К экономичным приспособлениям для подогрева относится индукционный водонагреватель. Отличается от других видов отопителей экологической чистотой, современным оформлением, не сушит атмосферу, безопасный в применении прибор. Подогревает проточную воду и энергоноситель в отопительной системе. Устройство покупают в магазине или изготавливают собственноручно. Последний вариант сэкономит средства, хоть и будет выглядеть не так презентабельно.

Высокочастотные нагреватели

Знатоки электротехники скажут, что конструкция представляет собой стандартный трансформатор, но вместо вторичной обвивки применяется теплообменник. Он не преобразовывает электроэнергию, но нагревает жидкость. Устройство характеризуется неприхотливостью в работе и долговечностью. Простой агрегат, содержащий теплообменник из цветных металлов или нержавейки и катушку с витками медной проволоки, редко ломается.

Устройства делятся на две группы:

• устройства индукторного типа вихревого действия используются в отопительном контуре для подогрева воды, антифриза или масла;
• приборы, в конструкцию которых включены различные электронные детали и узлы.

Потери энергии в генераторе при передаче считаются минимальными и не берутся во внимание. При этом показатель полезного действия достигает 98,5%. Узлы агрегата:

• генератор переменного тока, выполненный так, что повышает частоту;
• преобразователь электричества в магнитные потоки, является катушкой с медной обмоткой;
• приемник тепла представляет собой трубу из металла.

Индукционное действие

Заготовка из металла или графита, способная проводить электричество, размещается в индукторе. Последний имеет в составе один или несколько оборотов провода из меди. С помощью мощного генератора продуцируются электрические токи высокой частоты (2−5 МГц). В пространстве вокруг индуктора появляются электромагнитные волны, разогревающие заготовку.

В конструкции другого типа используется трансформатор без сердечника, при этом часть машины для создания магнитного поля (индуктор) является первичной катушкой. В качестве вторичной обвивки применяется токопроводящая заготовка, накоротко замкнутая. Магнитный поток от одной обмотки к другой стыкуется в атмосфере.

При высоких показателях частоты вихревые потоки оттесняются магнитными полями в тонкие пласты на поверхности заготовки. Плотность вышележащих слоев увеличивается и деталь нагревается. Тепло последовательно передается в нижние слои заготовки.

Индуктор греется в процессе работы, по причине восприимчивости собственных волн. Дополнительно он получает тепло от раскаленной детали заготовки. Для понижения температуры индуктора из медных элементов применяется водяное охлаждение. Жидкость поступает методом отсасывания для снижения безопасности в случае разгерметизации устройства или прожога.

Принцип работы

Работа основана на том, что наведенные вихревые токи нагревают деталь, расположенную в области волнового излучения. Разработанные и находящиеся в производстве агрегаты отличаются высокой мощностью, но оборудование регулярно совершенствуется выпускающими предприятиями.

Внешне прибор выглядит как закрытая емкость из металла круглой или прямоугольной конфигурации. Основной составляющей конструкции является катушка индукции. Число витков ее обмотки рассчитываются в зависимости от нужной мощности и производительности. Трубопровод внутри катушки забирает тепло и передает его воде или антифризу из отопительной системы.

В конструкцию обязательно включается понижающий трансформатор и инвертор, способствующий преобразованию бытового электричества в высокочастотный ток. Медь для нагревательной трубы применяется из-за ее высокого коэффициента проводимости тепла.

Отопительный котел на наведенных токах

Индукционный бойлер зарекомендовал себя не только в виде проточного нагревателя. В этом случае включают в схему трансформатор с двумя катушками, а сварочный генератор уже не используют. Агрегат преобразует вихревые потоки на первой обвивке в электромагнитное поле, возникающее на вторичной катушке. В качестве переносчика тепла в трубы заливают не только воду, но и антифриз или масло. Они должны быть токопроводящими.

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:

• Долговечность 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.

Схема агрегата своими руками

При создании прибора следует помнить, что трансформатор имеет первичный контур, работающий для воспроизведения индукции определенного направления. Вторичная деталь нагревается и передает тепло движущейся внутри жидкости.

При изготовлении обмотки в бытовых условиях применяют медный провод. Помимо этого, предусмотрен генератор высокой частоты, иногда ставят насос, но необязательно. Сборка индукционного обогревателя проходит двумя способами.

Вариант первый

Простой прибор с высокой мощностью разрабатывают, взяв за основу печатную схему. В ней присутствуют особенности, которые учитываются при сборке:

• Конструкция является релаксационным агрегатом, выпускающим прямоугольные электрические колебания. Синусоидальные волны характеризуются короткими фронтами. Обычно мультивибратор представлен резистивным усилителем с двумя каскадами.
• Обмотка делается в форме спирали, содержащей 6−8 оборотов медного кабеля. В виде регулятора ставят похожую деталь из питающего блока компьютера.
• Транзисторы располагают на специальных снимающих радиаторах из-за опасности перегрева.

Версия вторая

Работает схема на основе использования электронного трансформаторного устройства. При сборке учитывают следующие моменты:

• если две соединенные сваркой нагревательные трубы расположить так, чтобы они образовывали форму бублика, то эта деталь впоследствии выступит не только нагревательным элементом, но и сыграет роль проводника;
• на поверхности корпуса делают несколько оборотов из медного кабеля;
• для быстрого передвижения и качественного нагревания жидкости к корпусу крепят сваркой два патрубка, для подачи и выпуска воды.

Монтаж оборудования

Сборка идет в определенном порядке. Вначале подготавливается рабочая область и инструменты. После этого делают следующее:

• небольшой кусок трубы из полипропилена с толщиной стенки не меньше 3 мм фиксируют;
• концы сердечника обрезают, чтобы было в запасе 100 мм на отводы;
• на отводе снизу крепят уголок, затем сюда подключают обратный отопительный контур;
• кабель располагают витками вокруг трубы, плотно выполняя более 90 оборотов;
• на верхнем отводе монтируют тройник для организованного выхода жидкости в систему;
• устраивают защитный контур из металла или полимера;
• к выходам водонагревателя подсоединяют медный провод и заполняют стержень водой;
• испытывают индуктор на работоспособность.

Прибор ставят ближе к заготовке. Это повышает плотность поля около детали и нагнетает мощность. Коэффициент нагревания снижается с увеличением частоты. Если для заготовки используют намагниченный материал, то продуцируется дополнительное тепло из-за перемагничивания.

Учитывают индуктивность подводящих шин, которая может иметь граничные значения и превышать аналогичный показатель одновиткового индуктора. В качестве одного из вариантов используется бывший в употреблении радиопередатчик большой мощности. В нем контур антенны меняют на индуктор нагревания.

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.

Особенности эксплуатации

Из-за того что используемый прибор относится к источникам тепла повышенной опасности, при работе с ним нужно соблюдать определенные правила техники безопасности. Естественное движение жидкости в контуре требует установки температурных контролирующих датчиков с функцией автоматического прекращения нагрева.

Для подключения котла или водонагревателя к сети нельзя использовать стационарную розетку. Проводят от распределительного щитка отдельную линию и ставят автомат. Последний выключатель перекроет подачу электричества в случае замыкания или другой аварии в системе подогрева.

Все участки открытых проводов и контактов изолируют для устранения опасности поражения током, особенно это касается самодельных агрегатов. Не разрешается запускать индуктор, если в трубах отсутствует жидкость, иначе происходит взрыв. Монтируют прибор на высоте от пола 80 см, при этом до потолка обязательно должно быть 30−35 см. Не располагают агрегат в жилых комнатах, т. к. электромагнитные волны опасны для здоровья.

Обязательно выполняют зануление индуктора, подключая его к щитку, или заземляют прибор в почву (если это первый этаж). Рекомендуется установка предохранительного пропускного клапана для автоматического уменьшения давления в водяном контуре.

Использование индукционного прибора в отопительной системе или водопроводе не регламентируется нормативными актами РФ. Перед покупкой устройства или изготовлением своими руками стоит взвесить все нюансы. Лучше устанавливать его на даче или в подсобном помещении частного строения, т. к. индукция оказывает негативное действие на человека.