Как сделать индукционную печь и котел отопления из инвертора

Благодаря использованию индукционных катушек, а не традиционных нагревательных элементов, удалось добиться значительного повышения эффективности нагревательного оборудования при одновременном снижении потребления электроэнергии. Индукционные нагреватели появились на рынке совсем недавно и по относительно высоким ценам. В результате энтузиасты DIY взяли на заметку и придумали способ создания индукционного нагревателя с помощью сварочного инвертора.

Преимущества индукционного нагревателя

• Прибор отличается высокой эффективностью;
• Он работает практически бесшумно;
• Индукционные котлы и нагреватели считаются безопасными по сравнению с газовым оборудованием;
• Этот нагреватель работает полностью автоматически;
• Оборудование не требует постоянного обслуживания;
• Благодаря герметичной конструкции исключены протечки;
• Благодаря использованию вибраций электромагнитного поля образование накипи становится практически невозможным.

Еще одним преимуществом данного типа нагревателя является простота конструкции и доступность материалов, необходимых для самостоятельной сборки устройства.

Схема работы индукционного нагревателя

Нагреватель индукционного типа состоит из нескольких компонентов:

1. Генератор тока, который преобразует переменный ток из бытовой электросети в высокочастотный ток.
2. Индуктор, состоящий из катушки витой медной проволоки, которая создает магнитное поле.
3. Нагревательный элемент, представляющий собой металлическую трубку, расположенную внутри индуктора.

Все вышеперечисленные компоненты, работая вместе, действуют по следующему принципу. Генератор вырабатывает высокочастотный ток, который проходит через медный проводник в катушке индуктивности. При прохождении тока через катушку он преобразуется в электромагнитное поле. Это поле, в свою очередь, нагревает металлическую трубу, расположенную внутри катушки, благодаря возникающим вихревым токам. Когда вода проходит через нагретую трубу, она поглощает тепловую энергию, передавая ее в систему отопления. Кроме того, вода служит теплоносителем для нагревательного элемента, что позволяет продлить срок службы котла.

Вот схема индукционного нагревателя.

Взгляните на изображение ниже, чтобы увидеть внутреннее устройство индукционного нагревателя металла.

Принципиально важно: если нагретая часть будет соприкасаться с обеими катушками индуктора, это приведет к межвитковому замыканию, в результате чего транзисторы мгновенно сгорят.

Сборка и монтаж системы

Категорически запрещается подключать индуктор к клеммам сварочного аппарата, предназначенным для сварочных кабелей. Это приведет к выходу устройства из строя. Чтобы сделать инвертор совместимым с индукционным нагревателем, необходима сложная модификация устройства, требующая обширных знаний в области электроники.

Проще говоря, модификация заключается в подключении первичной обмотки катушки после высокочастотного преобразователя инвертора, заменяя встроенную индукционную катушку. Кроме того, необходимо удалить диодный мост и припаять блок конденсаторов.

Чтобы узнать больше о процессе превращения сварочного инвертора в индукционный нагреватель, посмотрите это видео.

Индукционный нагреватель для металла

Для создания индукционного нагревателя с помощью сварочного инвертора вам потребуются следующие материалы:

1. Сварочный инверторный аппарат. Будет выгодно, если станок оснащен функцией плавного регулирования тока.
2. Медная трубка диаметром около 8 мм и длиной, достаточной для того, чтобы обернуть вокруг предмета диаметром 4-5 см в 7 витков. Кроме того, после намотки должно остаться около 25 см лишней трубки с обоих концов.

Соберите нагревательный элемент, выполнив следующие действия:

1. Выберите предмет диаметром 4-5 см, который послужит шаблоном для намотки спирали из медной трубки. Это может быть деревянная круглая деталь, металлическая или пластиковая трубка.
2. Возьмите медную трубку и расплющите один конец с помощью молотка.
3. Плотно набейте трубку сухим песком и надежно закрепите противоположный конец. Песок обеспечит армирование и не позволит трубке сломаться при скручивании.
4. Оберните трубку вокруг шаблона семь раз, затем отрежьте концы и высыпьте песок.
5. Прикрепите полученную катушку к модифицированному преобразователю.

Совет: Если предполагается длительное использование индукционного нагревателя на высоких уровнях мощности, рекомендуется использовать водяное охлаждение трубки.

Индукционный нагреватель для воды

Чтобы построить отопительный котел, потребуются следующие компоненты.

1. Инвертор. Выберите устройство с необходимой мощностью для отопительного котла.
2. Толстостенная пластиковая труба, предпочтительно марки PN, длиной 40-50 см. Эта труба будет использоваться для прохождения теплоносителя (воды). Его внутренний диаметр должен составлять не менее 5 см, чтобы не нарушить работу котла. Внешний диаметр будет равен 7.5 см.
3. Стальная проволока или металлический прут диаметром 6-7 мм. Отрежьте от проволоки или прута небольшие кусочки (4-5 мм), которые будут служить теплообменником (сердечником) для индуктора. В качестве альтернативы вместо стальных деталей можно использовать цельнометаллическую трубку меньшего диаметра или стальной винт.
4. Текстолитовые бруски или стержни для намотки индукционной катушки. Использование текстолита обеспечит изоляцию трубки от нагретой спирали, так как этот материал очень устойчив к повышенным температурам.
5. A 1.Изолированный кабель с площадью поперечного сечения 5 мм2 размером 10-10.5 метров в длину. Изоляция кабеля должна состоять из волокна, эмали, стекловолокна или асбеста.

Совет профессионала! Вместо стальной проволоки можно использовать металлическую губку из нержавеющей стали. Однако перед покупкой обязательно протестируйте их с помощью магнита: если губка притягивается к магниту, ее можно использовать в качестве нагревательного элемента.

Процедура сборки индукционного котла отопления выглядит следующим образом: Возьмите указанные металлические изделия и заполните ими корпус теплообменника. Прикрепите адаптеры к концу трубы корпуса, обеспечив их соответствие диаметру труб в отопительном контуре.

При необходимости вы можете припаять углы к адаптерам. Кроме того, американские муфты могут быть припаяны. Благодаря этим муфтам нагреватель можно легко разобрать для проведения необходимого ремонта или профилактического обслуживания.

На последующем этапе сборки теплообменника необходимо нанести клей для крепления текстолитовых полос, на которые будет намотан теплообменник. Кроме того, необходимо создать пару текстолитовых столбиков высотой 12-15 мм, которые будут служить для размещения контактов, используемых для подключения нагревателя к модифицированному инвертору.

Уложите полоски текстолита и намотайте сверху змеевик, обеспечивая минимальное расстояние в 3 мм между каждым змеевиком. Катушка должна иметь в общей сложности 90 витков провода. Закрепите концы кабеля на заранее подготовленных стойках.

Вся конструкция помещается в защитный кожух, который будет служить изоляцией в целях безопасности. В качестве крышки для корпуса следует использовать пластиковую трубу большего диаметра, чем змеевик. В кожухе необходимо проделать два отверстия для вывода электрического кабеля. На концах труб можно установить заглушки, в которых следует сделать отверстия для патрубков. Котел будет подключен к отопительной сети через эти патрубки.

Важно! Испытания нагревателя следует проводить только после его заполнения водой. Включение "на сухую" приведет к расплавлению пластиковой трубы, что потребует повторной сборки нагревателя.

После этого котел следует подключить к системе отопления по схеме, представленной ниже.

1. Схема подключения включает в себя следующие компоненты:
2. Модифицированный инвертор, служащий источником высокочастотного тока.
3. Индукционный нагреватель.
4. Группа защитных элементов, включая термометр, предохранительный клапан, манометр и т.д.
5. Шаровые краны, которые используются для слива или заполнения системы водой, а также для перекрытия подачи воды на определенном участке контура.
6. Циркуляционный насос, обеспечивающий движение воды по системе отопления.
7. Фильтр, который используется для удаления механических примесей из охлаждающей жидкости, продлевая срок службы всего оборудования.
8. Расширительный бак мембранного типа, используемый для компенсации теплового расширения воды.
9. При индукционном нагреве рекомендуется использовать алюминиевые или биметаллические радиаторы, так как они обеспечивают высокую теплоотдачу, несмотря на малые размеры.
10. Для заливки или слива теплоносителя из системы можно использовать шланг.

Как показывает вышеописанный метод, создать собственный индукционный нагреватель вполне возможно. Однако он может оказаться не таким надежным, как покупной. Даже обладая достаточными знаниями в области электротехники, необходимо учитывать последствия для безопасности эксплуатации такого устройства без специализированных датчиков и блока управления. Поэтому рекомендуется выбирать готовое оборудование, изготовленное в контролируемых условиях.