Індукційне нагрівання 12 вольт своїми руками. Індукційний нагрівник: схеми самостійного виготовлення. Принцип роботи та сфера застосування

На результати цієї статті витратилося майже рік, та й грошей пішло чимало, тому прохання перед тим як робити висновки від перших рядків дочитати до кінця - дуже багато речей стануть зрозумілими.
Все почалося із того, що назріла тема заміни опалення будинку. Газ це звичайно добре, але котел у нас досить старий і міняти його не хочеться - він з плавним регулюванням тремтіння температури, а сучасні - дискретні, тобто. у них немає горіння в половину або в 1/4 чверть від максимуму, а чим про плавніше регулювання, тим економніше будь-який обігрівач. Так, економія не велика, але навіть 200-300 рублів економії я можу витратити вже на власний розсуд, а не оплачуючи газ.
Ну як годиться все почалося з пошуковика. Вбиваю пошуковий запит"Індукційний котел" і почав вивчати знайдені сторінки... І довелося серйозно замислитись...

Насамперед бентежило марення, яким рясніли сторінки з описом індукційного котла, принципу індукційного нагрівута убожеством схем управління. Можете перевірити самі набравши в пошуковій системі ІНДУКЦІЙНИЙ КОТЕЛ СВОЇМИ РУКАМИ або ІНДУКЦІЙНИЙ КОТЕЛ КРЕСЛЕННЯ. Майже на всіх сторінках посилання на відео, де чоловік у ванній кімнаті суєт за теплообмінник індукційну пічку і щасливо говорить про те, що все готове, підло замовчуючи про те, що в грубках передбачено автовимкнення і перезапуск печі він робить кожні 2-3 години.
На одній із сторінок пропагадуючих індукційні котлибула викладена відверта параноя, не втримаюся і процитую:
ТЕН нагрівається від того, що через його провідник з підвищеним опором протікає струм, тому в будь-якому випадку він нагрівається до заданих 600 - 750 * З теплоносій на його поверхні завжди кипить. Через це ТЕН швидко обростає накипом. Від цього тепловіддача зменшується, і ТЕН зрештою перегорає.
В індукційному казані можна використовувати різні теплоносії, навіть нафтопродукти, якщо їх не перегрівати понад 70*С.
ЧОГО??!!! 600-750 градусів?!Гаразд, беремо масляний обігрівач, викидаємо термостат і гріємо до максимуму, попередньо помолячись, щоб його не розірвало. Зрозуміло, що краще один раз побачити, ніж сто разів почути. Отже ДИВІМО
Отже, температура спіралі 421 градус при температурі радіатора 168 градусів і це з урахуванням того, що всередині олія, а її теплопровідність гірше за водуу 5 разів. Звідки цікаво тога береться 600-750 градусів? Так, про всяк випадок, температура прлавлення алюмінію 660 градусів, міді 1100. Втім я знаю звідки - у деяких ніхромових сплавом максимальна робоча температура 750 ° С, але чи буде вона досягнута є великі сумніви.
ТЕН обростає накипом? Та ще й фотку притулили?Мда...

Охо-хоюшки хо-хо... Для тих хто не в курсі - це тен від пральної машинкиі свого часу я їх змінював досить часто, бо працював у ремонтній майстерні. Отже, це страшне слово НАКІП:
Накип - це тверді кальцієві відкладення, які погано розчиняються і утворюються в результаті утворення пари або нагрівання води. Крім вапняного нальотуПри розігріві води ще утворюється вуглекислий газ. Але його кількість має значення, тільки в промислових масштабахроботи з твердою водою. Так у котельнях, при очищенні від накипу котлів потрібно обов'язково провітрювати приміщення, але при кип'ятінні води також потрібно забезпечити в приміщенні хорошу вентиляцію.
Утворення накипу в процесі розігріву води відбувається завжди, якщо вода тверда. Тільки от накип може бути різним, т.к. жорсткість води може бути не обов'язково карбонатною. Зрозуміло, що причиною утворення накипу карбонатної є солі кальцію та магнію. У випадку, якщо утворення накипу відбувається за рахунок силікату кальцію, то накип виходить сульфатним. Кремнекислі сполуки таких речовин, як залізо, алюміній або кальцій призводять до утворення силікатного накипу. Так, що утворення накипу після роботи з жорсткою водою не означає, що випав саме карбонатний накип. Хоча слід уточнити, що карбонатний накип найпоширеніший.
Ха! З цього не важко зробити висновок, що накип поставляється лише з новою порцією води, а воду в системі змінюють вкрай рідко і цей самий шар накипу утворюється лише раз і трохи потовщується з кожною новою порцією води, а доливають воду в систему теж не часто. Отже до стану показаного на фото тен котла дійде приблизно через 20 років після того, як згниють алюмінієві радіаториОскільки накип осідає не тільки на тілі тену, але й на тіла самого котла, менше, але все одно осідає.
І до речі сказати позбавиться від накипу в опаленні цілком можливо - 100 грам антинакіпія в системі повністю ліквідують цю проблему - перевірено експлуатацією електрокотла протягом трьох опалювальних сезонів.
Але повертаємось до реклами індукційних котлів:
У ТЕН-котлах можна використовувати теплоносієм тільки воду і до того ж найкраще дистильовану.
В обслуговуванні ТЕН- котли менш практичні, ніж індукційні, тому що перехідний контакт між провідником електропостачання та провідником самого ТЕН-а постійно перегрітий, через це окислюється та послаблюється. Необхідно постійно стежити за тим, щоб провідник електропостачання не відгорів або при відгоранні - може бути пошкоджено різьбове з'єднанняТЕН-а і такий робочий нагрівальний елемент доводиться міняти. цієї проблеми в індукційних котлах немає, тому що зв'язок його нагрівального елемента з електропостачанням здійснюється через електромагнітне поле змінного струму.
Так, звичайно, звичайно. А котушка індуктора до розетки по бездротовий технологіїприєднується? КРУТО! Найчастіше відгоряння відбувається в точках з'єднання при великих навантаженнях і неперервній цілодобовій роботі, тож якось не переконливо звучать перегріті контакти... Гаразд, що там далі?
Індукційні котли можна ставити в будь-якому, навіть не в окремому місці. Вони пожежобезпечні та працюють безшумно.
Ага! А тен скате всередині котла постійно стукаючись об стінки своєю головою і від цього в приміщенні взагалі не можливо?
Індукційні казани забезпечують електричну безпекулюдину набагато вищу, ніж ТЕН- котли, тому що сам ТЕН може перегоряти подвійно: а) з розгерметизацією корпусу; в цьому випадку розігрітий ніхром від потрапляння на нього води розсипається - небезпеки потрапляння людини під напругу немає; б) без розгерметизації корпусу; у цьому випадку розігрітий ніхром може прилипнути до корпусу ТЕН-а. Нагрівальний елемент продовжує працювати і через воду металевий корпус котла виявляється під напругою.
Цілком логічний аргумент, якщо котел монтувати з порушеннями правил безпеки – будь-який силовий прилад має бути заземлений. А дурня і батарейкою вбити може, ну якщо з рогатки і на думку.
Індукційну котушку індукційного котла при потужностях 3 кВт і більше на 50 Гц маленькою та компактною зробити поки що не вдається. Тому ТЕН-котел має набагато менші габарити за тієї ж потужності, ніж індукційний котел.
Так і не вдасться ніколи - частота низька, всього то 50 Гц, а потрібна певна індуктивність, та ще дротом, щоб сам не грівся при проходженні через нього цих самих 3 кВт. Так що індукційний котел завжди буде більшим.
Ну а важливі схеми індукційних котлів це взагалі щось. На одному з сайтів пропонувалося використовувати таку схему для індукційного котла:

Реально досить довго посміхався – при харчуванні 10...30 вольт вони збираються розігрівати казан? Так, блок живлення для цієї пукалки вироблятиме тепла більше, ніж ця іграшка для дітей середнього шкільного віку.
Не приховано потрапив і один досить цікавий варіант схеми на тиристорі, але робота на звукових частотах не привернула моєї уваги.

Одна з рекламних мовлення буквально розмішила:
Економія на споживанні електрики
Споживання 2,5 кВт замість 4-5 – чудовий результат. Але його виявилося замало для амбітних та ощадливих домашніх майстрів. Але де ж взяти дешеву електроенергію для плити? Виявляється, відповідь відома давно.
Цей прилад називається інвертор, і він перетворює постійний струму змінний. З його допомогою можна звести споживання струму для опалення до нуля.
Для зменшення витрати енергії нам знадобиться таке:
Два акумулятори щонайменше 190 А годину (краще 250 А годину). Інвертор на 4 квт.
Зарядний пристрій акумуляторів (24 В).
Труби магістралі мають бути виконані з немагнітного матеріалу (пластик, алюміній, мідь).
Акумулятори підключаємо паралельно і ставимо на постійну зарядку. Процес, що відбувається в електроланцюзі:
В акумуляторах утворюється постійний струм, який подається на інвертор.
Інвертор перетворює постійний струм змінний 220 В.
Струм із інвертора подається на індукційну піч, яка працює у звичайному режимі (витрата).
Зарядний пристрій постійно заряджає акумулятори.
Чесно, це цитата з інтернету, і на кого вона розрахована, я навіть не уявляю.

Загалом реклама індукційного котла розчарувала, але збентеження залишилося - виробники на перебій стверджували, що індукційний котел має набагато більшу продуктивність порівняно з теновим. Ось на цей гачок я і попався - продуктивність котла це, по суті, досить не погана економія по світу.
Робити відразу індукційний котел рішучості не вистачило, тому вирішив спробувати спершу зібрати індукційну батарею опалення. Перше, що просилося саме в руки - індукційна грубка, але на тему її купівлі домовленості зі жабою не утворилося, тому знайшовши в інтернеті схему індукційної плити з неї було вичленовано силову частину, яка і була зібрана.

Схема виявилася досить примхливою, не після смерті кількох IGBT транзисторів я вирішив, що подібні досліди можуть і без штанів залишити, благо брав транзистори з розбирання, тому горем не дуже вбивався. Купував.
У цього ж продавця відразу замовив IRFPS37N50, ніби чув щось не хороше. Та й доставка у цьому варіанті обійшлася порівняно не дорого – два замовлення, а оплата доставки одна.
Загалом награвшись вдосталь з однотактником я дійшов висновку, що штука щось хороша, але найменша помилка при регулюванні вбиває силові транзистори. Тому вирішив піти іншим шляхом – спробувати зібрати двотактну схему індукційного обігрівача, благо потужні польовики вже були на руках. Не багато поміркувавши я вирішив використати напівмостовий драйвер IR2153, а щоб він не вбився важкими затворами, умощнив його емітерними повторювачами на 1,5 А. В результаті вийшла наступна схема:

Ідея була досить проста - плівкові конденсатори великі струми тримають не дуже добре, тому їх використовувати кілька штук, а якщо їх буде кілька штук, то можна буде підібрати ємність таким чином, щоб LC контур, що вийшов, загнати в резонанс і отримати максимальні магнітні поля.
Як теплообмінник було вирішено використовувати квадратну трубу - площу теплообміну і зовні і зсередини, а це природно тільки на руку.

Були підозри, що електроніка сильно грітиметься, оскільки на однотактному варіанті доводилося використовувати обдув радіатора. Ну а щоб потік повітря за дарма не ганявся було вирішено використовувати його як конвекційний поток - через трубу направити всередину квадратної трубитеплообмінника, тим самим збільшивши продуктивність конструкції.

Розташування котушок між регістрами теплообміну повністю їх екранує, що не дозволяє високочастотному електромагнітному випромінюванню вирватися навантаження, адже це не тільки шкідливо, але ще й знижує ККД цього девайсу. Ну а щоб у разі пошкодження ізоляції самого дроту котушки не торкнулися теплообмінника, був використаний гофрований картон просочений епоксидним клеєм. Можна було використати і склотканину, але такого великого шматка під руками не було.
Закріпити котушки можна і на герметик, в принципі, головне, щоб вони досить міцно трималися навіть при падінні обігрівача. Хоча, звичайно, впустити таку штуку, якщо тільки під час транспортування - важка іграшка вийшла, але її не на собі носити, тому про вагу взагалі роздумів не було. На кінці котушок були одягнені високотемпературні кембрики - не термоусадка, зі склотканиною, вона значно дорожча за термоусадку і виглядатиме як матеріал. Зрозуміло, що круглі котушки мають більшу добротність, але мені було необхідно розташувати котушку таким чином, щоб вона виробляла нагрівання всієї площі теплообмінника. Саме тому було виготовлено дві прямокутні котушки. Дві, тому що мала можливість їх або послідовного, або паралельного включення, а це розширювало ймовірність попадання в резонанс - яка індуктивність вийде у фіналі я уявлення не мав.
Було зроблено креслення, роздруковане на папері, приклеєне скотчем до листа ДСП, по кутах були просвердлені отвори, в які були вставлені гвоздики. На гвоздики попередньо одягнені шматочки термозбіжної трубки і на цьому шаблоні були намотані котушки. Після намотування котушки були пролиті епоксидним клеєм і прогріті феном для кращого просоченняджгутів з багатожильного дроту, яким і були намотані котушки Використовувався провід діаметром 0,35 мм, у джгуті було 28 жил. Робив потім ще котушки і промизав їх герметиком - аж надто вони які рідкі вийшли, хоча билися досить добре.

Далі все це було зібрано в один апарат та відрегульовано. Як з'ясувалося на відміну від однотактного варіанта силові транзистори при тому ж радіаторі обдуви не потребували, проте вентилятор все-таки був залишений - з ним краще йде теплообмін. Однак обороти були знижені до мінімальної чутності - так і ресурс у нього буде більше, менше пилу наздожене всередину, та й гудінням не дратуватиме.
Після складання природно потрібно було порівняти, що власне вигідніше - масляник або індукційник. Було проведено цілу купу вимірів, але щоразу індукційник стосовно масляника опинявся у виграші, що досить сильно дратувало глядачів з Ютуба. Так, звичайно, деякі виміри були не зовсім коректні, але остання серія практично критик не викликала, хоча думки про те, що я не вчився в школі і закон збереження не знаю все одно мелькали. Та я власне і не робив замах на цей закон - мова йде про продуктивність і не більше того.
Загалом останні виміри були зведені в таблицю за результатами якої самі робіть висновки, що вигідніше.

НАГРІВ НЕ ВЕЛИКОГО ПРИМІЩЕННЯ ДО ТЕМПЕРАТУРИ 40°С

Зроснодовано кВт

Середня швидкість вітру

Середня температура на вулиці
Масляний обігрівач
Індукційний обігрівач

ПІДТРИМАННЯ ТЕМПЕРАТУРИ У ТОМУ ПРИМІЩЕННІ ПРОТЯГОМ ДОБА
Потужність у всіх приблизно однакова
Індукційний
Масляний
Конвекційний
Два масляники

ПОДРОБНІШЕ ПРО ПОГОДУ
ДАНІ З САЙТУ СИНОПТИК

І як робилося показано у відео. Показано ДУЖЕ докладно тому це більше півтори години часу, так що запасіться попкорном.

Відразу почали з'являтися питання типу "А чи не могли б Ви зібрати мені плату управління?" Так міг би звичайно, але тільки є два ньюнаса:
Це дорого, тому що доводиться робити плати вручну, ПОВНІСТТЮ вручну, оскільки черги на цей девайс я не бачу і замовляти плати на заводі з мінімальною партією 10 штук мені немає необхідності. А виготовлення плати і прасування і ручне свердління, і лудіння, тобто. досить багато часу, який я не можу просто взяти і подарувати - термін життя чи знаєте обмежений і витрачати її на те, що мені не цікаво і не взявши за це гроші просто безглуздо.
Імовірність довести до розуму цю конструкцію у не підготовленого паяльника не дуже велика, оскільки крім плати потрібно ще й індуктор, а це котушки кількість витків у яких безпосередньо залежить від способу їх з'єднання, товщини сталі та відстані між котушкою та сталлю.
Загалом я вирішив позбавити себе порожньої балаканини на цю тему і зняв відео з рекомендаціями про виготовлення індукторів і якщо у когось з'являється бажання придбати плату я просто відправляю дивитися його це відео з питанням "А зможете зробити так само?". Ряди покупців тануть як сніг під час дощу.

Результат змагань індукційного позичальника та масляного звичайно ж вразив і ідея збирання індукційного котла засіла ДУЖЕ щільно в голові. Перше, що треба було вирішити – який індутор зібрати. Зрозуміло, що на відміну від вітчизняних індукційних котлів я збирався робити його не на 50 Гц. А для цього вже потрібні були серйозніші конденсатори - надто вже багато в інтернеті фоток плівочників, що розірвалися. Тому і були замовлені конденсатори для індукційних плит - вони вже точно витримають і струм і напруга. Для придушення імпульсних перешкод з харчування були замовлені конденсатори та створення резонансу були придбані конденсатори серії MKP, які використовуються в індукційних плитах. За харчуванням я брав на 5 мкФ і 3 мкФ, для індуктора на 0,27 мкФ. Там, де купував я вже вивіска, що товар не доступний, тому вибирайте самі КОНДЕНСАТОРИ MKP.
Ще одним фактором для створення індукційного котла стало їх серійне виробництво, Правда не наше, а більш компактне і високочасткове - Китайські індукційні котли потужністю 6 кВт і 10 кВт. Правда було зрозуміло з фото, що Китайці вперлися в максимальну потужність 3 кВт з однієї секції нагрівача, оскільки використовували однотактині перетворювачі - це видно з наявності двох і трьох однакових плат управління з примусовою вентиляцією. Використовуючи двотактний мостовий інвертор, я розраховував отримати 4-5 кВт з однієї секції, а враховуючи те, що силова частина може обслуговувати 2 секції індуктора, то проблем з потужністю взагалі не намічалося.
Чому обмежена потужність індукційного казана? Все досить банально – для отримання резонансу потрібна певна індуктивність. Якщо резонанс буде на звукових частотах, то і управління і сам індуктор стане чутно, а це буде дуже стомлювати, м'яко кажучи. Якщо йти більш високі частоти, ми будемо змушені зменшувати кількість витків, а сила магнітного поля, необхідного виникнення струмів Фуко, тобто. вихрових струмів, які і гріють сталь, буде зменшуватися. Адже сила магнітного поля прямо пропорційна кількості витків і струму, що протікає через них. Мотати трансформатор, що підвищує, для отримання більшого напруження не вбулося з двох причин:
Габарити та вартість фериту
Проблемність ізоляції індуктора та силової частини управління
Так, так, ізоляція тут теж має не останнє значення – при резонансі та мостовому інверторі до котушки індуктора додає близько 800 вольт. Якщо подвоїти частоту, то доведеться зменшувати кількість витків теж у 2 рази, а для отримання тієї ж потужності доведеться збільшувати в 2 рази напругу, що додається, а це вже 1600 вольт. Ні, я не ризикнув починати таке, та й Вам не раджу - аж надто стає небезпечною ця штука.
Перший варіант схеми управління дав зрозуміти, що крім підвищеної акуратності потрібно схему трохи змінити, що було зроблено. Однак дещо на першому варіанті я встиг перевірити:

Взагалі не вразило... Однак трохи поміркувавши я дійшов висновку, що з перевіркою я сильно поквапився - магнітне поле навколо котушки індуктора не було замкнуте, а це призводило до втрат - сталевий лист, який був поруч із котлом відчутно нагрівся під час проведення досвіду.
Ну а оскільки управління індукційним котлом я все-таки ушатал, то вирішено було зібрати стенд для перевірки індукторів, що не вбивається, та й власне нове, більш продумане управління для індукційного котла.
Посидівши вечір у результаті вийшла така схема перевірочного стенду. У принципі не традиційного тут тільки перший ступінь обмеження струму - чинне значення формується не тривалістю імпульсів, як це зазвичай прийнято в контролері TL494, а зміною частоти перетворення. Таке рішення зумовлене насамперед тим, що відпадає потреба боротися з імпульсами самоіндукції, які і викликають нагрівання силових транзисторів, а оскільки навантаження має реактивний опір, що збільшується від частоти, що використовується, то сумнівів у працездатності даного схемотехнічного рішення не було. Крім цього, в схему був введений аналоговий частотомір, що дозволяє орентуватися в частотах, що використовуються. Очевидно, що шкала частотоміра була проградуйована за показаннями реального частотоміра.


ЗБІЛЬШИТИ СХЕМУ

Управління котлом теж зазнало деяких змін і фінальна принципова схема набула наступний вигляд:


ЗБІЛЬШИТИ СХЕМУ

Схеми мають загальний принцип управління струмом, що протікає через навантаження - регулювання частоти. У стенді частота залежить від струму, що протікає через навантаження, для котла ж ця залежність формується терморегулятором. Причому регулювання має два щаблі - перше зменшення споживання відбувається при досягненні температури теплоносія певної величини і проводиться східчасто. Другий ступінь регулювання плавна і змінює потужність, що подається на індуктор котла, залежно від температури опалювального приміщення. Таким чином, інерційність нагрівача повністю відсутня.
Після невдалого випробування першої версії індукційного котла було випробувано екранування котушок феритовими стрижнями – приріст продуктивності був яскраво вираженим. Це звичайно окриляло, але не сильно - проект ставав занадто дорогим - фериту потрібно багато, а він дешевизною не відрізняється.
Вирішення проблеми прийшло у два етапи. Спочатку було вирішено використовувати тороїдальний теплообмінник з лабіринтом усередині, але трохи поміркувавши з'явився нарис тороїдального індукційного котла без лабіринту та з іншим розташуванням вхідний та вихідний труб.
Перше включення показало, що витків на казані намотано замало і довелося котушку ущільнювати та доматувати.
До складання плати управління індукційним котлом залишався по суті тиждень, але руки свербіли - котел уже був готовий і готовність перевірочного стенду теж не давала спокою.
Була зібрана та випробувана модель опалення з декількома варіантами електричних котлів, але фінальний досвід був зірваний - діаметр труб виявився занадто малим і вода в котлі з теном просто закипіла.

Модель опалення була перероблена - доданий циркуляційний насос, який виключить закипання води, а об'єм води в моделі зріс з півтора відер до шести з половиною, що дозволило значно збільшити протікання експерименту. Отже, година ІКС, чи момент істини настав:

Скажу чесно – засмутився. Жодного чарівного приросту продуктивності не сталося. Зрозуміло, що при самоциркуляції ймовірність приросту швидше за все була б - при повільному русі води на поверхні тену утворюються бульбашки, які несуть самі в розширювальний бачок, несучи і тепло, але при використанні циркуляційного насосацей ефект зводиться нанівець - тен занадто інтенсивно омивається водою і газоутворення зменшується вдесятеро.
Зрозуміло індукційний котел заганявся і в резонанс, але залежність струму, що протікає, лінійна - він починаєте збільшуватися при підвищенні частоти і наближенні її до резонансу, а пройшовши його струм так само лінійно зменшується. Жодних сплесків струму, що протікає через котушку, виявлено не було.
Ну а оскільки модель зібрана повноцінна, то не спробувати побалуватися електродним котлом я не втримався:

Для цих дослідів так само купили новий, сучасний електролічильник, який після завершення вимірів просто виявився не потрібним. Звичайно ж і в нього був засунутий мій цікавий ніс:

Загалом плату керування котлом збирати до кінця я не став - немає різниці в продуктивності тепла у індукційного котла та котла на тенах, отже ця плата мені не знадобиться. Ні, розбирати її до кінця поки не буду - є і TL494 і IR2110, а силові транзистори на неї я поки не запаяв. Нехай поки що поваляється. А ось ідеї індукційного нагріву я візьму на озброєння - з подібним комплектом силових пристроївможна не поспішно або швидко гріти безліч сталевих речей для різних цілей. Так що був і досвід придбаний, і стенд залишився для подальших дослідів.
Звичайно ж шкода, що ідея з індукційним котлом виявилася не заможною, але є технологія виготовлення індукційних обігрівачів, які по електроніці звичайно складніші за заводський конвекційний, але використовуючи більш точну підтримку температури, або використання безперервного регулювання, як у котлі можна досягти пристойної економії.
Ще раз нагадую - йдеться не про ККД, а про продуктивність і не треба мені махати перед носом підручниками з фізики та термодинаміки - описані в підручниках досліди поставлені в ідеальних умовах, а житло ніколи не буде в подібних умовах, у нього завжди є теплообмін з довкіллям. Розрахувати математично що і як відбуватиметься у мене розуму не вистачило, тому я й зібрав кілька моделей і перевірив усе ДОСВІДНИМ шляхом і бачив усе на власні очі. Так що вгамуйте свій сарказм і якщо є сумніви, то можете все повторити - всі принципові схеми, всі конструкції описані досить докладно.

Наприкінці кілька слів про перспективи даного способунагріву у побуті. Нагрівати можна будь-який метал, що магнітиться. Для чого Ви це робитимете це не моя собача справа. З мого боку були успішно випробувані два варіанти - побутова праска, що має сталеву основу та саморобний паяльник для пластикових труб.
На жаль на той момент були відтеситровані індуктори та силова частина, а температура контролювалася за допомогою термопари. На сьогодні вже розроблено керування цим нагрівачем через МК без використання контактних датчиків.

Принцип роботи ґрунтується на поступовому зменшенні потужності, що підводиться в індуктор у міру досягнення встановленої температури. При використанні в якості генератора, що задає, IR2155о знадобиться оптрон світлодіод-фоторезистор або лампа-фоторезистор. У міру наближення температури до встановленої по черзі спалахують світлодіоди. Перший збільшує частоту генератора, що задає, в 1,5 рази, тим самим відводячи індуктор з резонансу. Другий збільшує частоту в 1,5 рази. А третій повністю зупиняє роботу генератора.
Як виготовити подібний оптрон показано у відео:

Наприкінці цього відео мелькає випробування праски.
Принципова схемабезконтактного терморегулятора наведено нижче. Живити МК можна від будь-якого стабілізованого п'ятивольтового блоку живлення. На Алі, до речі, продаються УНІВЕРСАЛЬНІ БЛОКИ ЖИВЛЕННЯ, що мають вихідну напругу 5 вольт – для контролера та 12 вольт, яке можна використовувати для живлення IR2155 та позбутися резисторів на 2 Вт. Тільки п'ятивольтову землю краще відокремити від землі дванадцять вольт.

Схема, плата та прошивка для МК лежать в АРХІВІ.
При використанні в якості генератора, що задає TL494 або SG3525 оптрони можна використовувати оптрон світлодіод-фототранзистор (РС817), транзистор якого включається в ланцюг частотозадаючого резистора.

Сучасним та найбільш економічним приладом для нагрівання води є індукційний водонагрівач. На відміну від аналогів, він повністю екологічний, не сушить і не випалює повітря, відповідає сучасним вимогам безпеки. Може застосовуватися як як проточного водонагрівача, і виконувати роль котла для опалення приміщення. Пристрій зазвичай купують у магазині, пропонуємо альтернативу - самостійне виготовлення. В останньому випадку прилад, може, і не матиме такого привабливого зовнішнього вигляду, але обійдеться набагато дешевше.

Плюси та мінуси індукційних пристроїв для нагрівання води

Прилад має досить просту конструкціюі не вимагає спеціальних документів, що дозволяють використання та встановлення. Індукційний нагрівач води має високий рівень ефективності та оптимальну для користувача надійність. При використанні його в якості опалювального котла можна навіть не встановлювати насос, так як вода тече по трубах завдяки конвекції (при нагріванні рідина практично перетворюється на пару).

Також пристрій має низку переваг, що вигідно відрізняє його серед інших видів водонагрівачів. Отже, індукційний нагрівач:

В індукційних нагрівачах вода стає гарячою за рахунок труби якою тече, а остання нагрівається за рахунок індукційного струму, створюваного котушкою.

  • набагато дешевше від своїх аналогів, такий пристрій можна без проблем зібрати самостійно;
  • повністю безшумний (хоча котушка і вібрує під час роботи, але ця вібрація не відчутна для людини);
  • під час роботи вібрує, завдяки чому бруд і накип не прилипає до його стінок, тому і чищення не потребує;
  • має теплогенератор, який можна легко зробити герметичним завдяки принципу роботи: теплоносій знаходиться всередині нагрівального елемента та енергія передається нагрівачу за допомогою електромагнітного поля, ніяких контактів не потрібно; тому не знадобляться ущільнювальні гумки, сальники та інші елементи, здатні швидко зіпсуватись або протікати;
  • ламатися в теплогенераторі просто нема чому, оскільки воду нагріває звичайна труба, яка нездатна зіпсуватися чи перегоріти, на відміну Тена;

Не варто забувати і про те, що обслуговування індукційного нагрівача вийде набагато дешевше, ніж бойлер або газового котла. Пристрій має мінімум деталей, які практично ніколи не виходять із ладу.

Незважаючи на величезну кількість переваг, індукційний водонагрівач має і ряд недоліків:

  • перший та найболючіший для власників – це рахунок за електрику; прилад не можна назвати економічним, тому доведеться викладати порядну суму разів за його використання;
  • друге - пристрій сильно гріється і нагріває не тільки себе, але і навколишній простір, тому краще не торкатися корпусу теплогенератора під час його роботи;
  • третє – прилад має вкрай високу ефективністьта тепловіддачу, тому при його використанні обов'язково встановлюйте датчик температури, інакше може вибухнути система.

Індукційний водонагрівач своїми руками: схема

Прилад є трансформатором, що має дві обмотки: первинну і вторинну. Перший контур перетворює електричну енергіювихрові струми, тим самим створює індукційне поле спрямованої дії, що забезпечує індукційне нагрівання . На вторинному контурі перетворена енергія передається теплоносію (у разі – це вода).

Важливо враховувати тип матеріалу, з якого виготовлена ​​обмотка. Так, у побутових моделях найчастіше використовується мідний провід. Такий матеріал добре підійде для нагрівання води у котлах.

Крім трансформатора у пристрої є генератор і насос (необов'язково).

Схема простого індукційного водонагрівача. Як видно, прилад має досить просту конструкцію та малу кількість елементів.

Вузли та деталі теплогенератора

Пристрій включає:

  • генератор змінного струму, що збільшує частоту струму;
  • індуктор, що трансформує електроенергію в магнітну енергію, є котушкою з мідного дроту;
  • нагрівальний елемент, найчастіше його відіграє металева труба.

Завдяки такій конструкції передача енергії здійснюється практично без втрат. ККД досягає 98%.

Принцип роботи

Індукційний водонагрівач складається з генератора, котушки та сердечника, останній нагрівається за рахунок електромагнітної енергії.

Прилад перетворює електричну енергію на електромагнітну. Остання, своєю чергою, впливає на сердечник (трубу), який нагрівається і передає воді теплову енергію. Перетворює всі ці енергії індуктор, що складається з котушки та сердечника. Генератор використовується для підвищення частоти струму, оскільки зі стандартною частотою 50 Гц складно досягти високого нагріву.

У заводських моделях частота струму сягає 1 кГц.

Проточний індукційний водонагрівач своїми руками

Перш ніж приступати до монтажу, вам необхідно запастись необхідними деталями. Так, найкращим варіантомбуде зварювальний високочастотний інвертор, що плавно змінюється діапазон сили струму. Такий пристрій обійдеться найдешевше. Більше дорогим варіантомстане трифазний трансформатор, що є джерелом живлення змінного струму для індуктора водонагрівача. У такому випадку варто використовувати котушку на 50-90 витків, а як матеріал взяти мідний дріт з діаметром 3 або більше міліметрів.

Як сердечник можна використовувати як металеву, так і полімерну трубу разом з дротом (використовується як нагрівальний елемент). В останньому випадку товщина стінок не повинна бути менше 3 мм, щоб спокійно витримувати високі температури.

Для збирання водонагрівача вам знадобляться: кусачки, викрутки, паяльник і зварювальний апарат, якщо використовується металева труба.

Монтаж індукційного нагрівача води

Обмотайте трубу мідним дротом, зробивши близько 90 витків.

Варіантів збирання пристрою існує безліч. Пропонуємо спробувати зібрати прилад за наступною схемою:

  1. Підготуйте робоче місце, матеріали та інструменти.
  2. Зафіксуйте невеликий відрізок полімерної труби (не забувайте, що мінімальна товщинастінки має становити 3 мм).
  3. Обріжте торці осердя, щоб залишилося 10 см у запасі дроту для відводів.
  4. На нижньому відводі змонтуйте куточок. Надалі сюди слід підключити обернення від опалення (якщо нагрівач використовується як казан).
  5. Щільно покладіть рубаний провід навколо труби. Необхідно зробити щонайменше 90 витків.
  6. Встановіть на верхньому патрубку трійник, через який виходитиме гаряча вода.
  7. Змонтуйте захисний контурпристрої. Його можна виготовити як із полімеру, так і з металу.
  8. Підключіть до клем водонагрівача мідний дріт, потім заповніть сердечник водою.
  9. Перевірте працездатність індуктора.

Поради. На всіх висновках краще встановлювати кульові кранидля зручності та простоти демонтажу водонагрівача у разі поломки. А ось заповнювати металевими шматочками трубу необов'язково, оскільки належного ефекту це не дає. Не забудьте залишити віконце в корпусі для доступу до панелі керування зварювального приладу.

Індукційні нагрівачі води для опалення

Схема опалення, де в ролі нагрівача теплоносія є індукційний котел.

Подібний пристрій добре зарекомендував себе не тільки як проточний водонагрівач, але і опалювальний котел. Правда, у такому випадку зварювальний апарат у ролі генератора вже не підійде, доведеться використовувати трансформатор, що має дві обмотки. Останній трансформує вихрові струми, що виникають на первинній обмотці електромагнітне поле, яке створюється на вторинному контурі.

У системі опалення теплоносієм може бути не лише вода, а й олія чи антифриз. Тобто будь-яка рідина, здатна проводити електричний струм.

Котел із індукційного водонагрівача потрібно оснастити двома патрубками для гарячої та холодної води. З нижнього буде надходити холодна вода, його потрібно монтувати на вступній ділянці лінії, а зверху необхідно розташувати патрубок, який подаватиме гарячу водуу систему опалення. У результаті циркуляція води здійснюється природним шляхомпід впливом конвекції без насоса.

Що потрібно знати про безпеку

Не забувайте, що ми маємо справу з джерелом підвищеної небезпеки – електричним нагрівальним приладом, тому при його збиранні та використанні необхідно дотримуватись деяких правил:

Обов'язково використовуйте окрему електричну лінію для підключення індукційного котла, а також устаткуйте його групою безпеки.

  1. Якщо в котлі циркуляція води здійснюється природним шляхом, обов'язково оснащуйте його датчиком температури, щоб при перегріві пристрій відключався автоматично.
  2. Не підключайте саморобний водонагрівач до розетки, краще проведіть для цього окрему лінію зі збільшеним перетином кабелю.
  3. Усі відкриті ділянки проводів потрібно заізолювати, щоб убезпечити людей від удару струмом чи опіку.
  4. У жодному разі не включайте індуктор, якщо труба не заповнена водою. В іншому випадку труба розплавиться, а прилад замкне або він може взагалі спалахнути.
  5. Пристрій потрібно монтувати на висоті 80 см від підлоги, але так, щоб до стелі залишалося близько 30 см. Також не варто встановлювати його в житловій зоні, так як електромагнітне поле погано позначається на здоров'ї людей.
  6. Не забудьте зробити заземлення індуктора.
  7. Обов'язково підключайте прилад через автомат, щоб у разі аварії останній відключив живлення від водонагрівача.
  8. У систему трубопроводу необхідно вмонтувати запобіжний клапан, який буде знижувати тиск у системі автоматично.

Висновок

Індукційний водонагрівач має високий ККД, може виступати в ролі котла для системи опалення, також допускається. самостійне складанняі установка, яке використання не регламентується законом РФ. Але все ж таки перш ніж його використовувати, варто зважити всі за і проти. Незважаючи на високу ефективність, прилад споживає велика кількістьенергії, вважається небезпечним (особливо саморобним) і погано впливає на здоров'я людини. Тому рекомендуємо монтувати індуктор у приватному будинку чи на дачі.

Нещодавно виникла потреба створити невеликий індукційний нагрівач своїми руками. Блукаючи просторами інтернету, знайшов кілька схем індукційних нагрівачів. Багато схем не влаштовували через досить складну обв'язку, деякі не працювали, але траплялися й робочі варіанти.

Декілька днів тому дійшов висновку, що індукційний нагрівач можна зробити з електронного трансформатора з мінімальними витратами.

Принцип індукційного нагріву полягає у впливі на метал струмами Фуко.Такий нагрівач активно застосовується в самих різних сферахнауки та техніки. По ідеї струмів Фуко байдужі види та властивості металів, тому індуктор може підігріти або розплавити будь-який метал.

Електронний трансформатор – імпульсний блок живлення, на базі якого побудований наш нагрівач. Це простий напівмостовий інвертор, побудований на двох потужних біполярних транзисторах серії MJE13007, які моторошно перегріваються в ході роботи, тому їм потрібне дуже хороше тепловідведення.

Спочатку з електронного трансформатора потрібно випаяти основний трансформатор. Свого роду індуктор ми виготовимо на основі феритової чашки. Для цього беремо чашку 2000НМ (розмір чашки особливо не важливий, але бажано більше). На каркасі мотаємо 100 витків дротом 0,5 мм, з кінчиків дротів знімаємо лакове покриттяі залужаємо. Потім кінці проводів запаюємо на місце штатного імпульсного трансформатора – все готово!

Вийшов досить потужний саморобний індукційний нагрівач (ККД не більше 65%), на основі якого можна зібрати навіть невелику індукційну пічку. Якщо взяти шматок металу і наблизити цей метал до центру котушки, через кілька секунд метал нагріється. Таким нагрівачем можна плавити дроти з діаметром 1,5 мм – мені це вдалося лише за 20 секунд, але при цьому високовольтні транзистори ЕТ так нагрілися, що на них можна було яєчню смажити!

У ході роботи, можливо, буде потреба додаткового охолодженнядля тепловідведення, оскільки досвід показав, що тепловідведення просто не встигає відводити тепло з транзисторів.

Основа роботи такого інвертора досить проста. Сама схема індукційного нагрівача зручна тим, що не вимагає ніякого налаштування(у більш складних схемахчасто виникає необхідність припасування схеми в частоту резонансу, точний розрахунок кількості витків і діаметра дроту контуру, а також підрахунок контурного конденсатора, а всього цього немає і схема працює відразу).

Напруга мережі (220 Вольт) спочатку випрямляється діодним випрямлячем, потім надходить на схему. Частоту задає диністор (діак) марки DB3. Сама схема не має жодних захистів, що тільки обмежує резистор на вході живлення, який нібито повинен працювати як мережевий запобіжник, але при найменшій проблемінасамперед вилітають транзистори. Надійність схеми індукційного нагрівача можна підняти, замінивши діоди у випрямлячі потужнішими, додавши мережевий фільтрна вхід схеми і замінивши силові транзистори більш потужні, скажімо на MJE13009.

Взагалі не раджу включати такий нагрівач на довгий час, якщо немає активного охолодження, інакше кожні 5 хвилин будете змушені міняти транзистори.

Плавка металу методом індукції широко застосовується у різних галузях: металургії, машинобудуванні, ювелірній справі. Просту піч індукційного типуДля плавки металу в домашніх умовах можна зібрати своїми руками.

Нагрів та плавлення металів в індукційних печах відбуваються за рахунок внутрішнього нагріву та зміни кристалічних ґратметалу під час проходження крізь них високочастотних вихрових струмів. В основі цього процесу лежить явище резонансу, при якому вихрові струми мають максимальне значення.

Щоб викликати протікання вихрових струмів через метал, що розплавляється, його поміщають в зону дії електромагнітного поля індуктора - котушки. Вона може мати форму спіралі, вісімки або трилисника. Форма індуктора залежить від розмірів і форми заготівлі, що нагрівається.

Котушка індуктора підключається до джерела змінного струму. У виробничих плавильних печахвикористовують струми промислової частоти 50 Гц, для плавки невеликих обсягів металів у ювелірній справі використовують високочастотні генератори як ефективніші.

Види

Вихрові струми замикаються за контуром, обмеженим магнітним полеміндуктор. Тому нагрівання струмопровідних елементів можливе як усередині котушки, так і із зовнішнього боку.

    Тому індукційні печі бувають двох типів:
  • канальні, у яких ємністю для плавки металів є канали, розташовані навколо індуктора, а всередині нього розташований сердечник;
  • тигельні, в них використовується спеціальна ємність - тигель, виконаний з жароміцного матеріалу, зазвичай знімний.

Канальна пічнадто габаритна та розрахована на промислові обсяги плавки металів. Її використовують при виплавці чавуну, алюмінію та інших кольорових металів.
Тигельна пічдосить компактна, їй користуються ювеліри, радіоаматори, таку піч можна зібрати своїми руками та застосовувати в домашніх умовах.

Пристрій

    Саморобна піч для плавки металів має досить просту конструкцію і складається з трьох основних блоків, поміщених у загальний корпус:
  • генератор змінного струму високої частоти;
  • індуктор - спіралеподібна обмотка із мідного дроту або трубки, виконана своїми руками;
  • тигель.

Тигель поміщають індуктор, кінці обмотки підключають до джерела струму. При протіканні струму обмоткою навколо неї виникає електромагнітне поле зі змінним вектором. У магнітному полі виникають вихрові струми, спрямовані перпендикулярно до його вектора і проходять по замкнутому контуру всередині обмотки. Вони проходять через метал, покладений у тигель, нагріваючи його до температури плавлення.

Переваги індукційної печі:

  • швидке і рівномірне нагрівання металу відразу після включення установки;
  • спрямованість нагрівання - гріється лише метал, а чи не вся установка;
  • висока швидкість плавлення та однорідність розплаву;
  • відсутня випаровування легуючих компонентів металу;
  • установка екологічно чиста та безпечна.

Як генератор індукційної печі для плавки металу може бути використаний зварювальний інвертор. Також можна зібрати генератор за наведеними нижче схемами своїми руками.

Пекти для плавки металу на зварювальному інверторі

Ця конструкція відрізняється простотою та безпекою, тому що всі інвертори обладнані. внутрішніми захистамивід навантажень. Все збирання печі в цьому випадку зводиться до виготовлення своїми руками індуктора.

Виконують його зазвичай у формі спіралі з мідної тонкостінної трубки діаметром 8-10 мм. Її згинають за шаблоном потрібного діаметра, розташовуючи витки з відривом 5-8 мм. Кількість витків - від 7 до 12, залежно від діаметра та характеристик інвертора. Загальний опіріндуктора має бути таким, щоб не викликати перевантаження по струму в інверторі, інакше він відключатиметься внутрішнім захистом.

Індуктор можна закріпити в корпусі з графіту або текстоліту і встановити тигель. Можна просто поставити індуктор на термостійку поверхню. Корпус не повинен проводити струм, інакше замикання вихрових струмів проходитиме через нього, і потужність установки знизиться. З цієї причини не рекомендується розташовувати у зоні плавлення сторонні предмети.

При роботі від зварювального інверторайого корпус потрібно обов'язково заземлювати! Розетка і проводка повинні бути розраховані на струм, що споживається інвертором.


В основі системи опалення приватного будинку лежить робота печі або котла, висока продуктивність та довгий безперебійний термін служби яких залежить як від марки та встановлення самих. опалювальних приладів, так і від правильного монтажудимоходу.
ви знайдете рекомендації щодо вибору твердопаливного котла, а в наступному — познайомитеся з видами та правилами:

Індукційна піч на транзисторах: схема

Існує безліч різних способівзібрати індукційний нагрівач власноруч. Досить проста та перевірена схема печі для плавки металу представлена ​​на малюнку:

    Щоб зібрати установку своїми руками, знадобляться такі деталі та матеріали:
  • два польові транзистори типу IRFZ44V;
  • два діоди UF4007 (можна також використовувати UF4001);
  • резистор 470 Ом, 1 Вт (можна взяти два послідовно з'єднані по 0,5 Вт);
  • плівкові конденсатори на 250 В: 3 штуки ємністю 1 мкФ; 4 штуки – 220 нФ; 1 штука – 470 нФ; 1 штука – 330 нФ;
  • мідний обмотувальний провід в емалевій ізоляції Ø1,2 мм;
  • мідний обмотувальний провід в емалевій ізоляції Ø2 мм;
  • два кільця від дроселів, знятих з комп'ютерного блока живлення.

Послідовність збирання своїми руками:

  • Польові транзистори встановлюють на радіатори. Оскільки схема в процесі роботи сильно гріється, радіатор має бути досить великим. Можна встановити їх і на один радіатор, але тоді потрібно ізолювати транзистори від металу за допомогою прокладок та шайб із гуми та пластику. Розпинування польових транзисторів наведено малюнку.

  • Необхідно виготовити два дроселі. Для виготовлення мідний дріт діаметром 1,2 мм намотують на кільця, зняті з блоку живлення будь-якого комп'ютера. Ці кільця складаються з порошкового феромагнітного заліза. На них необхідно намотати від 7 до 15 витків дроту, намагаючись витримувати відстань між витками.

  • Збирають перераховані вище конденсатори батарею загальною ємністю 4,7 мкФ. З'єднання конденсаторів – паралельне.

  • Виконують обмотку індуктора із мідного дроту діаметром 2 мм. Намотують на відповідний діаметром тигля циліндричний предмет 7-8 витків обмотки, залишають досить довгі кінці для підключення до схеми.
  • З'єднують елементи на платі відповідно до схеми. Як джерело живлення використовують акумулятор на 12, 7,2 A/h. Потужність струму в режимі роботи - близько 10 А, ємності акумулятора в цьому випадку вистачить приблизно на 40 хвилин. При необхідності виготовляють корпус печі з термостійкого матеріалу, наприклад, текстоліту.
При тривалій роботі елементи нагрівача можуть перегріватись! Для їхнього охолодження можна використовувати вентилятор.

Індукційний нагрівач для плавки металу: відео

Індукційна піч на лампах

Більш потужну індукційну піч для плавки металів можна зібрати власноруч на електронних лампах. Схема пристрою наведено малюнку.

Для генерації високочастотного струму використовуються 4 променеві лампи, з'єднані паралельно. Як індуктор використовується мідна трубка діаметром 10 мм. Установка оснащена підстроювальним конденсатором для регулювання потужності. Частота, що видається - 27,12 МГц.

Для складання схеми необхідні:

  • 4 електронні лампи - тетрода, можна використовувати 6L6, 6П3 або Г807;
  • 4 дроселя на 100...1000 мкГн;
  • 4 конденсатори на 0,01 мкФ;
  • неонова лампа-індикатор;
  • підстроювальний конденсатор.

Складання пристрою своїми руками:

  1. З мідної трубки виконують індуктор, згинаючи її у формі спіралі. Діаметр витків – 8-15 см, відстань між витками не менше 5 мм. Кінці лудять для паяння до схеми. Діаметр індуктора повинен бути більше діаметра тигля, що поміщається всередину, на 10 мм.
  2. Розміщують індуктор у корпусі. Його можна виготовити з термостійкого матеріалу, що не проводить струм, або з металу, передбачивши термо-і електроізоляцію від елементів схеми.
  3. Збирають каскади ламп за схемою з конденсаторами та дроселями. Каскади з'єднують у паралель.
  4. Підключають неонову лампу-індикатор - вона сигналізуватиме про готовність схеми до роботи. Лампу виводять на корпус установки.
  5. У схему включають конденсатор підлаштування змінної ємності, його ручку також виводять на корпус.


Для всіх любителів делікатесів, приготовлених методом холодного копчення, пропонуємо дізнатися як швидко і просто своїми руками зробити коптильню, а познайомитися з фото та відео інструкцією з виготовлення генератора диму для холодного копчення.

Охолодження схеми

Промислові плавильні установки оснащені системою примусового охолодження на воді чи антифризі. Виконання водяного охолодження в домашніх умовах вимагатиме додаткових витрат, які можна порівняти за ціною з вартістю самої установки для плавки металу.

Виконати повітряне охолодженняза допомогою вентилятора можна за умови достатнього віддаленого розташування вентилятора. В іншому випадку металева обмотка та інші елементи вентилятора будуть служити додатковим контуром для замикання вихрових струмів, що зменшить ефективність роботи установки.

Елементи електронної та лампової схеми також здатні активно нагріватися. Для їхнього охолодження передбачають тепловідвідні радіатори.

Заходи безпеки під час роботи

  • Основна небезпека при роботі - небезпека отримання опіків від елементів установки, що нагріваються, і розплавленого металу.
  • Лампова схема включає елементи з високою напругоюТому її потрібно розмістити в закритому корпусі, виключивши випадковий дотик до елементів.
  • Електромагнітне поле здатне впливати на предмети, що знаходяться поза корпусом приладу. Тому перед роботою краще одягнути одяг без металевих елементів, прибрати із зони дії складні пристрої: телефони, цифрові камери.
Не рекомендується використовувати установку людям із вживленими кардіостимуляторами!

Пекти для плавки металів у домашніх умовах може використовуватися також для швидкого нагріву металевих елементів, наприклад, при їх лудженні або формуванні. Характеристики роботи представлених установок можна підігнати під конкретне завдання, змінюючи параметри індуктора та вихідний сигнал генераторних установок- так можна досягти їх максимальної ефективності.

Багатьох приваблює електричне опаленнятим, що воно працює автономно і не треба за ним постійно наглядати. Негативною стороноютаких опалювальних котлів є вартість та технічні вимоги.

У деяких місцях їх просто не можна застосувати. Але багатьох власників це не лякає, і вони вважають, що простота експлуатації перекриває всі недоліки.

Особливо тоді, коли на ринках збуту з'явилися нові типи, що мають індуктивні котушки, а не ТЕНи. Вони з миттєвою швидкістю розігрівають та економно опалюють будівлю, на думку власників агрегатів. Новий типкотлів називають індукційним.

Новий вид нагрівачів зручний в експлуатації.Вважаються безпечними, у порівнянні з газовими нагрівачами, немає сажі та кіптяви, що не скажеш про прилади з твердим паливом. І найголовніша перевага – немає потреби заготовляти тверде паливо(вугілля, дрова, ).

І як тільки з'явилися індукційні нагрівачі, одразу знайшлися умільці, які з метою економії намагаються створити таку установку своїми руками.

У цій статті ми допоможемо вам сконструювати нагрівальний прилад самостійно.

Пристрій, де відбувається нагрівання металу і продуктів подібних до нього без контакту, називають індукційним нагрівачем. Роботою управляє змінне індукційне поле, що впливає на метал, і струми всередині утворюють тепло.

Струми високої частоти впливають на продукцію крім ізоляції, через що конструкція є незвичайною перед іншими видами нагріву.

У сьогоднішніх індукційних нагрівачах є напівпровідникові редуктори частоти. Такий тип нагрівання широко використовується в термообробці поверхонь зі сталі та різних з'єднань, сплавів.

Компактність обладнання використовуються в новаторських технологіях, при цьому є величезний економічний ефект. Різноманітні моделі допомагають впроваджуватися гнучким і автоматизованим поєднанням, що включають транзисторні редуктори частот всебічного типу і сполучні блоки, коли віддається перевага індукційна система.

Опис


Пристрій нагрівача

До складу типового нагрівального елемента входять такі вузли:

  1. Нагрівальний елементу вигляді дроту або металевої трубки.
  2. Індуктор– це мідний дріт, що обрамляє витками котушку. У процесі роботи виконує роль генератора.
  3. Генератор змінного струму Окрема конструкціяде відбувається перетворення стандартного струму у величину з високою частотою.

На практиці індукційні установки використовуються нещодавно. Теоретичні вивчення набагато випереджають. Таке можна пояснити однією перепоною – отримання високої частоти магнітних полів. Справа в тому, що використовувати установки з низькою частотою вважається неефективним. Як тільки з'явилися з високою частотою, проблема вирішилася.

Генератори ТВЧ пройшли свій еволюційний період; від лампових, до сучасних моделей, що виконуються на базі IGBT. Тепер вони більш ефективні, мають малу вагу та розміри. Частотне обмеження їх 100 кГц рахунок динамічних втрат транзисторів.

Принцип роботи та сфера застосування

Генератор підвищує частоту струму і передає свою енергію котушці. Індуктором ведеться перетворення високочастотного струму змінне електромагнітне поле. З високою частотою змінюються електромагнітні хвилі.

Нагрівання відбувається рахунок розігріву вихрових струмів, які провокуються змінними вихровими векторами електромагнітного поля. Майже без втрат передається енергія з високим ККДта енергії достатньо на розігрів теплоносія і навіть більше.

Акумуляторна енергія передається на теплоносій, що знаходиться усередині труби. Теплоносій, у свою чергу, є охолоджувачем нагрівального елемента. За рахунок чого збільшується термін експлуатації.

Промисловість є найактивнішим споживачем індукційних нагрівачів, оскільки багато проектування передбачають вести з високою термообробкою. З їх використанням підвищується міцність продукції.

У високочастотних кузнях встановлюються прилади із високою потужністю.

Ковальсько-пресові компанії, використовуючи такі агрегати, підвищують продуктивність праці та зменшують зношування штампів, скорочують витрату металу. Установки з наскрізним нагріванням можуть охоплювати відразу кілька заготовок.

При поверхневому зміцненнідеталей, застосування такого нагрівання дозволяє збільшити у кілька разів зносостійкість та отримати значний економічний ефект.

Загальноприйнятою областю застосування пристроїв є паяння, плавка, нагрівання перед деформацією, загартування ТВЧ. Але є ще зони, де отримують монокристалічні напівпровідникові матеріали, збільшують епітаксійні плівки, спінюють матеріали в ел. поле, ТВЧ зварювання оболонок та труб.

Переваги та недоліки

Плюси:

  1. Висока якість нагріву.
  2. Висока точність управліннята гнучкість.
  3. Надійність.Може працювати автономно, маючи автоматику.
  4. Гріє будь-яку рідину.
  5. ККД приладу 90%.
  6. Тривалий термін служби(До 30 років).
  7. Простота монтування.
  8. Нагрівальний прилад не збирає накип.
  9. За рахунок автоматики економія електроенергії.

Мінуси:

  1. Висока вартість моделей із автоматикою.
  2. Залежність від електропостачання.
  3. Деякі моделі шумлять.

Як зробити своїми руками?

Електрична схемаіндукційного нагрівача

Допустимо, ви вирішили зробити особисто індукційний нагрівач, для цього готуємо трубу, в неї насипаємо невеликі шматки. сталевого дроту(9 см завдовжки).

Труба може бути пластиковою або металевою, головне з товсті стінами.Потім вона закривається спеціальними перехідниками з усіх боків.

Далі, на неї накручуємо мідний дріт до 100 витків і розташовуємо по центральній частині трубки. В результаті вийде індуктор. До цієї обмотки приєднуємо вихідну частину інвертора. Як помічник вдається до .

Як нагрівач виступає труба.

Готуємо генератор і всю конструкцію збираємо.

Необхідні матеріали та інструменти:

  • дріт з нержавіючої сталіабо катанка (діаметр 7 мм);
  • вода;
  • провід з емальованої міді;
  • сітка з металу, що має невеликі отвори;
  • перехідники;
  • товстостінна труба із пластику;


Покрокове керівництво:

  1. Режим дріт на шматочкидовжиною 50 мм.
  2. Готуємо оболонку для нагрівача.Використовуємо товстостінну трубу (діаметр 50 мм).
  3. Дно та верх корпусу закриваємо сіткою.
  4. Готуємо індукційну котушку.Мідним проводом робимо намотування на корпус 90 витків і розташовуємо їх у центрі оболонки.
  5. З трубопроводу вирізаємо частину трубита встановлюємо індукційний котел.
  6. Котушку з'єднуємо з інверторомта заповнюємо котел водою.
  7. Заземляємо отриману конструкцію.
  8. Перевіряємо систему у роботі.Без води використовувати не можна, оскільки може розплавитись пластикова труба.

Зі зварювального інвертора


Найпростішим бюджетним варіантомє виготовлення індукційного нагрівача, використовуючи зварювальний інвертор:

  1. Для цього беремо полімерну трубу, стінки її мають бути товстими. З торців монтуємо 2 вентилі та приєднуємо розведення.
  2. Засипаємо у трубу шматочки(Діаметр 5 мм) металевого дроту і монтуємо верхній вентиль.
  3. Далі, робимо 90 витків навколо труби мідним дротом.отримуємо індуктор. Нагрівальним елементом є труба, генератором використовуємо зварювальний апарат.
  4. Прилад повинен стояти в режимі змінного струмуіз високою частотою.
  5. Приєднуємо мідний дріт до полюсів зварювального апарату.та перевіряємо роботу.

Працюючи індуктором, випромінюватиметься магнітне поле, при цьому вихрові струми розжарюватимуть рубаний дріт, що призведе до закипання води в полімерній трубі

.


  1. Відкриті ділянки конструкції з метою безпеки слід ізолювати.
  2. Застосування індукційного нагрівача рекомендовано лише у закритих системахопалення, де обладнано насос для циркуляції теплоносія.
  3. Конструкцію з індукційним нагрівачем розміщують на 800 мм від стелі, 300 – від меблів та стін.
  4. Установка манометра убезпечить вашу конструкцію.
  5. Нагрівальний пристрій бажано оснастити автоматичною системою керування.
  6. Нагрівальний прилад до електромережі слід приєднувати спеціальними перехідниками.


Схожі статті
Обговорюють:
Контакти Про проект та редакцію Реклама на сайті Карта сайту

2024 parki48.ru. Будуємо каркасний будинок. Ландшафтний дизайн. Будівництво. Фундамент.