Индукционный нагреватель своими руками — инструкция как сделать простой и мощный нагреватель

Идея нагревать металл вихревыми токами Фуко, возбуждаемыми электромагнитным полем катушки, отнюдь не нова. Она давно и успешно эксплуатируется в промышленных плавильных печах, кузнечных мастерских, бытовых нагревательных приборах – плитах и электрокотлах. Последние довольно дороги, так что домашние умельцы не оставляют попыток сделать индукционный нагреватель воды своими руками. Наша задача – рассмотреть работоспособные варианты самодельных устройств и разобраться, можно ли применять их для отопления дома.

Принцип функционирования прибора

Индукционная плита не сможет функционировать без трех основных элементов, к которым относятся:

• Индуктор.
• Генератор.
• Нагревательная часть.

Из школьного курса физики мы знаем о том, что индуктор – это обычная катушка, произведенная из многих витков простой медной проволоки. С помощью индуктора происходит формирование магнитного поля.

Следующее необходимое для качественной работы прибора устройство – генератор переменного тока. Несложно догадаться о том, что с помощью генератора получают ток со стандартной характеристикой частоты в 50ГЦ.

Нагревательным элементом называется практически любая металлическая поверхность, способная поглощать тепловые излучения, полученные при формировании магнитного поля.

Имея все три вышеприведенных предмета несложно индукционную печь своими руками, способную без особых проблем справляться с задачами по подогреву жидкого теплоносителя. Таким образом, индукционные нагреватель может стать инструментом обогрева жилого здания или коттеджной постройки.

Схема функционирования прибора крайне проста: ток, полученный от генератора, подается на катушку, вследствие чего образуется магнитное излучение, нагревающее какой-либо металлический предмет.

Несколько слов о безопасности

Самодельные индукционные котлы обычно не снабжены системами контроля и защиты, что делает их небезопасными. Поэтому перед включением агрегата необходимо убедиться, что полость корпуса заполнена жидким теплоносителем.

Если полимерный корпус нагревателя будет подвергаться постоянному нагреву без омывания теплоносителем, он просто расплавится, иногда это приводит не только к деформации нагревателя, но и к его полному повреждению.

Агрегаты этого типа часто используют для раскаливания и плавки металлов. Высокие температуры, получаемые от индукционного нагревателя, требуют внимательного отношения к вопросам безопасности

Опасным может быть и выпадение раскаленного металлического наполнителя из расплавившегося корпуса. В этом случае придется почти полностью демонтировать устройство и сделать для него новый нагревательный элемент.

Подключение к электропитанию следует выполнять по отдельному кабелю, проведенному от щитка. Разумеется, необходимо тщательно закрыть изоляцией все контакты. Инвертор сварочного аппарата также необходимо заземлить, это важный момент для обеспечения безопасности.

При этом понадобится кабель сечением не менее четырех миллиметров. Некоторые специалисты рекомендуют отдать предпочтение шестимиллиметровому кабелю. Чтобы предотвратить перегрев самодельного индукционного нагревателя из-за отсутствия в системе воды, рекомендуется установить на входе в нагреватель клапан избыточного давления.

Индукционный нагревательный прибор занимает относительно немного места, но его нужно разместить на определенном расстоянии от потолка, стен, мебели и т.п.

Самодельное устройство этого типа, не снабженное специальными средствами защиты, это потенциально опасный объект, который требует постоянного контроля. Поэтому стоит потратить немного больше денег, но приобрести необходимые устройства.

При этом не помешает оценить затраты, возможно, покупка готового индукционного котла обойдется не намного дороже. Промышленные устройства обычно снабжены всей необходимой защитой.

Особенности и пошаговая технология изготовления еще одного варианта самодельного индукционного котла для системы отопления приведены здесь.

Виды нагревателей

Нагреватели широко распространены на территории нашей страны, а конкретный масштаб устройств варьируется от потребителя к потребителю. Понятно, что самостоятельно собрать высокотехнологичный индукционный нагреватель вряд ли получится, поэтому в статье предлагаются альтернативные варианты.

Своими руками изготавливаются такие приборы, как:

• Печки для расплавления металла.
• Электрические плитки, использующиеся для приготовления еды.
• Устройства для подогрева теплоносителя отопительной системы.

Обратите внимание на то, что изготовление индукционных нагревателей должно производиться строго в соответствии со всеми нормами и правилами, установленными государственными регламентами, касающимися безопасности жизнедеятельности.

Перед началом работы над прибором следует ознакомиться с Гостами и прочими документами, а также пролистать ПУЭ. Помните, что устройство, за контейнер которого выходит напряжение, является не безопасным и запрещенным к эксплуатации.

Выводы и рекомендации

Мы намеренно представили варианты индукционных водонагревателей несложной конструкции, чтобы каждый желающий мог сделать подобный агрегат своими силами. Но остался вопрос, нужно ли заниматься этим делом и тратить собственное время. На этот счет есть ряд объективных соображений:

1. Пользователи, не разбирающиеся в электрике и радиотехнике, вряд ли смогут добиться увеличения мощности нагрева свыше 2.5 кВт. Для этого придется собрать схему преобразователя частоты.
2. КПД индуктора ничуть не выше, чем у других электрических котлов. Но собрать нагреватель с ТЭНами гораздо проще.
3. Если у вас не завалялась дома индукционная панель, то потребуется ее купить примерно за 80 у. е. Столько стоят дешевые китайские изделия в интернет-магазинах. За те же деньги продаются готовые электродные котлы мощностью до 10 кВт.
4. Электроплиты оснащаются автоматикой безопасности, отключающих бытовой прибор спустя 1 или 2 часа работы. Это доставляет неудобство при эксплуатации.
5. Если в силу разных причин теплоноситель вытечет из самодельного теплогенератора, то нагрев не прекратится. Это чревато пожаром.

Конечно, вы можете обойтись без дорогих покупок, досконально разобраться в конструкции и смастерить индукционный нагреватель с нуля. Но выполнить все бесплатно не получится, ведь потребуется приобрести комплектующие для схемы. Заметьте, что бонусы от подобного отопительного агрегата невелики, так что всерьез браться за его изготовление с целью обогрева частного дома нецелесообразно.

Основной материал

Одна из главнейших проблем при самостоятельном изготовлении индукционной плитки заключается в выборе подходящего материала. Вещество, использующееся в виде основы будущей плитки, должен удовлетворять некоторым критериям.

Индукционная плитка создается с использованием материалов, подходящих по следующим требованиям:

• Предельные показатели проводимости электромагнитного излучения.
• Полное отсутствие токопроводящих качеств.
• Высокая устойчивость к большим температурам.

Как правило, варочные плиты, изготовленные популярными брендами-производителями, обладают поверхностью из дорогостоящей керамики. Самостоятельно найти подобный материал достаточно трудно, поэтому возникает вопрос о том, из чего можно изготовить индукционную плиту.

Обратите внимание!

• Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками: пошаговое руководство изготовления устройства в домашних условиях, подбор материалов для сборки конструкции
• Лабораторный блок питания своими руками | Пошаговая инструкция как и из каких элементов построить блок питания
• Антенна для цифрового тв своими руками — фото инструкции как сделать простейшие антенны для digital TV

Перед началом работ по изготовлению варочной поверхности следует не только ознакомиться со всеми правилами техники безопасности, но и попробовать свои силы на практике.

Отличным вариантом станет изготовление достаточно простого, но в то же время технологичного агрегата – индукционной печи для плавки металла своими руками.

Производители

• Популярны котлы «Галан». Оборудование российского производства. Применяются комплектующие, которые поставляются из-за рубежа. Приборы обладают автоматическим управлением, доступные.
• «Невский». Применяют в закрытых отопительных системах. Автоматикой задаются необходимые температурные параметры, устройство обеспечивает комфортные условия. Когда установленная температура будет достигнута, прибор отключается до небольшого остывания. Котел от имеет надежную сборку, комплектующие.
• Импортный производитель Dakon (Чехия). Агрегатов с нагревателями от компании Dakon, насчитывается около 30 моделей. Возможны модели с дополнительным оборудованием – циркуляционный насос, расширительный бачок.
• Котел Kospel (Польша). Применяется в одноконтурных системах отопления.

Что понадобится

В работе предстоит использовать достаточно большое количество инструментов, которые, впрочем, с легкостью найдутся у каждого мастера. Возможно, некоторые специфичные наименования придется докупать в специализированных строительных и электротехнических магазинах.

• Паяльная станция.
• Припой.
• Текстолит.
• Дрель небольшого размера.
• Радиодетали.
• Термопаста.
• Химикаты для создания платы из текстолита.

Как уже говорилось ранее, все предметы из вышеприведенного списка без особых проблем приобретаются в специализированных супермаркетах.

Канальное плавильное устройство

Канальный тип индукционной сталеплавильной печи имеет в конструкции электромагнитный сердечник. Принцип действия прибора заключается в движении переменного магнитного потока через магнитопровод. В кольце с жидким металлом происходит возбуждение электрического тока, разогревает шихту до заданной температуры. Технология применяется в литейном производстве, миксерах, пищевых раздаточных столах. Для увеличения магнитного потока используется магнитный проводник замкнутого вида из трансформаторной стали.
Свое название канальные печи получили за наличие в пространстве агрегата двух отверстий с каналом, образующим замкнутый контур. По конструкционным особенностям прибор не может работать без контура, благодаря которому жидкий алюминий находится в непрерывном движении. При несоблюдении рекомендаций завода изготовителя оборудование самопроизвольно отключается, прерывая процесс плавки.

Жидкая бронза заливается через сифон, расположенный на торцевой стенке, присадки и шлаки загружаются и удаляются через специальные отверстия. Выдача готовой продукции осуществляется через V -образный сливной канал, сделанный в футеровке по шаблону, который расплавляется в рабочем процессе. Охлаждение обмотки и сердечника осуществляется воздушной массой, температура корпуса регулируется при помощи воды.

Что понадобится

Для создания нагревателя металла своими руками, помимо рабочих инструментов также следует озаботиться подготовкой целого ряда вещей, приобрести которые следует отдельно:

Обратите внимание!

• Ветрогенератор своими руками: пошаговая инструкция изготовления устройства в домашних условиях, выбор материалов и типа конструкции
• Инкубатор своими руками: поэтапный мастер-класс по постройке своими руками, выбор строительных материалов и типа конструкции

Восьмисот миллиметровый отрезок медной трубы, с диаметром в 8-10 мм. С помощью медной проволоки в дальнейшем изготавливается индукционная катушка, излучающая магнитное поле, которое, впоследствии, нагревает металлическую емкость.

Высокомощные силовые транзисторы, приобретение которых станет основной тратой для всех желающих собрать индукционную плиту. Обратите внимание на то, что схема создания частотного генератора предусматривает наличие сразу двух силовых транзисторов.

В качестве основного материала, предназначенного для создания колебательного контура, используется обыкновенный керамический конденсатор с характеристиками 0,1мФ и 1600В.

Обратите внимание на то, что для создания потока высокой мощности понадобится использовать 7 керамических конденсаторов с аналогичными характеристиками.

Также следует озаботиться созданием теплоотводов, собрать которые можно из радиаторов, изготовленных из алюминиевых сплавов. Дело в том, что при включении индукционной плиты обычные полевые транзисторы попросту не выдержат высокой температуры и сломаются. Монтаж транзисторов также следует производить с задействованием термопасты, для того, чтобы КПД подобного охлаждения был максимальным.

Диоды, применяемые в качестве рабочих элементов, согласно схеме, должны обладать высокой скоростью срабатывания. Индукционная печь своими руками, схема изготовления которой расположена в руководстве, является требовательным устройством на высокоскоростных диодах.

Обратите внимание!

• Сабвуфер своими руками: типы устройств, функции, способы сборки и установки в домашних условиях + пошаговая инструкция и схемы для начинающих
• Блютуз колонка своими руками — пошаговый мастер-класс изготовления и установки своими руками, необходимые материалы и инструменты

Резисторы: пара штук на 10кОм и 0,25Вт, и еще пара 440Ом и 2Вт. Также следует приобрести стабилитроны с характеристикой рабочего напряжения в 2Вт.

В качестве основного элемента питания используется стандартный блок на 500 ватт. Характеристика рабочего напряжения блока питания должна колебаться в промежутке от двенадцати до сорока ватт.

Обратите внимание на то, что изначальная подпитка устройства проводится с использованием автомобильного аккумулятора. Однако таким образом достигнуть лучшего показателя мощности попросту не выйдет.

Используя все вышеприведенные материалы инструменты можно с легкостью собрать индуктор своими руками, схема которого рассматривается в статье.

Как сделать бак для нагрева воды

Лучше всего для водяного обогревателя устанавливать новый баллон. Сначала подготовьте все, что понадобится при работе:

• Инструмент для сварки.
• Инструмент для резьбы.
• Газовые ключи.
• Набор отверток.
• Дрель.
• Баллон. Если вы приобретаете новый, выбирайте без вентиля. Он вам не пригодится, а стоить изделие будет дороже. Если используете вариант б/у, обработайте стенки нитрогрунтовкой для удаления остатков газа.

• Гайки на 3,2 см.
• Нагревательный элемент. Выбирайте ТЭН с термореле и небольшой мощностью.
• Пакля или смазка.
• Термостойкие пластиковые трубы.
• Проводка и клеммы для организации соединений.
• Запорные краны.

Этапы изготовления в домашних условиях:

• Подготовьте баллон. Сваркой разрежьте его вдоль, тщательно обработайте внутри нитрогрунтовкой. Теперь осталось сварить бак.
• В чистой емкости проделайте дрелью два отверстия: снизу для забора холодной воды, сверху для вывода прогретой жидкости. Расположение соответствует законам физики, ведь горячая вода поднимается вверх.

• Приварите к отверстиям трубки. Если оба выхода организованы снизу, тогда трубка для горячей жидкости должна быть длиной с корпус.

• На трубы установите краны. К холодному подключите обратный клапан, он поможет избежать стоку содержимого в канализацию. На горячем ставится клапан предохранительного назначения, который предотвратит повышение давления до критической отметки.
• Сверху, где стоял газовый вентиль, нужно установить ТЭН. Закрепите его гайками на 32 мм. Изолируйте элемент паклей или смазкой, после чего закрепите терморегулятор.

Для удобства использования можно установить светодиод. Так вы будете знать, когда ТЭН включается и отключается.

• Чтобы получить сверхэкономичный бойлер, нужно его утеплить. Для этого есть простой способ: выбирается металлический пласт по площади немного больше корпуса. Вставьте готовый корпус в подготовленный цилиндр из листа. Оставшееся пространство заполните теплоизоляционным материалом: изотоном, пенополиуретаном. Сверху и снизу привариваются крышки.

• Для установки металлические подводки подключите к трубам. Повесьте прибор в задуманном месте — учитывайте его вес в наполненном состоянии.

Осталось выполнить тестовый запуск. Для этого бак наполняется водой и осматривается на предмет течи. Если все в порядке, можно подключать ТЭН.

Пошаговое руководство по изготовлению нагревателя

Вся работа по изготовлению индукционного нагревателя подразделяется на несколько этапов, на протяжении каждого из которых выполняется обработка одной из основных деталей.

Далее мы подробно расскажем о том, как собрать индукционный нагреватель для автосервиса своими руками, используя все вышеприведенные наборы.

Схема ZVC драйвера

Стандартный вариант генератора

Усиленный вариант схемы

Но видно мне войти в их число не судьба.

Были куплены все необходимые детали – новые полевые транзисторы, новые фаст диоды и стабилитроны. Всё перед пайкой было испытано на транзистор-тестере, в том числе для определения правильной цоколёвки.

Была собрана шикарная катушка из чистой меди диаметром 5 мм. Но работать сей девайс упорно отказывался.

Подозрение пало на дросселя, которые большинство радиолюбителей рекомендует мотать на желтых порошковых кольцах от БП АТХ.

Добыча искомых и установка также оказалась безрезультативной – индукционный нагреватель металлов как не работал раньше, так и не собирался работать дальше. Подключение различных вариантов катушек совместно с конденсаторами разной емкости картину не изменили – «открывает рыба рот, но не слышно что поёт», то есть транзисторы открываются, ток тянут, а генерации не происходит.

В конце концов всё это изрядно надоело, многодневные танцы с бубном закончились, и пришлось с поклоном идти к китайцам на ихний Алиэкспресс, заказывать за 7 долларов готовый модуль генератора.

Спустя 2 недели эта штука была доставлена курьером прямо на дом и после подключения к компьютерному блоку питания на 12 В успешно заработала.

Причём она работала и от 5-ти вольт, и с маленькой штатной катушкой, и с большой самодельной, в общем генерировала мощное электромагнитное поле во всех позах (с теми же деталями и схемой). Раскаляет 3 мм штырь до красна за 20 секунд. С железкой 6 мм возится несколько минут, при этом жутко греется само (в основном транзисторы и катушка).

На что тут грешить – даже не знаю. Может конденсаторы не те, может транзисторы. В любом случае факт остается фактом: промышленная плата заработала, а самодельная нет. Так что кто хочет – может смело кинуть в меня куском канифоли, другие – посочувствовать, третьи сами попробовать собрать этот индукционник и написать в комментариях о результатах.

Изготовление катушки

Как уже говорилось ранее, катушка изготавливается из заранее заготовленной трубы с определенной длиной и диметром. Для создания катушки нужно навертеть трубку на какой-либо круглый предмет с пятисантиметровым диаметром.

Обратите внимание на то, что катушка имеет ровно семь кругов. С верхней и нижней части проволоки с помощью паяльной станции устанавливаются монтажные кольца, предназначенные для радиаторов. Такая катушка поможет собрать индуктивный нагреватель своими руками.

Чуть-чуть фотографий:

За место отопительных приборов, были применены медные пластины, которые припаиваются прямо к трубке, так как в этой конструкции применяется водное охлаждение. Я так думаю это очень эффектное охлаждение, так как транзисторы греются отлично и ни какие вентиляторы и супер отопительные приборы не помогут их от перегревания!

Охлаждающие пластины на плате размещены аналогичным образом, что бы трубка катушки проходила через них. Пластины и трубку необходимо припаять между собой, для этого я применил атмосферную горелку и большой паяльный аппарат для пайки автомобильных отопительных приборов.

Конденсаторы размещены на 2-ух стороннем текстолите, плата припаивается также к трубке катушки на прямую, для лучшего охлаждения.

Дроссели намотаны на ферритовых кольцах, персонально я достал их из компьютерного трансформатора, провод употреблялся медных в изоляции.

Индукционный нагреватель вышел достаточно мощным, латунь и алюминий плавит довольно легко, металлические детали тоже плавит, но чуть-чуть очень медленно. Так как я применил транзисторы IRFP150 то по показателям, схему можно питать напряжением до 30 вольт, благодаря этому мощность исчерпывается только данным моментом. Так что все таки рекомендую задействовать IRFP250.

На этом все! Ниже оставлю видео работы индукционного нагревателя и перечень деталей, которые можно приобрести на AliExpress по очень невысокой цене!

Формирование печатной платы

На данном этапе следует уточнить, что наилучшим выбором для изготовления печатной платы станут полипропиленовые конденсаторы, обладающие высокими показателями в плане отсутствия потерь и стабильности работы на больших мощностях.

Благодаря такому включению индукционная нагревательная плита будет функционировать намного стабильнее. Обратите внимание на то, что конденсаторы должны быть установлены параллельно – так создается колебательный контур.

Индукционный генератор тепла в системе отопления

У применяемых в отопительных контурах индукционных водонагревателей имеются как общие для всех электронагревателей достоинства, так и присущие только им. Начнем с первой группы:

1. По удобству использования электронагреватели опережают даже газовое оборудование, так как обходятся без розжига. К тому же они являются намного более безопасными: владельцу можно не опасаться утечки топлива или продуктов его сгорания.
2. Электрооборудованию не нужны дымоход и обслуживание в виде удаления нагара и копоти.
3. КПД электронагревателя не зависит от его мощности. Его можно установить на самый минимум, и при этом КПД агрегата останется на уровне 99%, в то время как КПД газового или твердотопливного котла в таких условиях окажется значительно ниже паспортного.
4. При наличии электрического теплогенератора система отопления может работать в самом низкотемпературном режиме, что весьма актуально в периоды межсезонья. В случае применения газового или твердотопливного котла падение температуры «обратки» ниже 50 градусов не допускается, так как при этом на теплообменнике образуется конденсат (при использовании твердого топлива он содержит кислоту).
5. Ну и последнее: при использовании электрообогрева можно обойтись без жидкостного теплоносителя, правда, к индукционным нагревателям это не относится.

Простой индукционный нагреватель

Перейдем к достоинствам непосредственно «индукционников»:

1. Площадь контакта теплоносителя с горячей поверхностью в индукционных нагревателях в тысячи раз больше, чем в приборах с трубчатыми электронагревателями. Поэтому среда прогревается гораздо быстрее.
2. Все элементы «индукционника» монтируются только снаружи, без каких-либо врезок. Соответственно, и протечки полностью исключаются.
3. Поскольку нагрев осуществляется бесконтактным способом, нагреватель индукционного типа может работать с абсолютно любым теплоносителем, включая все виды антифризов (для ТЭНового электрокотла понадобился бы специальный). При этом вода может содержать сравнительно большое количество солей жесткости – переменное магнитное поле препятствует образованию накипи на стенках теплообменника.

На всякую бочку меда, как известно, найдется своя ложка дегтя. Здесь без этого тоже не обошлось: мало того, что сама по себе электроэнергия стоит достаточно дорого, так еще и индукционные нагреватели относятся к наиболее дорогому типу электроотопительного оборудования.

Нагревательный элемент

Как мы уже знаем, явление нагревания металлической поверхности появляется сразу же после присоединения собранной системы к источнику переменного тока.

Обратите внимание на то, что при нагреве проводника важно не допустить короткого замыкания, возникающего при соприкосновении витков катушки. В том случае, если обмотки соприкоснулись друг с другом, устройство ломается, а практически все транзисторы тут же ломаются.

Качественно изготовленная катушка обладает должной прочностью и жесткостью, вследствие чего, аварийные ситуации исключаются полностью.

Наша статья является ответом на вопрос о том, как сделать индукционный нагреватель своими руками. Руководствуясь рекомендациями и выполняя все вышеприведенные шаги, вы без проблем справитесь с поставленной задачей и создадите нагреватель своими руками.

Прецизионный термостат: NOBO Viking C4F10

Тепло для суровых норвежских зим

Норвежский производитель обогревателей Nobo поставляет свою продукцию в Россию еще с начала нулевых, так что многие пользуются этой техникой уже по 15-18 лет. В стране фьордов и холодных зим хорошо знают, как согреться: модель Nobo Viking СF410 нагревает воздух с мощностью 1 кВт и не тратит ни ватта зря — эффективность по электроэнергии у нее стопроцентная. Кроме того, по европейским экостандартам она снабжена высокоточным термостатом, который не позволяет обогревателю после нагрева воздуха до указанной вами температуры брать из розетки больше 0,5 кВт. Термостат заменяемый — если встроенный кажется вам неэффективным, можно подключить другой.

Фото индукционных нагревателей своими руками