Индукционный нагреватель своими руками – рабочая схема, устройство, принцип действия, плюсы и минусы, изготовление

Взамен старого сгоревшего ТЭН-ового бойлера решил сам собрать водонагреватель на базе индукционной катушки. Когда стал разбираться в сути вопроса, понял, что в этом нет ничего сложного. В этом обзоре расскажу, что нужно знать, чтобы собрать индукционный нагреватель своими руками – рабочая схема, устройство, принцип работы, плюсы и минусы, этапы изготовления.

Индукционный нагреватель – что это такое, устройство, принцип действия

В основе работы индукционного нагревателя лежит катушка/намотка из проводника и принцип электромагнитной индукции. При прохождении через него высокочастотного тока возникает магнитное поле, под действием которого происходит разогрев помещенных в него предметов или теплоносителя.

Состоит такой прибор из 3-х главных компонентов:

1. Токогенератор. Отвечает за преобразование обычного тока бытовой сети в высокочастотный. 
   
2. Индуктор-катушка. Образует магнитный поток высокой частоты. Изготавливается из медного проводника. 
   
3. Нагреваемый предмет. Располагается внутри индуктора. Это либо рабочая деталь, либо труба, с циркулирующем теплоносителем.
   

Отмечу, что до того момента, когда появилась возможность доступным способом получать ток высокой частоты, рассматриваемый метод разогрева имел малую эффективность и почти не применялся.

Ситуация изменилась, когда стали выпускать генераторы, способные производить ток высокой частоты. Так как для нагрева магнитным полем требуется электричество именно с такими характеристиками.

Принцип действия устройства сводится к следующему алгоритму:

• Стандартный ток из бытовой сети, проходя через генератор, становится высокочастотным. 
  
• Поступая на обмотку, он создает замкнутый вихревой электромагнитный поток. 
  
• Помещенный внутрь катушки предмет разогревается без контакта – под влиянием вихревых токов.
  

Простейший индукционный нагреватель для разогрева предметов, например, болтов, несложно изготовить своими руками. Как вариант можно сделать водонагреватель. Тогда в катушку потребуется поместить теплообменник с циркулирующей водой.

Плюсы и минусы

Выделю следующий ряд преимуществ самодельного индукционного нагревателя:

• Доступность самостоятельной сборки. 
  
• Высокий КПД. 
  
• Бесшумность в работе.
  

• Экологичность – отсутствие вредного влияния на окружающую среду. 
  
• Безопасность, особенно в сравнении с газовым оборудованием. 
  
• Автономность работы. 
  
• Минимальные требования к обслуживанию. 
  
• Надежность и долговечность. 
  
• Применимость к различным предметам и средам.
  

Если же говорить о конкретном применении устройства, например, в водонагревателе, то можно отметить такой ряд положительных особенностей:

• Оптимальная скорость нагрева теплоносителя – по крайней мере, сопоставимая с традиционными электрокотлами. Благодаря этому индукционный водонагреватель нисколько не уступает по качеству моделям других типов. 
  
• Минимальная вибрация установки. Это свойство рассматривается положительно, так как снижает образование солевых наростов внутри труб и теплообменника. 
  
• Надежная защита от перегрева. Постоянный отвод тепла обеспечивает эффективную защиту от перегрева. Чего нет у моделей с ТЭН. 
  
• Отсутствие вероятности утечки при условии грамотного монтажа системы. Объясняется это, прежде всего, способом нагрева – без непосредственного контакта нагревателя с теплоносителем.
  

• Возможность монтажа системы без насоса. Так как активная циркуляция обеспечивается быстрым разогревом.
  

У самодельного индукционного водонагревателя есть также недостатки:

1. Необходимость выделения отдельного места. Так как прибор греет не только тепловой контур, но и все предметы, попадающие в поле влияния. 
   
2. Вредность нахождения вблизи оборудования для человека и животных. 
   
3. Зависимость от наличия электроэнергии. Для эффективной работы требуется стабильное электроснабжение. 
   
4. Необходимость оснащения системы профессиональной группой безопасности. Так как вода в трубах при интенсивном нагреве может быстро превратиться в пар, что приведет к разрыву контура.
   

Все эти факторы следует учитывать при самостоятельном изготовлении водонагревателя-индуктора. Иначе эксплуатация прибора станет не только не эффективной и затратной, но и опасной.

Схема изготовления

Для работы водонагревателя-индуктора требуется преобразовать тока – инвертор. В быту проще всего достать его из соответствующего сварочного аппарата. Однако в изначальном виде он не годится – его следует несколько переделать:

1. Вместо встроенной катушки индуктивности в схему после высокочастотного преобразователя устанавливается первичная обмотка нашей катушки. 
   
2. Диодный мост удаляется. 
   
3. Выпаивается конденсаторный блок.
   

Далее схема сборки своими руками индукционного нагревателя выглядит следующим образом:

• Подбирается инвертор заданной мощности – такой, какую требует водонагреватель. 
  
• Подготавливается пластиковая труба с толстыми стенками. Длина отрезка должна быть около 0,5-1 м, внутренний диаметр – не менее 50 мм. 
  
• Края закрываются переходниками с патрубками. 
  
• Внутрь засыпаются металлические отрезки, либо стальная труба меньшего диаметра или стержень. 
  
• Далее изготавливается катушка. Для этого поверх пластиковой трубы монтируются текстолитовые стержни. 
  
• Сверху на них наматывается медная проволока диаметром 1-1,5 мм.
  

• При этом количество витков в намотке должно быть порядка 90, а расстояние между ними не более 3 мм. 
  
• Поверх катушки при необходимости надевается защитный кожух – пластиковая труба подходящего диаметра. 
  
• Контакты катушки подсоединяются к инвертору. 
  
• В завершении собранный прибор с помощью патрубков монтируется в систему водонагрева или отопления.
  

Подключать прибор в сеть с целью проверки работоспособности можно только после заполнения контура теплоносителем.

Видео-пример изготовления индукционного нагревателя своими руками:

Коротко о главном

В основе действия индукционного нагревателя лежит принцип разогрева предметов или теплоносителя высокочастотным э/м-полем. Состоит прибор из генератора и индуктора, во внутреннюю полость которого помещается разогреваемая деталь.

Принцип работы сводится к тому, что инвертор создает ток высокой частоты и подается на катушку. В результате возникает электромагнитное поле, нагревающее помещенные внутрь него предметы или теплоноситель.

Общие плюсы самодельного нагревателя-индуктора:

• Доступность изготовления. 
  
• Высокий КПД. 
  
• Экологичность. 
  
• Бесшумность. 
  
• Безопасность. 
  
• Минимум обслуживания. 
  
• Универсальность. 
  
• Надежность.
  

У водонагревателя на базе индуктора также есть свои преимущества – это быстрый нагрев, борьба с накипью, защита от перегрева, герметичность. Недостатки проявляются в необходимости обустройства отдельного пространства, энергозависимости, опасности близкого нахождения, необходимости группы безопасности.

Чтобы изготовить водонагреватель, следует действовать строго по инструкции. При этом генератор можно взять из сварочного инвертора. Перед установкой в схему его потребуется переделать.