Электрический нагреватель можно установить в любой квартире. Причем согласие на установку дает только собственник жилья. Мнение всяческих «контролирующих органов», в данном случае, никого не интересует. А проект подключения нужен лишь в теории. Поэтому, несмотря на достаточно затратную эксплуатацию, современные электрические нагреватели, все же, пользуются популярностью.
Мы рассмотрим высокоэффективную разновидность современного обогревателя — индукционный отопительный котел. И в этом обзоре мы не только изучим его достоинства и недостатки, но и дадим рекомендации по самостоятельному изготовлению подобных отопительных приборов.
Индукционная система нагрева: принцип работы
Типовой индукционный нагреватель состоит из следующих деталей и узлов:
• Генератора переменного тока — в этой роли выступает особый прибор, преобразующий стандартные 50 Гц бытовой электросети в ток с более высокой частотой.
• Индуктор — цилиндрическая катушка из медной проволоки, работающая генератором электромагнитного поля.
• нагревательный элемент — металлической трубы (или прутка), введенной в электромагнитное поле.
Причем все эти компоненты взаимодействуют между собой таким образом:
Принцип действия самодельного индукционного нагревателя
• Генератор повышает частоту тока и транслирует модифицированную энергию на катушку.
• Индуктор принимает высокочастотный ток и преобразует его в переменной электромагнитное поле, что меняет вектор (направление потока электромагнитных волн) с очень высокой частотой.
• Нагреватель приближается к катушке или вводится в нее и разогревается вихревыми токами, появление которых провоцирует переменный вектор электромагнитного поля.
Причем передача энергии происходит практически без потерь. Поэтому КПД индукционных нагревателей достигает максимума, а энергии хватает не только на разогрев теплоносителя — электромагнитную индукцию используют даже в металлургии.
Дальнейшее использование аккумулируемой энергии тривиально — ее тратят на разогрев теплоносителя, циркулирующего внутри трубчатого нагревателя. Причем теплоноситель работает еще и как охладитель нагревательного элемента, обеспечивая котлу очень долгую «жизнь» даже при очень жестком режиме эксплуатации.
Как видите схема такого отопительного прибора очень проста. В итоге, индукционный нагреватель своими руками может собрать любой человек, знающий с какой стороны держаться за паяльник. Но стоит ли этот нагреватель усилий, потраченных на его изготовление? Давайте разбираться.
Преимущества и недостатки индукционных нагревателей
К достоинствам индукционных электронагревателей относятся такие эксплуатационные характеристики и свойства:
• Вихревые токи генерируют не только тепло, но и вибрацию. Поэтому на стенках нагревательного элемента не оседает накипь. Итак, индукционные котлы не нуждаются в чистке.
• Нагревательный элемент у такого котла — это обычная труба, разогревают вихревыми токами. И при постоянной циркуляции теплоносителя по нужно она не может перегореть физически, в отличие от нагревательной спирали традиционного Тэна. То есть, о замене или ремонте нагревательного элемента можно даже не задумываться.
• Даже самодельный вихревой теплогенератор герметичный сначала. Ведь разогрев теплоносителя осуществляется внутри цельнометаллического нагревательного элемента. Причем энергия передается нагревателю дистанционно — с помощью электромагнитного поля. Поэтому, ввиду отсутствия разъемных соединений, подтекания в индукционных котлах не может быть в принципе.
• Котел не шумит, хотя нагревательный элемент может вибрировать. Но частота этой вибрации далека от диапазона звуковых волн. Поэтому индукционный нагреватель работает беззвучно.
• Вся конструкция собирается из дешевых, легкодоступных деталей. Поэтому индукционный нагреватель дешевый просто до неприличия.
Словом, такая схема нагрева теплоносителя надежна, долговечна и очень эффективна. Причем при использовании индукционного котла можно отказаться даже от циркуляционного насоса — теплоноситель «пойдет» по трубам под влиянием тепловой конвекции, разогревая на старте практически до парообразного состояния.
А к перечню недостатков индукционных нагревателей следует включить такие факты:
• Во-первых, переменно электромагнитное поле разогревает не только нагревательный элемент, но и все окружающее пространство, в том числе и ткани тела человека. Поэтому от такого устройства нужно держаться подальше.
• Во-вторых, нагревательный прибор работает на электричестве. А это не самый дешевый источник энергии.
• В-третьих, прибор очень эффективен, а теплоотдача нагревателя просто колоссальная, поэтому риск детонации котла от перегрева теплоносителя является всегда. Впрочем, этот дефект устраняет обычный датчик давления.
Однако, если вы готовы мириться с недостатками, то это отопительный прибор был создан специально для вас. И ниже по тексту мы предложим вам схему самостоятельной сборки такого котла.
Вихревой индукционный нагреватель своими руками: обзор конструкции
Индукционный нагреватель из сварочного инвертора
• Берется полимерная труба с очень толстыми стенками. На торце трубы монтируют два вентиля — к ним подсоединяют разводку (обратка — внизу).
• Перед монтажом верхнего вентиля в трубу засыпают рубленую металлическую проволоку, которая заполняет всю внутреннюю полость. Диаметр проволоки — 5-6 миллиметров, длина рубленых элементов — произвольная.
• Вокруг трубы наматывают медную проволоку, делая не меньше 90 оборотов (витков).
В результате у нас есть индуктор — пружина из медной проволоки, и нагревательный элемент — полимерный корпус, который забит стальными стержнями. Остается только найти генератор и все заработает.
Причем самое доступное и дешевое решение — это сварочный инвертор. Медную проволоку попросту подключают к его полюсам, переводя прибор в режим переменного тока высокой частоты. И после включения инвертора система начинает работать: индуктор излучает электромагнитное поле, рубленая проволока накаливается от вихревых токов и вода в полимерной трубе вскипает за считанные секунды, провоцируя тепловую циркуляцию в разводке.
Разумеется, создавая индукционный нагреватель из сварочного инвертора и полимерной трубы с рубленой проволокой вместо нагревательного элемента, не стоит рассчитывать на сверхэффективные работу. Однако, даже такое подобие промышленного нагревательного прибора может отапливать достаточно большое помещение. Правда, с самоделками нужно обращаться очень осторожно. Поэтому далее последуют рекомендации по технике безопасности.
Самодельный индукционный нагреватель и безопасность
Самодельный котел нельзя включать вне разводки, без заполнения рабочей камеры (полимерной трубы) теплоносителем. Иначе полимерный корпус расплавится, а раскаленный металл упадет прямо на пол.
Самодельный котел нужно включать в отдельную линию — энергопотребление инвертора очень большое и при постоянной работе «домашняя» линия на 2,5 мм2 просто сгорит. Для таких систем нужен кабель сечением 4-6 мм2.
Самодельный котел нельзя оставлять без напорной циркуляции — вскипевший теплоноситель может разорвать полимерный корпус. Поэтому на выходе, за вентилем, ставят клапан избыточного давления.
Словом, перед тем как сделать индукционный нагреватель своими руками — подумайте, а нужен ли в вашем доме «самодельный» прибор такой мощности, который даже не оснащен предохранительными датчиками и хотя бы элементарным блоком контроля. Возможно, что лучшим выбором, в данном случае, был бы «заводской» индукционный котел, оборудованный всеми предохранителями.