Самодельная индукционная печь для плавки металла своими руками: схема и видеоинструкция

Вариант № 3. Индукционные котлы

Из широко используемых моделей индукционный котел можно считать последней разработкой.

Как работают индукционные нагреватели

Если не вдаваться в тонкости устройства, то индукционный котел — это та же микроволновка, теплоноситель нагревается посредством магнитного поля.

Схема отопительной системы подразумевает работу в заданный интервал времени.

Достоинства:

Безопасность;
Высокий КПД;
В этих агрегатах может использоваться любой теплоноситель, его качество не играет роли;
В индукционных котлах практически не образуется накипь.

Недостатки:

Стоимость индукционных котлов довольно высока;
В этих аппаратах относительно сложная управляющая автоматика. Собрать ее своими руками дилетанту проблематично.

Собираем простой индукционный нагреватель

Когда я начал изучать самодельные индукционные нагреватели, то понял, что инструкция там не простая, да и чертежи довольно сложные для домашнего мастера, но есть интересное решение, о котором я далее и расскажу.

Иллюстрации.	Рекомендации.
	Из чего состоит котел. Чтобы собрать такой котел вам нужно купить индукционную печку мощностью 2,4 кВт (стоит около 2000 рублей) и 3 м профилированной трубы сечением 25х50 мм с толщиной стенки 2,5 мм.
	Принцип работы. Нам нужно соорудить из профилированной трубы своеобразную плоскую емкость, по которой будет циркулировать вода. Потом к этой емкости прикрепить индукционную печку и включить ее. Это то же самое, что поставить кастрюлю с водой на печь.
	Нарезаем трубу. Самое сложное в этой работе сделать все максимально точно. Я нарезал трубу при помощи торцовочной пилы на станине с ограничителем. В моем случае труба резалась на отрезки по 400 мм, после чего я зачищал напильником края от заусенец.
	Схема емкости. Как показано на схеме вода циркулирует змейкой по этому импровизированному радиатору. Я не случайно сделал именно 6 регистров, так подача и обратка у меня будет с одной стороны и плиту будет легче подключать к системе отопления.
	Прорезаем соединительные отверстия. Соединительные отверстия должны находиться четко напротив друг друга. В данном случае я просверлил 2 отверстия по краям сверлом на 10 мм, а потом вырезал середину между ними маленькой болгаркой.
	Нумерация труб. Есть очень важный момент: профилированные трубы не идеально симметричные, с одной стороны они слегка закруглены, а с другой ровные. Если присмотреться, то на фото слева это видно. Так вот, нам нужно изначально сложить острый край труб с тупым. Чтобы не перепутать впоследствии, трубы сразу нумеруются.
	Собираем емкость. Теперь нам нужно проварить все швы между трубами, для этого выкладываем их на идеально ровную поверхность и стягиваем струбциной. Дальше, чтобы плиту не повело, вначале прихватываем все швы точечно, а после провариваем швы капитально.
	Закрываем торец емкости. Чтобы заварить одну из сторон емкости я вырезал полосу. Полоса вырезана из той же профилированной трубы, просто болгаркой срезал одну из сторон. Привариваем как обычно, сначала прихватываем, потом обвариваем.
	Привариваем патрубки. С обратной стороны делаем практически то же самое, с той лишь разницей, что к крайним трубам привариваются патрубки притока и обратки. Площадь соприкосновения нашей металлической емкости с индукционной печкой должна быть максимальной, поэтому сварочные швы нужно зачистить болгаркой.
	Монтируем направляющие. Чтобы всю эту конструкцию навесить на вертикальную стену сзади привариваем 2 уголка, в которые потом вставится наша индукционная печка, как в нишу.
	Покраска. По окончании сварочных работ я покрасил всю конструкцию термостойкой краской и приварил петли для навешивания нашего индукционного котла на стену. В принципе все, теперь можно подключать котел к отоплению и пользоваться.

Более сложный вариант индукционного вихревого котла ↑ ↑

Для того чтобы сделать этот самодельный индукционный котел потребуются навыки работы со сварочным аппаратом и трехфазный трансформатор, желательно чтобы он был оснащен крепежом.

Конструкция состоит из двух вваренных друг в друга труб. Если взглянуть на них сверху, то сваренные между собой трубы будут напоминать бублик. Он одновременно выполняет функцию сердечника (проводника создаваемой магнитным полем энергии) и работает в качестве нагревательного элемента.
Обмотку наматывают на корпус котла, благодаря чему повышается производительность при относительно небольших габаритах и весе.
Для подводки и вывода циркулирующего в системе отопления теплоносителя в корпус вваривают подающий и выходной патрубки.
Рекомендовано для исключения потерь получаемой при работе прибора тепловой энергии и утечек тока поместить сделанный собственноручно тепловой котел в изоляционный кожух.

Индукционной нагревательной системой можно оборудовать только закрытую отопительную сеть с обеспеченной насосом принудительной циркуляцией.
Допустимо включение прибора в систему отопления с пластиковым трубопроводом.
Между поверхностью стен, другими приборами и индукционным котлом должна быть соблюдена дистанция не менее 30 см, от плоскости пола и потолка расстояние более 80 см.
Рекомендовано за выводным патрубком встроить группу безопасности: манометр, автоматическое устройство для отвода воздуха, подрывной клапан.

Безусловно, с изготовлением последнего варианта придется немало повозиться, зато результат и экономический эффект без сомнений доставит удовольствие. Заводское индукционное оборудование три десятилетия работает как часы, не требуя ремонта. Самодельный прибор прослужит не меньше 25 лет, а если приложить максимум старания, то и больше.

Не исключено, что первоначально собственноручное производство индукционного вихревого котла может показаться довольно трудоемким и сложным. Но пользы от него будет немало. Кроме ощутимого для семейного бюджета расхода на приобретение дорогостоящего заводского оборудования благодаря полезной самоделке еще и существенно снизятся затраты недешевой электроэнергии.

Пошаговое руководство постройки и схема

Принципиальная схема самодельного индукционного котла

Индукционные котлы имеют несложную конструкцию, поэтому собрать их может каждый человек, который знает, как выглядит катанка, и не разучился пользоваться кусачками.

В первую очередь, следует облегчить себе задачу там, где это возможно.

В частности, очень желательно приобрести самый недорогой сварочный инвертор.

Замечательно, если инвертор будет еще и с возможностью регулировки тока. Величина тока в сварочном инверторе равна обычно около 15 ампер, однако для самодельного котла имеет смысл использовать более мощный агрегат.

Нагреваться в электромагнитном поле будут небольшие фрагменты из нержавеющей проволоки или катанки.

Например, можно выбрать проволоку диаметром в 7 миллиметров (такой диаметр можно считать наиболее оптимальным). Проволоку следует разрезать на отрезки длиной около 4 или 5 сантиметров.

Корпус для нагревателя изготавливают из пластиковой трубы с толстыми стенками. Диаметр трубы может варьироваться, но в идеале следует запастись пластиковой трубой, диаметром чуть менее 5 сантиметров.

Подсоединять прибор к сети отопления следует через специальные переходники. Через эти переходники в котел будет поступать холодный теплоноситель, а также покидать его, но уже в нагретом виде.

Котел в работе

Дно выбранной пластиковой трубы следует закрыть металлической сеткой с маленькими ячейками, чтобы фрагменты проволоки не выпадали из нее. После этого трубу заполняют отрезками проволоки. Затем верхнюю часть трубы закрывают точно такой же сеткой, которая использовалась для закрытия дна.

Теперь можно приступать к изготовлению индукционной катушки. Чтобы получить данное простейшее устройство, нужно вокруг пластиковой трубы плотно намотать 90 витков провода. Провод выбирают медный, эмалированный. Витки следует накладывать очень аккуратно. Располагаться же они должны приблизительно по центру пластиковой трубы.

В итоге должно получиться устройство, которое можно подсоединить к системе отопления. Делается это очень просто. Сначала из имеющегося трубопровода нужно вырезать часть трубы, после чего на ее место установить индукционный котел.

Катушку следует соединить с инвертором, после чего можно заполнить систему водой.

Пользоваться таким устройством можно только в том случае, если в системе имеется теплоноситель. Дело в том, что если включить котел «насухо», пластиковая труба просто расплавится, что, в свою очередь, приведет к другим неприятностям.

Очень важно качественно выполнить заземление нагревательного устройства. Итак, соорудить своими руками действующий агрегат для нагрева воды, действительно, совсем не сложно. При этом материалы, которые для этого понадобятся, стоят не то, что немного, порой их цена доходит до нуля

Конечно, после этого начинают искренне удивлять цены, которые производители сегодня устанавливают на фабричные нагреватели

При этом материалы, которые для этого понадобятся, стоят не то, что немного, порой их цена доходит до нуля. Конечно, после этого начинают искренне удивлять цены, которые производители сегодня устанавливают на фабричные нагреватели

Итак, соорудить своими руками действующий агрегат для нагрева воды, действительно, совсем не сложно. При этом материалы, которые для этого понадобятся, стоят не то, что немного, порой их цена доходит до нуля. Конечно, после этого начинают искренне удивлять цены, которые производители сегодня устанавливают на фабричные нагреватели.

Опубликовано 02.06.2020 Обновлено 13.06.2020 Пользователем admin

Пиролизные агрегаты

Пиролизные агрегаты имеют преимущество перед традиционными: максимальный КПД.

Они имеют дополнительную камеру. Туда поступают газы после сгорания топлива. Там они догорают, выделяют тепловую энергию, она так же идёт на обогрев помещения.

Оптимальной будет конструкция, где камеры располагают одна над другой, одинаковой формы, но разные по высоте. Размер камеры догорания газов должен быть не менее 30–40 процентов от объёма основной камеры.

Пиролизным котлам требуется принудительное поступление воздуха. При мощности до 15 кВт на нижней дверце монтируют вентилятор. Выполнять загрузку топлива в процессе работы агрегата нельзя.

Преимущества и недостатки

Такие отопительные устройства, как индукционные котлы, как и другие подобные агрегаты, имеют свои плюсы и минусы. И с положительными, и с отрицательными их сторонами необходимо подробно ознакомиться, если вы собираетесь установить в своем доме такое оборудование. Для начала рассмотрим, чем хороши индукционные разновидности отопительных котлов.

Главным преимуществом таких агрегатов является их надежность. Если в таких изделиях имеется автоматика, то они могут действовать в автономном режиме, и хозяевам не придется постоянно их контролировать. При этом к поломке устройства может привести лишь отсутствие теплового носителя – тогда корпус-сердечник в системе может слишком сильно перегреться и в результате расплавиться.

Индукционные котлы отличает высокий КПД (свыше 90%). Разумеется, конкретное значение главным образом зависит от конструкции теплового обменника в агрегате и прочих особенностей строения той или иной модели. К преимуществам таких агрегатов можно отнести и то, что с годами их КПД не падает, поэтому даже спустя долгое время вы не заметите, что ваша отопительная система стала менее эффективной.

Индукционное тепловое оборудование не подвержено поломкам – ему не потребуется частый и дорогостоящий ремонт. Для установки подобного агрегата не нужно дополнительно сооружать вентиляцию или дымоход, что нередко обходится пользователям в кругленькую сумму.

Служит такое оборудование довольно долго. Если правильно использовать подобные разновидности отопительных котлов, то они могут прослужить более 30 лет, поскольку в них нечему гореть, ведь катушка индуктивности герметично запаивается в корпусе и надежно изолируется от соприкосновения с тепловым носителем. Кроме того, витки при этом скручивается не плотно и их заливают особым защитным составом. По этой причине возможность повреждения витков сводится к минимуму.

Жидкость в таких системах нагревается до высоких температур. Минимальным значением является 35 градусов по Цельсию. Подобные агрегаты устанавливаются довольно просто. Бытовые модели являют собой отрезок трубы небольших размеров, который запаян с обеих сторон. На корпусе при этом присутствует 2 штуцера, необходимых для подсоединения подачи теплоносителя и обратки. Также имеется шнур, чтобы подключить автоматику. Подключение таких систем не составляет особого труда – справиться с этой несложной работой можно без привлечения специалистов.

Индукционные отопительные системы характеризует высокая эффективность работы. Они отличаются маленькой инертностью, поэтому нагрев теплового носителя начинается очень быстро (сразу после запуска системы). Так же быстро такие котлы и отключаются. В таком аппарате отработанный теплоноситель не нужно менять слишком часто. Вполне достаточно делать это раз в 10 лет.

Подобные разновидности отопительных аппаратов, как правило, не подтекают, поскольку в них отсутствуют разъемные внутренние соединения. Эти агрегаты способны работать и при постоянном токе, и при небольшом напряжении в сети. По словам специалистов, на нагревательном элементе в таких устройствах не накапливается вредная накипь. Это происходит благодаря вибрации сердечника (из-за этого на нем не могут отложиться лишние частицы). Кроме того, накипь не соберется из-за температурного режима теплоносителя (не выше 90 градусов по Цельсию) и замкнутости системы, в которой может присутствовать ограниченное число носителей.

Теперь настало время ознакомиться с их минусами:

В первую очередь, к ряду недостатков таких аппаратов стоит отнести их высокую цену. Они стоят в разы дороже, чем устройства с тэном. Однако высокая стоимость обусловлена присутствием автоматики.
Обычно эти аппараты имеют внушительный вес. Например, котел диаметром в 12 см и с высотой в 45 см будет весить целых 23 кг.
Подходят эти котлы исключительно для закрытых отопительных систем.
Подобные агрегаты могут создавать волновые помехи на небольшом расстоянии. По этой причине специалисты советуют устанавливать их как можно дальше от любых бытовых приборов.

Если вы собираетесь установить индукционный котел в большом доме с 2-3 этажами, то вам придется дополнительно смонтировать циркуляционный насос большой мощности – это необходимо, чтобы аппарат работал стабильно.
Индукционные агрегаты являются энергозависимыми. Если в вашем жилище отключат электричество, то и отопление так же перестанет работать. Конечно, такая проблема является решаемой – можно приобрести дизельные генераторы, но это станет дополнительной тратой.

Сборка простого индукционного котла своими руками

Для большей экономии можно собрать индукционный котёл своими руками. Однако стоит учитывать, что это дело непростое, и без минимальных навыков здесь не обойтись. Потребуются знания как в сборке и монтаже, так и в электронике. В идеальном варианте необходимо провести точные расчёты, чтобы по итогу вышел прибор, который полностью удовлетворит ваши потребности и не выйдет из строя при первом же включении.

Устройство

Как видно из названия, такие котлы работают на основе возникающей электромагнитной индукции, которая, в свою очередь, способствует образованию вихревых токов

Самый простой индукционный котёл включает в себя следующие элементы:

катушка;
теплообменник;
клеммная коробка;
шкаф управления;
входной и выходной патрубки.

В промышленности индукционный котёл обыкновенно представляется теплообменником, выступающим в роли сердечника, с обмоткой, соединённой с высокочастотным преобразователем.

Внутри теплообменника в обязательном порядке располагается теплоноситель, нагрев которого и происходит под действием вихревых токов. Подключение насоса позволяет избежать именно разница между температурами входного и выходного патрубков для теплоносителя – благодаря ей происходит естественная циркуляция теплоносителя в котле.

В роли теплоносителя можно использовать практически любую жидкость. Часто заливают антифриз и масло, однако, в целях экономии с этой целью можно применять и обычную воду. Её даже при этом необязательно подвергать какой-либо очистке, так как система постоянно вибрирует на высоких частотах, и у накипи просто нет возможностей для осаждения. Это же касается и другим примесей.

В качестве внешней оболочки лучше всего отдать предпочтение металлу, не экономя на изоляции: как тепловой, так и электрозащитной.

По форме котла ограничений нет. По сравнению с электрическими в индукционных нет надобности устанавливать бак, поэтому они и отличаются своими скромными размерами.

Схема и чертежи

Умелые ручки давно уже увлекаются сборкой индукционных котлов на дому. Они перебрали массу вариации, многие из которых пусть и интересны, но не обладают должной пользой или безопасностью. Тем не менее удачные модели довольно быстро набрали популярность в интернете

Им отдают предпочтение не только те люди, которые увлекаются сборкой котлов ради увлечения, а также те, кому важно использовать прибор по его первостепенному назначению – для обогрева дома. Наибольшую популярность приобрели следующие варианты:

С использованием питания от сварочного инвертора. Это считается простым вариантом для самостоятельной сборки индукционного котла, однако, потребуется уделить много внимания и сил высокочастотному преобразователю – именно в качестве него и используют сварочный инвертор.
На основе индукционной плиты. Этот метод выгодно использовать, если у вас есть ненужная индукционная плита. Приобретать её для такой цели явно нерационально. Для этого необходимо разобрать её и достать медную проволоку – она и послужит обмоткой в индукционном котле. Панель управления перенастраивается для котла, чтобы его можно было использовать для регулировки мощности.

Как сделать своими руками

Собрать простой индукционный котёл можно и без использования инвертора или плиты. Они, по сути, лишь заменяют некоторые элементы.

Чтобы всё получилось, нужно строго придерживаться алгоритма действий:

Нарежьте нержавеющую проволоку с диаметром 7–8 мм на куски по 5 см. Подберите пластиковую трубу диаметром около 50 мм. Она потребуется для сборки корпуса. На дно трубы установите мелкоячеистую сетку из металла. Заполните трубку нарезанной проволокой (это выступит в роли металлического лабиринта), сверху также прикройте сеткой

При этом важно подобрать материалы так, чтобы проволока не пролезала сквозь ячейки сетки. Плотно намотайте на трубу не менее сотни витков медной проволокой. Обмотка должна быть максимально аккуратной! К нагревателю прикрепите патрубки, которые впоследствии будут соединять его с отопительной и водопроводной системами дома

Обмотка должна быть максимально аккуратной! К нагревателю прикрепите патрубки, которые впоследствии будут соединять его с отопительной и водопроводной системами дома.

Преимущества индукционного нагревателя

Индукционные нагреватели с каждым днем набирают популярность у потребителя благодаря следующим достоинствам:

высокий показатель КПД;
агрегат работает практически бесшумно;
индукционные котлы и нагреватели считаются достаточно безопасными в сравнении с газовым оборудованием;
нагреватель работает полностью в автоматическом режиме;
оборудование не требует постоянного обслуживания;
благодаря герметичности аппарат, исключаются протечки;
из-за вибраций электромагнитного поля образование накипи становится невозможным.

Также к преимуществам данного типа нагревателя можно отнести простоту его конструкции и доступность материалов для сборки аппарата своими руками.

Нюансы

При проведении опытов по нагреву и закалке металлов, внутри индукционной спирали температура может быть значительна и составляет 100 градусов Цельсия. Этот теплонагревательный эффект можно использовать для нагрева воды для бытовых нужд или для отопления дома.
Схема нагревателя рассмотренного выше (рисунок 3), при максимальной нагрузке способна обеспечить излучение магнитной энергии внутри катушки равное 500 Вт. Такой мощности недостаточно для нагрева большого объёма воды, а сооружение индукционной катушки высокой мощности потребует изготовление схемы, в которой необходимо будет использовать очень дорогие радиоэлементы.
Бюджетным решением организации индукционного нагрева жидкости, является использование нескольких устройств описанных выше, расположенных последовательно. При этом, спирали должны находиться на одной линии и не иметь общего металлического проводника.
В качестве теплообменника используется труба из нержавеющей стали диаметром 20 мм. На трубу «нанизываются» несколько индукционных спиралей, таким образом, чтобы теплообменник оказался в середине спирали и не соприкасался с её витками. При одновременном включении 4 таких устройств, мощность нагрева будет составлять порядка 2 Квт, что уже достаточно для проточного нагрева жидкости при небольшой циркуляции воды, до значений позволяющих использовать данную конструкцию в снабжении тёплой водой небольшого дома.
Если соединить такой нагревательный элемент с хорошо изолированным баком, который будет расположен выше нагревателя, то в результате получится бойлерная система, в которой нагрев жидкости будет осуществляться внутри нержавеющей трубы, нагретая вода будет подниматься вверх, а её место будет занимать более холодная жидкость.
Если площадь дома значительна, то количество индукционных спиралей может быть увеличено до 10 штук.
Мощность такого котла можно легко регулировать путём отключения или включения спиралей. Чем больше одновременно включённых секций, тем больше будет мощность работающего таким образом отопительного устройства.
Для питания такого модуля понадобится мощный блок питания. Если есть в наличии инверторный сварочный аппарат постоянного тока, то из него можно изготовить преобразователь напряжения необходимой мощности.
Благодаря тому, что система работает на постоянном электрическом токе, который не превышает 40 В, эксплуатация такого устройства относительно безопасна, главное обеспечить в схеме питания генератора блок предохранителей, которые в случае короткого замыкания обесточат систему, там самым исключив возможность возникновения пожара.
, при условии установки для питания индукционных устройств аккумуляторных батарей, зарядка которых будет осуществляться за счёт энергии солнца и ветра.
Аккумуляторы следует объединить в секции по 2 шт., подключённые последовательно. В результате, напряжение питания при таком подключении будет не менее 24 В., что обеспечит работу котла на высокой мощности. Кроме этого, последовательное подключение позволит снизить силу тока в цепи и увеличить срок эксплуатации аккумуляторов.

Системы отопления и решение природоохранных проблем

По всему миру основным критерием выбора способа обогрева становится вопрос защиты природы. Именно поэтому во многих странах законодательно запрещено использование оборудования, загрязняющего атмосферу выбросами, содержащими токсичные вещества. У нас ограничение на применение каких-либо приборов не вводилось, хотя этот вопрос достаточно актуален.

По этой причине приветствуется установка электрооборудования для нагрева помещений, тем более интересны настолько экономичные аппараты, как инверторные.

Еще более актуальным становится использование такого оборудования при организации автономного отопления в многоквартирных домах, где сложнее обеспечить вывод продуктов горения, а проблема загрязнения стоит еще острее из-за большой плотности населения.

Заключение

Индукционный водонагреватель может работать от однофазного, а также трехфазного электропитания. Кроме того, вы сможете позволить себе роскошь: постоянную подачу горячей воды в любое время в течение дня.

Кроме того, это выгодное устройство, так как имеет интегрированную систему. В этом проточном водонагревателе первый литр воды нагревается до 40С в течение нескольких минут. Технически несложное оборудование, разработанное своими руками. Подогреватель воды от индукции не только даст вам хороший контроль температуры, но также позволит регулировать мощность, которую он потребляет.