Вихревые индукционные обогреватели. Как сделать индукционный нагреватель своими руками из сварочного инвертора Вихревой индукционный нагреватель для отопления
Вихревые индукционные обогреватели применяются для отопления и горячего водоснабжения любой жилой площади, включая частные дома, бани, дачи, гаражи, при отсутствии отопления и горячего водоснабжения или их недостаточной эффективности.
Вихревые индукционные обогреватели - принцип работы
Работают на основе физического закона, что вихревые токи возникающие (индуцируемые) переменным магнитным полем нагревают окружающую среду.
В теории. Полый электромагнитный сердечник с индукционной катушкой защищены экранирующей оболочкой от воздействия окружающей среды. При подаче напряжения через клеммную коробку, создается переменное магнитное поле, индуцирующее вихревые токи в катушке сердечника, что приводит к нагреванию металлических систем теплообменной системы. Тепло поступает в систему циркуляции теплоносителя, нагревая его. Температура устанавливается с помощью терморегулятора, а термостат автоматически поддерживает заданную температуру.
На практике. Вихревые индукционные обогреватели это труба, обмотанная проводом, на который подается переменный ток. В трубу, чаще снизу, но можно и с боку, поступает холодный теплоноситель. Вихревые токи, которые создает переменный ток в проводах обмотанных вокруг трубы, нагревает трубу, а, следовательно, и нагревают воду.
class="eliadunit">
Достоинства вихревых индукционных обогревателей
- У ВИН обогревателей очень высокий КПД- 99%;
- Отсутствие накипи при работе ВИН;
- Высокая пожаробезопасность;
- Высокая электробезопасность;
- Возможность использования различных теплоносителей (антифриз, масло, вода);
- Не нужно проведение профилактического межсезонного обслуживания оборудования;
- Неприхотливая и удобная эксплуатация;
- Простой монтаж;
- Экологическая безопасность (отсутствие вредных выбросов);
- Продолжительный срок службы- 25 лет.
Недостатки ВИН обогревателей
- Самый неприятный недостаток это высокая стоимость;
- Необходимость постоянного электроснабжения;
- Повышенная сложность оборудования (субъективно).
Примечание . Самые известные вихревые индукционные обогреватели фирмы Галант. В интернет много вариантов, как самостоятельно сделать ВИН обогреватель.
Вихревой индукционный нагреватель (ВИН) представляет собой некую разновидность индукционной плиты. Он состоит из катушки, магнитопровода и теплообменника. Переменный ток, протекающий по катушке, образует переменное магнитное поле. Если в это поле поместить токопроводящий материал, то он будет разогреваться. Основное преимущество ВИН в том, что температура индуктора не превышает 140град.С. Кроме того, переменное магнитное поле противодействует образованию накипи. В отличии от вихревого теплогенератора, принцип действия ВИН вписывается в законы физики. КПД вихревого индукционного нагревателя близок к 100%, что дает ему право на применение в системах отопления и иных системах нагрева жидкостей.
Однако, что нам обещают продавцы вихревых индукционных нагревателей? А вот здесь начинаются чудеса. Обещают экономию до 50% по сравнению с обычными ТЭНами. Тоесть, либо КПД ТЭНа равен 50%, либо КПД ВИНа равен 200%. Попробуем разобраться. Ваш покорный слуга не поленился и позвонил в несколько компаний продающих вихревые индукционные нагреватели. Самый главный вопрос, который был задан - какое преимущество я получу, заплатив достаточно большие деньги за этот прибор? Вот какие ответы я получил:
- У нас очень много продаж и все довольны
- Фантастическая надежность и долговечность
- Экономия до 50% по сравнению с ТЭНами
- Отсутствие шума
Ну, с первым и вторым утверждениями можно поспорить. По поводу шума - ТЭНы тоже не шумят. А, вот, с экономией - это интересно. Оказывается (по утверждению продавцов), образование накипи на ТЭНе снижает его КПД. Соответствено, экономичность ВИНа обусловлена постоянным КПД по сравнению с ТЭНами. Но позвольте, каким образом накипь снижает КПД ТЭНов? Вспомним про закон сохранения энергии. Допустим, подвели мы к ТЭНу 1кВт электрической мощности. Соответственно, мы должны получить 1кВт тепловой энергии. Если тепла получаем меньше, то оставшаяся энергия должна выделяться в каком-то ином виде. Что-0то я не припомню, чтобы ТЭНы в воде светились или выделяли, скажем, электромагнитные волны. Несомненно, накипь снижает теплоотдачу ТЭНа, но это никак не влияет на его КПД. При снижении теплоотдачи, повышается температура самого ТЭНа, а, следовательно, повышается его электрическое сопротивление. При повышении электрического сопротивления, понижается мощность, потребляемая этим ТЭНом.
На самом деле, изменение температуры и потребляемой мощности настолько незначительны, что рядовой пользователь этого даже не заметит. Закипит чайник через минуту или через минуту и 5 секунд - имеет ли это значение? При этом, количество электроэнергии, необходимой для подогрева чайника с водой, останется неизменным. Однако, продавцы ВИНов пытаются перевернуть ситуацию с ног на голову и говорят о снижении КПД.
Таким образом, ВИН может быть альтернативой ТЭНам, но никакого выигрыша в экономии он не даст. Чудес на не бывает:) А что касается "фантастической надежности", за те деньги, которые стоит ВИН, можно купить несколько электрических котлов и устроить резервирование. Надежность будет в несколько раз выше.
Индукционные отопительные котлы – это приборы, которые отличаются очень высоким КПД. Они позволяют заметно снизить затраты на электроэнергию по сравнению с традиционными приборами, оборудованными ТЭНами.
Модели промышленного производства недешевы. Однако сделать индукционный нагреватель своими руками сможет любой домашний мастер, владеющий нехитрым набором инструментов. Ему в помощь мы предлагаем подробное описание принципа действия и сборки эффективного обогревателя.
Индукционный нагрев невозможен без использования трех основных элементов:
- индуктора;
- генератора;
- нагревательного элемента.
Индуктор представляет собой катушку, обычно выполненную из медной проволоки, с ее помощью генерируют магнитное поле. Генератор переменного тока используют для получения высокочастотного потока из стандартного потока домашней электросети с частотой 50 Гц.
В качестве нагревательного элемента применяется металлический предмет, способный поглощать тепловую энергию под воздействием магнитного поля. Если правильно соединить эти элементы, можно получить высокопроизводительный прибор, который прекрасно подходит для подогрева жидкого теплоносителя и .
Галерея изображений
Выводы и полезное видео по теме
Ролик #1. Обзор принципов индукционного нагрева:
Ролик #2. Интересный вариант изготовления индукционного нагревателя:
Для установки индукционного нагревателя не нужно получать разрешение контролирующих органов, промышленные модели таких устройств вполне безопасны, они подходят и для частного дома, и для обычной квартиры. Но владельцам самодельных агрегатов не следует забывать о технике безопасности.
Одной из разновидностей электрических систем для обогрева помещений являются индукционные котлы отопления. В основе работы таких установок лежит явление электромагнитной индукции, точнее – индукционный нагрев элементов, изготовленных из ферромагнитных сплавов.
Внутреннее устройство и принцип действия
Конструкция индукционного теплогенератора представляет собой трансформатор, находящийся в сварном металлическом корпусе. Катушка индуктивности размещена в отдельном герметичном отсеке, который полностью исключает соприкосновение с теплоносителем, который циркулирует в отопительном контуре. Роль вторичной обмотки выполняет труба или сердечник, которые, нагреваясь, передают тепло теплоносителю, протекающему внутри или вокруг вторичной обмотки.
Внимание! Индукционный котёл отопления не имеет нагревательного элемента, в отличие от ТЭНовых теплогенераторов, и растворяющегося электрода, как в электродных агрегатах. Эта особенность конструкции обеспечивает постоянную эффективность отопительной установки независимо от срока её эксплуатации.
Такие агрегаты могут работать как на частоте тока 50 Гц обычной для бытовой сети, так и на токах высокой частоты, которые генерируются специальными преобразователями.
Внимание! Использование токов высокой частоты позволяет уменьшить габариты отопительных установок.
Преимущества и недостатки индукционных теплогенераторов
Как и всё отопительное оборудование, такие устройства обладают как преимуществами, так и недостатками.
Достоинства индукционных отопительных установок:
- В ТЭНовых котлах даже качественный нагревательный элемент склонен к перегоранию. К тому же, в отопительной сети ТЭНы подвержены образованию накипи, которая снижает скорость прохождения теплоносителя или блокирует его. В индук-ом агрегате сердечник изготавливают из стали толщиной 4-5 мм, который не выйдет из строя в ближайшие три-четыре десятилетия. После 5 лет эксплуатации данное оборудование будет отапливать помещения с начальной эффективностью. Устройство на ТЭНах же снизит свою эффективность к этому времени на треть.
- Внутренние микровибрации практически полностью предотвращает образование накипи.
- Индук-ые теплогенераторы позволяют снизить эксплуатационные расходы по сравнению с ТЭНовыми установками почти на треть.
- В конструкции отсутствуют разъёмные соединения. Эта особенность конструкции полностью исключает возможность течи.
- Для работы установки могут применяться любые теплоносители.
- Агрегаты совместимы с другими отопительными системами.
- Они не нуждаются в профилактическом обслуживании ни в отопительный период, ни в межсезонье.
- Оборудование отличается высокой электро- и пожаробезопасностью при эксплуатации.
Согласно отзывам потребителей можно отметить следующие минусы оборудования данного типа:
- высокую стоимость (по сравнению с ТЭНовыми и электродными);
- значительные габаритные размеры.
Рассмотрим наиболее известные марки теплогенераторов данного типа российского производства.
Индукционный котел SAV
Электроустановки SAV производства ООО «Велебит» выпускают трёх классов:
- Серия PROF объединяет модели мощностью 2,5-10 кВт.
- В серию SPEC входят установки мощностью 15-60 кВт.
- Серия SPEC + модульные системы включает агрегаты, мощность которых находится в интервале 100-500 кВт.
Теплогенераторы SAV представляют собой систему труб, на которую надет индуктор, нагревающий сердечник, благодаря электромагнитному полю, тот, в свою очередь, греет теплоноситель.
Индукционные теплогенераторы SAV применяются в следующих системах:
- автономного отопления;
- комбинированного отопления;
- резервного теплоснабжения;
- горячего водоснабжения;
- поддержания требуемой температуры технологических процессов, применяется в проточных и камерных реакторах.
Внимание! Агрегаты SAV могут использоваться для автоматизированного теплоснабжения с возможностью дистанционного управления отопительным процессом.
Примерная стоимость модели мощностью 2,5 кВт – 900 долларов, 10 кВт – 1300 долларов, 60 кВт – 4100 долларов.
Вихревой индукционный котел
Греющий узел вихревых индукционных нагревателей (ВИН) включает:
- магнитопровод,
- первичные катушки,
- теплообменник в виде цилиндра.
Параметры всех элементов подобраны таким образом, чтобы аппарат работал без перегрева в течение длительного периода.
Внимание! Изоляция обмоточного провода катушек пропитывается компаундом «Монолит». В результате этого изоляция приобретает класс «Н» по нагреву и способна выдержать температуру до 185 0 С.
Электрические индукционные котлы отопления ВИН предназначаются для обогрева и снабжения горячей водой частных домостроений, загородных коттеджей и дачных домиков. С их помощью возможно отопление многоэтажных многоквартирных зданий, объектов промышленного, общественного и торгового назначения.
Желаемая температура в обогреваемых помещениях задаётся с помощью терморегулятора и поддерживается на требуемом уровне термостатом.
Среди отзывов на индукционные котлы отопления фигурируют жалобы на сравнительно высокие цены, стоит это учесть при подборе оборудования. Так стоимость агрегата ВИН-3 в стандартной комплектации составляет примерно 800-900 долларов.
Оказывается этот загадочный обогреватель ВИН устроен очень просто и его легко можно собрать прямо у себя дома. Рассмотрим вкратце принцип действия.
В основу работы таких нагревателей положен разогрев токопроводящих материалов токами Фуко, которые индуцируются высокочастотным магнитным полем. Полученная тепловая энергия забирается теплоносителем (вода, масло и т.п.) и используется, например, для обогрева помещения.
Как видите, ничего сложного. А теперь давайте посмотрим, как мне удалось реализовать все это на практике.
Чтобы не создавать ненужных сложностей, я решил использовать готовый с величиной сварочного тока 15А (у меня был образец с возможностью плавной регулировки тока). Можно взять, конечно, и помощнее. Все зависит от требуемой мощности обогревателя. Так как я всего лишь проводил эксперимент, то взял тот высокочастотный инвертор, который был в наличии.
В качестве материала, который будет нагреваться в высокочастотном поле, я решил использовать куски толстой стальной проволоки. Смог достать катанку диаметром 7 мм и покусал ее на отрезки примерно по 5 см. Если все делать на века и для себя, то можно раздобыть обрезки нержавейки, хотя если контур отопления будет всегда заполнен, то это необязательно. Даже обычное железо не будет ржаветь.
В качестве участка трубопровода, где вода будет разогреваться, я решил использовать толстую трубу из пластика. Внутренний диаметр надо выбрать чуть меньше, чем длина обрезков нашей проволоки. Крепим с одной стороны трубы переходник для соединения с остальной частью системы отопления, закладываем на дно металлическую сетку (чтобы куски катанки не проваливались дальше) и засыпаем внутрь нашу проволоку. Затем точно также закрываем свободный конец трубы вторым переходником. Насыпать надо столько проволочных обрезков, чтобы они там заняли все свободное пространство.
Теперь изготовим саму индукционную катушку: для этого просто обматываем середину нашей пластиковой трубы с обрезками катанки медным эмалированным проводом виток к витку (ПЭВ или подобным). Для моего инвертора достаточно будет 80-90 витков провода диаметром 1.5 мм.
Вот в общем-то и все. Осталось только включить наш девайс в разрыв контура отопления, залить все это дело водой, подключить к обмотке сварочный инвертор и включить насос (для обеспечения принудительной циркуляции воды в системе). Разумеется, крайне не рекомендуется включать инвертор без воды, так как в этом случае наша пластиковая труба гарантированно расплавится от разогретых кусочков проволоки внутри.
Таким образом я за считанные часы из подручных материалов смог собрать действующий вихре-индукционный нагреватель. Он, кстати, весьма экономичен - если верить тому, что говорят, его КПД достигает аж 98-99%!
На этом можно не останавливаться и, в целях дополнительного повышения КПД, организовать охлаждение нашего инвертора тем же теплоносителем из контура отопления. Правда, это имеет смысл лишь в том случае, если сама схема инвертора расположена вне отапливаемого помещения.
Можно также организовать автоматическую регулировку температуры. Для этого необходимо лишь раздобыть терморегулятор и включить его в разрыв линии питание инвертора, а датчик терморегулятора разместить в контролируемой зоне.
Делал все это давно, но пишу об этом только сейчас (по настоятельной просьбе одного товарища), поэтому никакого фотоотчета не будет. Скажу честно, что собрал я только сам нагреватель, никуда его не включал, ничего с помощью него не пытался отапливать. Да у меня и насоса-то не было. Я просто залил внутрь воды и включил устройство. Вода довольно быстро нагрелась до температуры кипения. Так что, как видите, описанная методика изготовления ВИН реально рабочая и в ней нет ничего сложного.
