полимера, так и из металла.
8. Подключите к клеммам водонагревателя медную проволоку, затем заполните сердечник водой.
9. Проверьте работоспособность индуктора.

Рекомендации. На всех выводах лучше устанавливать шаровые краны для удобства и простоты демонтажа водонагревателя в случае поломки. А вот заполнять металлическими кусочками трубу необязательно, так как должного эффекта это не дает. Не забудьте оставить окошко в корпусе для доступа к панели управления сварочного аппарата.

Другие способы изготовления водонагревателя

Можно соорудить водонагреватель, функционирующий от солнца. Это достаточно распространенная конструкция, которую отличает экономичность. Приспособление часто встречается в загородных домах. Изготовление устройства не представляет особой сложности, поэтому многие могут соорудить его своими руками.

• бак большой емкости (100 л и больше);
• трубы из ПВХ для наполнения емкости и подвода к ней воды;
• уголки из стали размером 20 мм или квадратные бруски из дерева размером 50 мм для каркаса под емкость.

В качестве емкости целесообразнее употребить полиэтиленовые бочки. Их отличает прочность. Они должны стоять на солнечном месте, в котором нет ветра. Как правило, для монтажа выбирают крышу летнего душа.

Чтобы бочка лучше нагревалась, ее нужно окрасить в черный цвет. С подветренной стороны монтируются экраны для защиты. Они сооружаются из досок, покрытых светоотражающим материалом по типу фольги. В этом случае солнечные лучи направляются на бак и увеличивают температуру воды. В жаркую погоду в емкости в 200 литров можно получить воду, температура которой будет 45 ºС.

Достоинства и недостатки

По уверениям изготовителей, использование индукционных отопительных котлов для обогрева дома – это сплошные преимущества при полном отсутствии минусов. Давайте попробуем разобраться, где правда, а где маркетинговый ход.

1. Высокая эффективность. КПД до 99 % характерен для всех видов электрокотлов.

2. Максимальная защита от накипи. Поскольку прямого контакта индукционной обмотки с теплоносителем нет (в отличие от ТЭНа), образоваться накипь может только внутри труб. Но закрытые системы характеризуются стабильно малым количеством солей. То есть отсутствуют предпосылки для формирования отложений.

3. Экономия ресурсов до 35 %. Прежде чем купить котел индукционного типа и установить его, вспомните, его основная задача – преобразование энергии в тепловую. Для выработки 1 кВт по закону сохранения энергии требуется затратить тоже 1 кВт электричества. Разница лишь в скорости нагрева – индукционный агрегат функционирует быстрее примерно на 20-30 %.

4. Полное отсутствие разъемных соединений в конструкции, что исключает вероятность возникновения течи. Не совсем соответствует действительности: котел включает 4-6 комплектующих, соединенных в блок. В стоимость индукционной отопительной системы ВИН включены сам котел в разборном корпусе, шкаф управления, группа безопасности (датчики и реле) и конденсаторов, клапаны сброса давления, комплект контактов для подключения внешних устройств.

5. Высокая степень электро- и пожаробезопасности. Это действительно так, но нужно следить за тем, чтобы не было течи, а количество термоносителя оставалось постоянным. В противном случае прибор очень быстро раскаляется и есть риск взрыва.

6. Не имеет элементов подверженных механическому износу, поэтому срок действия составляет более 30 лет. Во-первых, сердечник долговечный, но лаковая изоляция на первичной обмотке (тороидальной) подвержена старению. Время ее службы – 7-10 лет. Итогом разрушения станет межвитковое замыкание с соответствующими последствиями. Во-вторых, индукционные котлы – относительно новый продукт, не прошедший тестирование временем, утверждение о 30 годах эксплуатации вряд ли является правдивым.

7. Совместимость с другими системами. Можно подключать теплые полы, газовые или дровяные котлы.

Хитрый счетчик, сберегающий электроэнергию. Окупается за 2 месяца!Это нужно знать каждому, чтобы сэкономить!

8. Не требуют отдельного помещения и вентиляции.

9. Не нуждаются в профилактических работах. Котел – в любом случае оборудование с множеством датчиков, реле, клемм, которые периодически нужно менять, подтягивать. Конечно, по сравнению с газовыми котлами, это незначительно.

Таким образом, большая часть положительных качеств соответствует другим типам электрических агрегатов. Теперь проанализируем недостатки, выявленные за несколько лет эксплуатации.

1. Стоимость. Цена индукционного котла SAV 5 кВт – 40 000 руб. Тогда как ТЭНовый Protherm Skat 6 кВт – 23 000.

2. Значительный вес при небольших габаритах. Поскольку даже самый маломощный агрегат весит от 20 кг, рекомендуется монтировать их на пол либо подвешивать на несущую стену при помощи прочных кронштейнов.

3. Электромагнитное поле генерирует сильные помехи в длинно-, средневолновом и УКВ диапазонах. Хотя производители заявляют, что они не влияют на человеческий организм, сотрудники санитарных и медслужб утверждают обратное. Не зря же в СНиПах зафиксированы нормативы и правила расположения приборов с высоким уровнем излучения.

4. Для работы в системе отопления в доме с 2-3 этажами требуется мощный циркуляционный насос.

Инструкция по изготовлению

Чертежи

Для изготовления печи понадобятся следующие материалы и инструменты:

• паяльник;
• припой;
• текстолитовая плата.
• мини-дрель.
• радиоэлементы.
• термопаста.
• химические реагенты для травления платы.

Дополнительные материалы и их особенности:

1. Для изготовления катушки, которая будет излучать необходимое для нагрева переменное магнитное поле, необходимо приготовить отрезок медной трубки диаметром 8 мм, и длиной 800 мм.
2. Мощные силовые транзисторы являются самой дорогой частью самодельной индукционной установки. Для монтажа схемы частотного генератора необходимо приготовить 2 таких элемента. Для этих целей подойдут транзисторы марок: IRFP-150; IRFP-260; IRFP-460. При изготовлении схемы используются 2 одинаковых из перечисленных полевых транзисторов.
3. Для изготовления колебательно контура понадобятся керамические конденсаторы ёмкостью 0,1 mF и рабочим напряжением 1600 В. Для того, чтобы в катушке образовался переменный ток высокой мощности, потребуется 7 таких конденсаторов.
4. При работе такого индукционного прибора, полевые транзисторы будут сильно разогреваться и если к ним не будут присоединены радиаторы из алюминиевого сплава, то уже через несколько секунд работы на максимальной мощности, данные элементы выйдут из строя. Ставить транзисторы на теплоотводы следует через тонкий слой термопасты, иначе эффективность такого охлаждения будет минимальна.
5. Диоды, которые используются в индукционном нагревателе, обязательно должны быть ультрабыстрого действия. Наиболее подходящими для данной схемы, диоды: MUR-460; UF-4007; HER – 307.
6. Резисторы, которые используются в схеме 3: 10 кОм мощностью 0,25 Вт – 2 шт. и 440 Ом мощностью – 2 Вт. Стабилитроны: 2 шт. с рабочим напряжением 15 В. Мощность стабилитронов должна составлять не менее 2 Вт. Дроссель для подсоединения к силовым выводам катушки используется с индукцией.
7. Для питания всего устройства понадобится блок питания мощностью до 500. Вт. и напряжением 12 – 40 В. Запитать данное устройство можно от автомобильного аккумулятора, но получить наивысшие показания мощности при таком напряжении не получится.

Сам процесс изготовления электронного генератора и катушки занимает немного времени и осуществляется в такой последовательности:

1. Из медной трубы делается спираль диаметром 4 см. Для изготовления спирали следует медную трубку накрутить на стержень с ровной поверхностью диаметром 4 см. Спираль должна иметь 7 витков, которые не должны соприкасаться. На 2 конца трубки припаиваются крепёжные кольца для подключения к радиаторам транзистора.
2. Печатная плата изготавливается по схеме. Если есть возможность поставить полипропиленовые конденсаторы, то благодаря тому, что такие элементы обладают минимальными потерями и устойчивой работой при больших амплитудах колебания напряжений, устройство будет работать намного стабильнее. Конденсаторы в схеме устанавливаются параллельно образуя с медной катушкой колебательный контур.
3. Нагрев металла происходит внутри катушки, после того как схема будет подключена к блоку питания или аккумулятору. При нагреве металла необходимо следить за тем, чтобы не было короткого замыкания обмоток пружины. Если коснуться нагреваемым металлом 2 витка катушки одновременно, то транзисторы выходят из строя моментально.

Плюсы и минусы индукционных устройств для нагрева воды

Прибор имеет довольно простую конструкцию и не требует специальных документов, разрешающих использование и установку. Индукционный нагреватель воды имеет высокую степень эффективности и оптимальную для пользователя надежность. При использовании его в качестве котла для отопления можно даже не устанавливать насос, так как вода течет по трубам благодаря конвекции (при нагреве жидкость практически превращается в пар).

Также устройство обладает рядом преимуществ, что выгодно отличает его среди других видов водонагревателей. Итак, индукционный нагреватель:

• намного дешевле своих аналогов, такое устройство можно без проблем собрать самостоятельно;
• полностью бесшумный (хотя катушка и вибрирует при работе, но эта вибрация не ощутима для человека);
• во время работы вибрирует, благодаря чему грязь и накипь не прилипает к его стенкам, поэтому и в чистке не нуждается;
• имеет теплогенератор, который можно легко сделать герметичным благодаря принципу работы: теплоноситель находится внутри нагревательного элемента и энергия передается нагревателю посредством электромагнитного поля, никаких контактов не нужно; поэтому не понадобятся уплотнительные резинки, сальники и прочие элементы, способные быстро испортиться или протекать;
• ломаться в теплогенераторе просто нечему, так как воду нагревает обычная труба, которая неспособна испортиться или перегореть, в отличие от ТЭНа;

Несмотря на огромное количество достоинств, индукционный водонагреватель имеет и ряд недостатков:

• первый и самый болезненный для владельцев – это счет за электричество; прибор нельзя назвать экономичным, поэтому придется выкладывать порядочную сумму раз за его использование;
• второе – устройство сильно греется и нагревает не только себя, но и окружающее пространство, поэтому лучше не прикасаться к корпусу теплогенератора во время его работы;
• третье – прибор имеет крайне высокую эффективность и теплоотдачу, поэтому при его использовании обязательно устанавливайте датчик температуры, иначе может взорваться система.

Преимущества агрегатов индукционного типа

К несомненным достоинствам этого типа устройств для обогрева дома можно отнести следующие характеристики:

• экономичность – переработка электрической энергии в тепловую происходит практически полностью без существенных потерь;
• удобство в пользовании – постоянное техническое обслуживание агрегатов данного типа не требуется;
• компактные размеры – индукционные нагреватели воды небольшие по габаритам, их можно установить в систему отопления практически в любых помещениях;
• бесшумность в работе – данное оборудование функционирует достаточно тихо, во время его работы какого-либо шума не возникает;
• долгий срок использования – индукционные агрегаты долговечны, бесперебойно могут функционировать в течение 30 лет и более;
• высокие показатели экологичности – вредных выбросов при работе устройства не происходит, устройство дымохода и организация системы вентиляции не требуется.

Многие считают, что индукционные котлы намного выгоднее других вариантов отопления дома. А по сравнению с оборудованием, оснащенным ТЭНами, время нагрева этих агрегатов происходит практически в два раза быстрее. За счет же постоянной циркуляции и вибрации жидкости накипь в трубах и внутри устройства не образуется, что значительно облегчает обслуживание и уход за отопительной системой.

Но имеются у этого типа устройств и некоторые недостатки. И основным минусом можно назвать то, что индукционное оборудование достаточно дорогое по стоимости. Но можно попробовать сделать такой нагреватель для отопления дома самостоятельно.

Принцип работы и область применения

Генератором повышается частота тока и передаёт свою энергию катушке. Индуктором ведётся преобразование высокочастотного тока в переменное электромагнитное поле. С высокой частотой меняются электромагнитные волны.

Нагревание происходит за счёт разогрева вихревых токов, которые провоцируются переменными вихревыми векторами электромагнитного поля. Почти без потерь передаётся энергия с высоким КПД и энергии достаточно на разогрев теплоносителя и даже больше.

Аккумуляторная энергия передаётся на теплоноситель, который находится внутри трубы. Теплоноситель, в свою очередь, является охладителем нагревательного элемента. За счёт чего, увеличивается срок эксплуатации.

Промышленность является наиболее активным потребителем индукционных нагревателей, так как многие проектирования предусматривают вести с высокой термообработкой. С их использованием повышается прочность продукции.

В высокочастотных кузницах устанавливаются приборы с высокой мощностью.

Кузнечно-прессовые компании, используя такие агрегаты, повышают производительность труда и уменьшают износ штампов, сокращают расход металла. Установки со сквозным нагревом могут охватывать сразу некоторое количество заготовок.

При поверхностном упрочнении деталей, применение такого нагрева позволяет увеличить в несколько раз износостойкость и получить значительный экономический эффект.

Конструкционные особенности и работа теплового генератора

Для организации индивидуального отопления в качестве индукционного нагревателя этой системы можно использовать трансформатор, состоящий из двух обмоток:

1. Первичной.
2. Вторичной короткозамкнутой.

Вихревые потоки здесь образуются во внутренней составляющей. Они направляют образующееся электрическое поле на вторичный контур. Именно он выполняет одновременную роль корпуса и элемента нагрева для теплоносителя. С возрастанием плотности вихревых токов, которые нацелены на сердечник, изначально начинает греться вся его поверхность, а потом весь элемент.

Пример установки водонагревателя на индукционном токе для отопления

Для подвода холодной воды и выхода нагретого теплоносителя индукционные котлы снабжаются двумя патрубками.

Для тех, кто хочет сделать своими руками такое оборудование, нужно предусмотреть, что:

• Нижний патрубок монтируется на вводный магистральный участок;
• Верхний – на подающий участок трубопровода.

Принцип работы системы

Тепло, генерируемое котлом, передается циркулирующему в системе отопления теплоносителю. За счет гидростатического давления, нагретая вода непосредственно через подающий патрубок поступает в общую отопительную систему и постоянно отводится за счет нагнетания в нее теплоносителя. Поэтому возможность перегрева оборудования здесь полностью исключена.

Сравнение энергопотребления водонагревателя на индукции с другими

Постоянная вибрация при работе индукционной системы не дает возможности образования накипи и ее жестких отложений на внутренние стенки трубопровода. Индукционные нагреватели не имеют стандартных электрических нагревательных элементов, поэтому вероятность дорогостоящих поломок в них сводится к нулю. Кроме этого, здесь отсутствуют разъемные соединения, которые могут угрожать незапланированным неприятным протечкам. Положительной особенностью этого котла является отсутствие шума при работе, что позволяет устанавливать его в любых жилых помещениях.

Бойлер из газового баллона

Если вы решили сделать бойлер из газового баллона, то его лучше приобретать новым и без вентиля. Если используется старая емкость, то горячая вода может иметь запах газа.

Баллон нуждается в предварительной грунтовке. С этой целью он разрезается на две половины. Чтобы не произошел взрыв, советуем предварительно наполнить его водой. Внутренняя часть конструкции зачищается и грунтуется. Таким образом предупреждается ржавление. После этого баллон заваривается.

В емкости вырезаются два отверстия, предназначенные для отвода горячей и холодной воды. На входе холодной воды труба для подачи оснащается обратным клапаном. Так предотвращается вытекание воды из бака.

Чтобы получить нагреватель косвенного типа, который будет функционировать от системы отопления, помимо отводов для горячей и холодной воды, делаются еще два отверстия для установки теплообменника. В нем одна труба прилегает к другой.

Змеевик устанавливается в центре бака или вдоль его стенок. К его входящей и выходящей трубе привариваются патрубки.

Если вы хотите, чтобы ваше устройство стояло, то к нему следует приварить опоры. Для навесного приспособления потребуются петли в виде «ушек».

К месту, где будет установлен ТЭН, приваривается гайка размером 32 мм. Она должна иметь внутреннюю резьбу. ТЭН для воды желательно устанавливать с наличием терморегуляции или сигнализирующего датчика. Его мощность должна равняться 1,2— 2 кВт.

В результате получается бойлер косвенного нагрева. При этом основным элементом конструкции выступает баллон для газа.