Индукционный водонагреватель своими руками схема

Поовая инструкция


В промышленных моделях водяная рубашка изготавливается из металлических труб с толстыми стенками. Однако в самодельных колонках, в которых тепловая мощность индукции не превышает 5 кВт, разогреть металлические трубы с теплоносителем бывает затруднительно. Поэтому предпочтительно использовать пластиковые трубки, по которым с помощью насоса или самотёком прогоняется теплоноситель.

Из пластиковой трубы можно изготовить корпус для индукционного нагревателя на основе сварочного инвертора. Длина отопителя составляет приблизительно 1 метр, а внутренний диаметр может варьироваться от 50 до 80 миллиметров.

Для упрощения подключения индукционного нагревателя к системе отопления необходимо в верхней и нижней части корпуса установить соответствующие фитинги-переходники. Нижняя часть трубы закрывается решеткой, после чего внутрь колонки закладывают наполнитель, состоящий из прутков, металлической проволоки или аналогичных элементов.

При выборе наполнителя, который нарезается небольш

При выборе наполнителя, который нарезается небольшими кусочками, следует отдавать предпочтение стали с высоким магнитным сопротивлением. В последующем такой металл будет хорошо разогреваться, обеспечивая максимально возможную эффективность отопителя. После заполнения наполнителем корпус сверху закрывается металлической сеткой.

Выполняется индукционная решётка, для чего поверх корпуса наматывают медную проволоку. Чтобы обеспечить качественный нагрев, необходимо сделать не менее 90 витков катушки. Витки должны располагаться друг к другу максимально плотно без зазора, что позволит обеспечить формирование качественного магнитного вихревого поля, которое необходимо для разогрева наполнителя. Обмотка выполняется из изолированного медного провода с толщиной 1−1,5 миллиметра.

  Повысить эффективность отопителя, а также улучшиДля изготовления генератора переменного тока проще всего использовать инвертор от сварочных аппаратов. Контакты от катушки подключают к полюсам генератора. На самодельный индукционный проточный водонагреватель от инвертора переменного тока подают питание, после чего котел сразу же начнёт нагревать воду, которая за счет разницы температуры будет двигаться по трубам.

Повысить эффективность отопителя, а также улучшить показатели безопасности использования самодельного оборудования можно, подключив к подающей линии возле переходника датчик терморегулятора. Установленный модуль будет следить за температурой, при необходимости отключая подачу питания от инвертора, что позволит защитить нагреватель и всю систему от перегрева и выхода из строя.


Проточный индукционный водонагреватель своими руками


Прежде чем приступать к монтажу, вам необходимо запастись необходимыми деталями. Так, . Такое устройство обойдется дешевле всего. Более дорогим вариантом станет трехфазный трансформатор, являющийся источником питания переменного тока для индуктора водонагревателя. В таком случае стоит использовать катушку на 50-90 витков, а в качестве материала взять медную проволоку с диаметром 3 или более миллиметров.


Плюсы и минусы индукционного нагрева ГВС


Плюсы самодельных и заводских индукционных проточных водонагревателей:

  • полная бесшумность;
  • КПД 98 – 99%;
  • из-за микровибраций грязь и накипь не прилипают, электрохимических реакций нет, чистка не потребуется, эксплуатация продлевается;
  • высокая ремонтопригодность, эффективность и простота, минимум деталей – нагрев производится отрезком трубы с обмоткой – (срок службы 10 – 20 лет), но этого достоинства нет, если используется радиосхема;
  • компактность;
  • экологичность, нет продуктов горения;
  • нет затрат на техническое обслуживание, не надо чистить, менять аноды, ТЭН;
  • регулируется, настраивается (уменьшая/увеличивая силу тока, размер намотки).

Нет зависимости мощности от температуры воды, но чем холоднее она поступает и интенсивнее проток, тем прохладнее на выходе, так как не успевает вобрать тепло, поэтому рекомендовано, чтобы жидкость дольше двигалась внутри индукционного водонагревателя (несколько секций, отделение, проволока внутри).

Минусы:

  • не экономные;
  • нагревается только рабочий элемент, но тепло передается и в пространство, прикасаться к прибору небезопасно, кожух не всегда решает проблему;
  • риск взрыва системы, пожара из-за перегрева, поэтому надо устанавливать датчик температуры с автоотключением;
  • высокая цена заводских моделей – в среднем 30 тыс. за изделие небольшой мощности;
  • электромагнитное поле;
  • без электротехнических навыков сложно добиться технических характеристик, обеспечивающих мощность выше 2,5 кВт, так как потребуется сборка частотного преобразователя.

Электронный вариант


Рассчитать параметры электроводонагревателя индукционного типа при намотке на трубу и сварочном инверторе можно приблизительно, это параметры, описанные выше, но более точные исчисления понадобятся для электросхем, когда учитывают емкость деталей.

Используется электронная схема с принципом последовательного резонанса, которая не требует настройки, начинает работать сразу после сборки. Выходная мощность со стандартными комплектующими средняя, но ее можно повысить, использовав емкие конденсаторы и сильные полевые ключи. Частоты больше 50 Гц создаются транзисторными (до 25 кГц), тиристорными (до 8 кГц) преобразователями.

Схема будет потреблять большой ток, используют блоки питания от 24 В до 60 В, минимум с 20 А. Лезвие ножа нагревается до красного за 10 сек.

Готовый прибор и его схемы:

 

Другие варианты:

Что потребуется (для нижеприведенной схемы):

  • дроссели из компьютерного блока питания;
  • оттуда же ферритовые (из порошкового железа) кольца с намотанной медной проволокой сечением 1,5 мм², достаточно от 10 до 30 витков;
  • полевые транзисторы. Надо подобрать по максимальному сопротивлению открытого перехода. Подойдут из серии IRF740, IRFP250;
  • диоды на обратное напряжение от 500 В при не меньше 3 – 4 А, подойдут UF4007, HER305;
  • стабилитроны на 15 – 18 В до 2 – 3 Вт;
  • резисторы на 0,5 Вт.

Детали собираются по схеме. Изготавливается и присоединяется индукционная катушка из 6 – 7 витков провода 1,5 мм². Конструкция способна нагреть до желтого цвета болты М6. Выделяемое тепло может повредить транзисторы, поэтому обязательные радиаторы, небольшой вентилятор (из того же компьютерного БП). Получается частота 30 кГц, чего более чем достаточно. Управление – через адаптер 12 В. Силовую часть можно напрямую подсоединить к 220 В через диодный мост. Остается смонтировать проточный бойлер на этой основе.

Варианты схем:

Схема и созданный по ней индукционный нагреватель:


Популярные модели из магазина



Индукционный проточный водонагреватель WXJR-B6 с наибольшей мощностью до пяти киловатт использует в основе метод нагревания жидкости от магнитного поля катушки. Прибор прямоугольной формы имеет габариты 270 х 200 х 68 мм, экономно потребляет электричество. На выходе получается постоянный ток воды, нагретой до 60 °C. За минуту обрабатывает от 6 до 11 литров, время функционирования не ограничено, используется для больших ванн и бассейнов с объемом около 1 тыс. литров.


Высокочастотный водонагреватель ВИН 7 выпускается для нагревания воды или работы в отопительной системе дома с внутренним объемом до 350 кубометров. Номинал мощности на пределе составляет 7 кВт, оборудование питается от сети 220 В. Прибор круглой формы высотой 615 мм и диаметром снаружи 13 мм. Входные и выходные трубы диаметром 20 мм. Эффективно подогревает большое количество воды в минуту, мощность на выходе составляет 5 тыс. 900 ккал в час.

Индукционный прибор Эдисон 4.7 для нагрева жидкости в водопроводе и отопительной системе вырабатывает в час 3 тыс. 950 ккал, а потребляет 4,7 кВт. Возможно подключение к бытовой электросети. Применяется для строений с внутренним объемом до 240 кубометров. В комплекте продается аппаратура запуска, температурные и уровневые датчики, шкаф для обеспечения управления. Производители говорят о надежной работе в течение 30-летнего срока.


Труба в трубе и змеевик внутри бака


Порядок создания водонагревателя с индукционным нагревом «сосуд в сосуде»:

  1. Два отрезка (150 – 500 мм) металлической трубы вставляются друг в друга с зазором в 20 мм, который создают герметичным ввариванием по торцам двух колец.
  2. Так же приделывают по касательной (для хорошей циркуляции) к корпусу в наружную стенку входной (нижний) и выходной (верхний) штуцер для подключения к водопроводу.
  3. Водонагреватель будет иметь тороидальную форму (бублик) – цилиндр с отверстием внутри.
  4. Наматывают медную проволоку вертикально, пропуская внутрь и поднимая по наружному контуру корпуса. Делают 30 – 40 витков, получится тороидальная катушка – нагреваться будет сразу вся поверхность.
  5. Конструкцию помещают в кожух, применяют пластиковый бак, делают в нем отверстия для патрубков. От стенок отделяют теплоизолирующим негорючим материалом. Концы провода присоединяют к клеммам инвертора, подключают к стояку и точке водоразбора.

Можно создать котел со змеевидной структурой внутри и использовать его как проточный водонагреватель – чем больший внутри сегмент, заполняемый водой, тем лучше она будет прогреваться.




С обмоткой электротехнической тканью


Отрезок металлической трубы, например, 1 м, очищают и заворачивают в три слоя электротехнической ткани, поверх – медная проволока. Создается индукционная катушка. Конструкция изолируется, утепляется – надевается кожух из огнеупорного пластика. Концы подключают к клеммам сварочного инвертора. Цилиндр врезают, подсоединяют к водопроводу.


Достоинства и недостатки технологии


По сравнению с обычным водонагревателем, оборудованным ТЭНами, индукционный имеет ряд преимуществ:

  1. Высокий КПД на уровне 97% – 98%, благодаря которому потребление электроэнергии удается сократить на 30% – 50%.
  2. Простота конструкции: нагрев воды с помощью резистивного элемента сопряжен с некоторыми сложностями. Во-первых, ТЭН нужно размещать внутри емкости с жидкостью, для чего целостность последней приходится нарушать, а место врезки – герметизировать. Нередко в этом месте появляются протечки, что требует вмешательства сервисной службы. Во-вторых, появляется необходимость защиты ТЭНа от образования накипи, для чего приходится применять магниевый анод. С определенной периодичностью эту деталь нужно менять. С индукционным водонагревателем дело обстоит проще. Никакие элементы с водой не контактируют, кроме стенок трубы, через которую она течет. Кроме того, переменное магнитное поле препятствует образованию на них солевых отложений.
  3. Высокая скорость нагрева: ТЭН передает тепловую энергию только той части жидкости, которая непосредственно контактирует с его поверхностью. Далее в дело вступает конвекция: нагретая вода поднимается вверх, холодная опускается вниз – все это, разумеется, требует времени. В индукционном нагревателе магнитное поле воздействует на весь объем находящейся в нем жидкости, поэтому ее нагрев происходит гораздо быстрее.
  4. Долговечность: благодаря тому, что все основные элементы индукционного водонагревателя не подвергаются негативному воздействию жидкости, такой агрегат сохраняет работоспособность в течение 30-ти лет.
  5. Самостоятельное изготовление. Простое устройство обуславливает еще один «плюс» – возможность изготовления индукционного водонагревателя своими руками.

Что можно сказать о недостатках? Есть только один – высокая стоимость.

солнечный водонагреватель своими рукамиСолнечную батарею можно только купить в магазине, так как устройство сложное для самостоятельного изготовления. А вот солнечный водонагреватель своими руками сделать довольно просто. Рассмотрим особенности устройства солнечного коллектора для подогрева воды.

Виды электрических проточных водонагревателей рассмотрим в этой статье. Особенности выбора прибора.


Из чего можно сделать бойлер индукционного типа


Устройство индукционного электрического проточного водонагревателя, это всего 3 основных элемента. Мощность индуктора надо сопоставить с заготовкой, с количеством витков и толщиной проволоки, иначе нагрев воды будет незначительным в процессе ее протока.

ЭлементОписание
Индуктор (катушка)Витки медного провода (от 50). Генерируют электромагнитную среду.
Нагревательная часть (сердечник)Цилиндр из металла, огнеупорного пластика (стенки от 3 мм). Внутрь помещают стальную проволоку (обязательно в последнем случае), через нее раскаленную проходит вода. Сердечник должен быть из намагничиваемого металла, ток – переменным, если он будет постоянным, нагрева не будет, получится электромагнит. А если подключить напрямую к сети, то будет короткое замыкание.
Генератор (индукционный преобразователь)Прибор, осуществляющий при потреблении тока (бытового), трансформацию его в высокочастотный с передачей на обмотку. В качестве генератора можно использовать маломощный сварочный инвертор.


Из сварочного инвертора или трансформатора

Сборка из инверторного сварочного аппарата, что понадобится:

  • генератор переменного тока, варианты:
    • бытовой сварочник с настройкой на выходе на 15 – 25 А;
    • трехфазный трансформатор;
  • труба пластиковая (стенки от 3 мм) для отопления, выдерживающая +95° C или металлическая ∅5 см;
  • магнитящийся нагревательный элемент (обязательный в виде наполнения, если сосуд из полимеров):
    • проволока сечением 6 мм в сеточке из металла;
    • кухонные ершики;
    • листовая заготовка;
  • индуктор (катушка) – проволока: медь, 1,5 – 3 мм² или стеклоизолированный провод 1,7—2 мм² как у сварочных трансформаторов;
  • терморегулятор;
  • фитинги, шаровые краны для водопровода, гибкая подводка (шланги в оплетке);
  • пассатижи, плоскогубцы.

Порядок создания своими руками индукционного проточного нагревателя для ГВС с применением сварочника:

  1. В трубу помещают металлическую сетку. Плотно засыпают проволочные отрезки (1 – 5 см).
  2. На тот же торец приваривают патрубок с отсекающим краном для гибкой подводки к холодному отводу стояка, на другой – для подачи горячей воды в точку водозабора.
  3. На цилиндр устанавливают 4 – 5 продольных планок из дерева или из стеклотекстолита, наматывают провод (90 витков желательно). При ∅60 мм потребуется около 17 м.
  4. Концы подсоединяют к полюсам трансформатора инвертора, желательно без скруток. Изолируют соединения изолентой.
  5. Водонагреватель собран, подключают к штуцерам стояка водопровода и точек водоразбора. Используют переходники, тройники, гибкие сантехнические шланги.
  6. Терморегулятор устанавливают на сварочник для автоматического управления работой.

Обмотку с емкостью заключают в корпус, для чего используют пластиковый бак, другие емкости. Кожух утепляют пенопластом, минеральной ватой, другой теплоизоляцией. Аналогично создается самодельный водонагреватель из трансформатора.

Правила:

  • размещают (врезают) вертикально сетчатым дном вниз, там же вход подачи, откуда вода движется вверх;
  • в циркуляционном насосе нет необходимости как в системе отопления;
  • соблюдают технику безопасности при работе с электроприборами, нагревающимися объектами. Рекомендованное расстояние до пола 80, потолка – 30, стен – 30 – 40 см.;
  • должен быть датчик температуры с реле для автоотключения при перегреве;
  • рекомендована отдельная медная линия электропроводки для сварочного аппарата с автоматикой защитного отключения (УЗО, диффавтоматом, заземлением). Рекомендованное сечение 2,5 мм² – хватит для проточного нагревателя до 3,5 кВт;
  • все открытые провода изолируют;
  • нельзя включать индуктор при пустой ёмкости – есть риск расплавления, возгорания, замыкания;
  • не желательно устанавливать в жилой зоне – электромагнитное поле вредное.

Из индукционной плиты

В сети есть ролики о рабочих водонагревателях, котлах из индукционных печек (обычно на 2 кВт). Плоская катушка кухонной плиты, этот тот же индуктор.

Процесс создания предельно простой:

  • варочную панель индукционной плиты разбирают;
  • родной плоский индуктор демонтируют;
  • подключают самодельный нагреватель из гофрированной нержавеющей трубы (∅20) и гибкую подводку от холодной подачи стояка с отсекающим краном.


Длину, сечение кабеля обмотки надо брать по индуктору печки для соответствия параметров полевых элементов электросхемы. При превышении характеристик упадет мощность, при уменьшении обмотка перегорит вместе с транзисторами.


Преимущества и недостатки устройства


Индукционное устройство для нагрева воды
Индукционное устройство для нагрева воды

Человек сравнивает новинки техники с тем, что ему уже привычно и знакомо. В этом случае невольное сравнение происходит с водонагревателями на ТЭНах. И тут индукционный бойлер выигрывает по ряду параметров у своего старшего собрата:

  • Простота конструкции: в ней нечему ломаться и выходить из строя.
  • Герметичность: в отличие от ТЕНа, который необходимо располагать внутри емкости с водой, нагревательный элемент в индукционных приборах размещается снаружи, оставляя трубу с водой герметичной.
  • Равномерный прогрев: ТЭН прогревает воду в непосредственной близости от себя, она поднимается вверх, вытесняя вниз холодную воду, которая тоже постепенно нагревается.
  • Высокий КПД: для индукционного нагревателя он достигает 98% —значит, что лишь 2% затраченной электроэнергии пропадает впустую. Благодаря этому при меньших затратах энергии прибор обеспечивает большую мощность.
  • Экономичность: такие устройства позволяют экономить до 30-35% на электроэнергии.
  • Компактность: небольшие размеры, так удивляющие при первом взгляде, будут настоящим спасением в небольшой ванной, где и без того места мало.
  • Надежность: инверторные водонагреватели служат долго, до 30 лет. Этому также способствует простота конструкции. Ведь известно — чем проще прибор, тем он надежнее.
  • Простота ухода: такому нагревателю вполне достаточно будет профилактической чистки раз в 10 лет, ведь внутри него не образуется накипь. Переменные токи не позволяют многочисленным солям, растворенным в воде, оседать на внутренней поверхности трубы. А с внешней стороны, где и располагается все детали механизма, воды нет.

Список достоинств впечатляет. При этом недостаток можно выделить всего один, хотя для многих он станет весомым. Дело в том, что, как и любая новая разработка, индукционные нагреватели стоят пока весьма дорого.


Положительные и отрицательные характеристики


Обслуживание проточного индукционного водонагревателя отопления будет стоить дешевле, чем эксплуатация газового оборудования или электрического бойлера. Детали высокочастотного агрегата никогда не портятся, его работа не останавливается. При нагревании энергоносителя в системе отопления можно не применять помпу, т. к. ток воды по коллектору осуществляется методом конвенции (нагревание воды превращает ее в пар).

Достоинства индукционных приборов подогрева:


  • При получении сильного тепла использование электриДолговечность эксплуатации — срок службы определяется производителями до 30 лет. Устройство не требует замены элементов и дорогого обслуживания техническими специалистами. Профилактика прибора в виде общей чистки проводится раз в 7−10 лет.
  • При получении сильного тепла использование электрической энергии снижено на 30−40% по сравнению с нагревательными агрегатами на тэнах.
  • На внутренних поверхностях и элементах не оседает накипь, т. к. ее образование невозможно в соответствии с принципом работы. А также не наслаиваются труднорастворимые солевые массы.

Несмотря на экономичность и удобство эксплуатации такой прибор имеет некоторые недостатки. Они проявляются в следующем:

  • Устройство нагревается не только само, но и захватывает окружающий воздух. Что касается самого корпуса, то его лучше не трогать в процессе работы.
  • Из-за высокой эффективности агрегата устанавливают датчик с функцией регулирования и ограничения температуры. Если пренебречь таким прибором, то возможен взрыв индукционного водонагревателя при беспрерывной работе.
  • Прибор плохо влияет на организм человека.


Как выбрать индукционный бойлер


Индукционный котел отопления
Индукционный котел отопления

Выбирая индукционный проточный водонагреватель, нужно обратить внимание на следующие характеристики:

  • потребляемая мощность;
  • тепловая мощность;
  • объем помещения, которое он способен обогреть;
  • необходимое напряжение в сети.

Также имеет смысл обращать внимание на производителя. Пожалуй, самой востребованной можно назвать продукцию нескольких компаний:

  • ВИН;
  • SAV;
  • Гейзер;
  • Miratron;
  • Эдисон.

Все эти производители отличаются высокой надежностью и большим выбором моделей.

Отзывы покупателей


Андрей, г. Москва: Живу в Питере, приобрел нагреватель местного производства. Работает исправно, за одним исключением: регулярно выбивает автомат.  В чем дело – пока не разобрался. Зато экономия на электроэнергии очевидная. Специально сверял показания счетчиков и счета. В целом интересная технология, однако еще не привычная и оттого порой вызывающая вопросы. Не до конца понятно, как их правильно использовать, что можно делать, а что — нет.

Марат, г. Москва: У меня такой нагреватель стоит уже 2 года. Экономия на электричестве очевидная. Поломок за это время никаких не было. Плюс с водонагревателем на ТЭНе все время приходилось подыскивать подходящий анод на замену вышедшему из строя. Здесь таких проблем не возникает. И все же, несмотря на все плюсы, я считаю, что стоимость его завышена неимоверно. Конструкция ведь простая, никаких сложностей или дорогостоящих деталей там нет.