Выбор водонагревателя: проточный и накопительный варианты. Накопительный индукционный водонагреватель

Индукционный водонагреватель: устройство и особенности

Явление индукции заключается в возникновении наведенных токов. В случае нагревателей траектории движения носителей имеют вихревой характер и значительную амплитуду. В результате металл резко нагревается. В промышленных целях используют токи разной частоты, но не выше 1 МГц, в противном случае глубина проникновения резко снижается. Однако находится применение. Подобным образом удается закалить поверхность осей и прочих вытянутых деталей, которые сложно обработать прочим методом. Локальный поверхностный нагрев вызывает образование аустенита с последующим резким охлаждением до мартенсита. Используется в металлургии и металлообработке и процесс отпуска стали с целью придания пластичности. Индукционный водонагреватель представляет упрощенную промышленную установку уменьшенного размера и малой мощности.

Для процесса индукции характерна минимальная инерция. Стоит появиться переменному полю, возникают в ответ токи Фуко. Преимущество метода: излучение практически отсутствует, поле быстро затухает с расстоянием. Поэтому радиочастоты начинаются на сотнях кГц. По озвученной причине использовать указанные длины волн в металлургии уже невыгодно. Спираль индукционного нагревателя в этом случае превращается в антенну. Другое дело ультразвук и частоты, лежащие чуть ниже. Отлично наводят токи Фуко и не вредят рабочим (операторам, покупателями, кухаркам), использующим оборудование.

Промышленные индукционные нагреватели имеют потрясающую мощность — 100 кВт и более. При подобных условиях металл нагревается от двух процессов, упомянутых выше, закалки и отпуска, просто-напросто плавится. На этом принципе построены индукционные печи с потрясающими способностями к энергопотреблению. Воплощаемая задумка: энергия передается непосредственно стали, нагреваемой на глазах. Это позволяет применять явление индукции в кузнечном деле.

Ряд областей, где требуется нагрев, упомянутые устройства с успехом решают поставленные задачи:

В быту индукционный нагрев используют в приборах для готовки пищи и водонагревателях. Это позволяет получать дорогие безынерционные приборы, одновременно имеющие высокий КПД. Тройка названий на слуху, где используется технология:

Не исключаем наличие прочих устройств, призванных облегчить жизнь человека.

Итак, принцип действия индукционного нагревателя промышленного типа заключается в следующем. Напряжение на входе выпрямляется и поступает на вход инвертора, генерирующего импульсы нужной частоты. В кухонных плитах с уменьшением длины волны поднимается температура. Не исключено, что подобный эффект используется в индукционных нагревателях. Главным элементом является катушка (Николы Теслы). От формы зависит нагреваемая часть. Спиральные катушки в виде пружины поднимают температуру той детали, что внутри (к примеру, труба), плюс детали снаружи (внутренность трубы).

Читатели представят эффект по картинкам из школьных учебников. Вспомните, как магнитное поле пронизывает катушку: максимальная плотность линий напряженности приходится на осевую линию конструкцию, придуманной Лапласом.

Материалом служит медная трубка. У нее хорошие электропроводность и прочность. Поскольку высокочастотный ток идет преимущественно по поверхности, внутренняя часть проводника не задействована. Получается относительно дешевая и легкая конструкция. На частоте 50 Гц это неактуально, скорее, подходит для тока акустического диапазона и выше. Дополнительный момент — электрическое сопротивление. Нисколько эффект не увеличиваем, убирая сердцевину, ток уже идет по поверхности. Чем выше мощность индукционного нагревателя, тем толще трубка. Одновременно падает электрическое сопротивление.

Одновременно в ферромагнитном материале, поневоле ставшим сердечником катушки, по которой течет ток высокой частоты, возникает магнитный поток, согласно напряжению меняющий направление. Эффект сопровождается выделением тепла, на которое тратится мощность индукционного нагревателя. Потому КПД настолько высок.

Катушка не греется. На всякий случай покрывают специальным материалом: керамическая ткань или жесткий состав. Делается это из соображений:

Чтобы витки катушки не перемкнулись между собой, тогда работа устройства окажется нарушена.
Второй причиной для промышленных индукционных нагревателей служит защита от докрасна раскаленных деталей, иногда касающихся катушки.

Современные материалы легко выдерживают температуры свыше 1000 ºС без последствий.

Принцип действия индукционного водонагревателя напоминает промышленные эквиваленты. Только функционал и задачи намного скромнее. Предназначением индукционного водонагревателя является подача на рабочую катушку тока высокой частоты и мощности. В результате сердцевина начинает греться. Располагается там труба с водой — типичный проточный водонагреватель. Соль в том, что дроссель наводит переменный магнитный поток в стальной трубе, а вода, протекая мимо, забирает тепло. Не значит, что индукционный водонагреватель непригоден для пластиковых стояков, их возможно присоединить. Но внутри прибора труба стальная.

В сравнении с промышленными индукционными нагревателями дело намного проще. Стоит медный трансформатор, как у сварочного аппарата, передающий ток катушке. Напрямую включать нежелательно, выйдет нечто вроде короткого замыкания. Считаем, что внутри должны быть обыкновенный термостат для регулировки температуры и потенциометр для изменения мощности. Как в утюгах.

Отдельные любители предлагают изготовить индукционный водонагреватель своими руками путем размещения в отрезке полиэтиленовой трубы стального сверла, еле-еле проходящего внутрь по диаметру. Вокруг конструкции прокладываются продольные деревянные рейки. Сверху наматывается катушка, охватывающая трубу. При пропускании по виткам переменного тока сверло начнёт ударно греться. Понятно, что в результате прохождения внутри трубы воды, струя получит львиную долю тепла.

Любители рекомендуют использовать сварочный инвертор, нагруженный на катушку из армированной стеклоизоляцией проволоки, обмотанную вокруг трубы со сверлом внутри. Так избавляемся от потребности изобретать. Но вспоминая про стоимость сварочного инвертора, язык не поворачивается назвать изобретение удачным. Зато возможно безопасно опробовать задумку – работает или нет. Трудность в создании приемлемой конструкции генератора. Вряд ли ток из розетки в 50 Гц наведет индукционные токи и перемагнитит домены. Иначе зачем производители промышленных электрически нагревателей стараются и делают источники питания для приборов.

Упомянутые любители рекомендуют выбирать частоту питания прибора в 50 кГц. Чтобы собрать инвертор на мощность 3—6 кВт, придется здорово попотеть. Не у каждого дома пробки потянут такую нагрузку. Теперь обрисованы недостатки индукционных водонагревателей. Преимущества — в большом КПД. Принцип работы индукционного водонагревателя основывается на двух ипостасях:

Токи Фуко вызываются электромагнитной волной, неизбежно возникающей, когда появляются переменные электрическое или магнитное поле. В металле наводится эффект, независимо от принадлежности к ферромагнитным материалам.
Эффект перемагничивания тоже вызывает нагрев. Переменное магнитное поле изменяет ориентацию доменов, что сопровождается тепловым эффектом. Выше точки Кюри явление пропадает. Для стали температура потери магнитных свойств лежит выше 700 ºС. Потому посуда для индукционной варочной панели выбирается стальная. Алюминиевая будет греться исключительно за счет токов Фуко, значит, гораздо медленнее, нежели железо. У стали электрическое сопротивление больше, что является дополнительным преимуществом.

Преимущества индукционных водонагревателей:

Экономия энергии до 30% относительно прочих приборов.
Безынерционность.
Долговечность. Вихревые Индукционные нагреватели из Ижевска работают до 30 лет при гарантии производителя 3 года.
Экологичность спорная, если вспомнить про тепловые насосы, но это лучше, чем жечь дрова, уголь и газ.

Прибор требуется заизолировать базальтовой ватой, чтобы грел не воздух, а трубу. В противном случае получатся большие потери на конвекцию. Причем базальтовая вата защищает катушку от трубы, не иначе. Использование индукционных водонагревателей собственной конструкции представляется сегодня проблематичным. Генератор колебаний возможно собрать самостоятельно либо использовать инвертор, сварочный или из варочной панели. ВИНы из Ижевска соединяют последовательно для целей отопления и водоснабжения. Но не в домашних условиях.

btf.su

Электрические водонагреватели для автономного отопления | ENARGYS.RU

Электрический водонагреватель — это устройство, предназначенное для постоянного нагрева воды в автономной отопительной системе.

Подразделяется по способу осуществления нагрева воды, делятся на проточные и накопительные.

Накопительный водонагреватель или бойлер выполнен в виде значительной по объему емкости, со встроенным источником тепла. Нагрев осуществляется при помощи циркуляции по замкнутому контуру горячей воды. Энергосберегающие бойлеры электрические для отопления представляют собой комбинированное устройство, сочетающее нагревательный ТЭН вместе с теплообменником нагреваемым солнечным коллектором.

Индукционный водонагреватель

Для осуществления экономии электрической энергии при автономном отоплении существуют вихревые индукционные водонагреватели ВИН, водонагреватели могут быть запитаны как от однофазной, так и трехфазной электрической сети, в зависимости от потребляемой мощности.

Водонагреватели рассчитаны на нагрев помещения площадью от 30м2 и до 400м2, применяются как для жилых помещений, так и для промышленных зданий.

Рис.№1. Индукционный вихревой электрический водонагреватель

Эффективность водонагревателя заключается в самой технологии, применяющей электромагнитную катушку, теплообменник и металлический корпус с автоматической системой управления. Нагрев теплоносящей жидкости происходит с большой интенсивностью, что способствует незначительному расходу электроэнергии.

Модели индукционных нагревателей включают в свою конструкцию позиционный терморегулятор, работающий в автоматическом режиме. Первичный контур устройства включает в циркуляционные насосы и пластинчатый теплообменник, предназначенный для подогрева мазута. Теплоносителем служит вода, предварительно химически очищенная, теплоносящая жидкость нагревается до 160оС.

Мазутное кольцо котельной с напорным трубопроводом в состав которого включен пластинчатый теплообменник обеспечивает нагрев топлива до 130оС. Индукционный водонагреватель с успехом может использоваться для обеспечения резервного питания тепловой энергии в случае отказа подачи в котельную основного топлива – природного газа.

Рис №2. Индукционный водонагреватель, применяемый для нагрева воды в квартире

С не меньшим успехом водонагреватели, работающие на принципе вихревого индукционного нагрева, небольшой мощностью применяются для подогрева воды в квартирах и частных домах.

Энергосберегающий бойлер

Бойлер электрический для отопления может использоваться в качестве аккумуляторов на 59, 100 и 200 л равнозначных по мощности 4, 6 и 10 кВт электрических тэновых нагревателей.

В качестве нагревательного элемента применяется нагреватель, изготовленный из углеродной керамики, помещенный в оболочку, защищающей от прямого контакта с водой, потребляющие электроэнергию в 2,5 раза чем аналогичные по мощности нагреватели стандартного образца.

Керамические нагреватели идеально подходят для нагрева агрессивной или жесткой воды. Стальная колба, в которую заключен нагревательный элемент позволяет уменьшить образование накипи и снижает уровень шума, производимый при нагреве воды. Нагреватели широко применяются в водонагревателях Atlantic, кроме этого в бойлерах этой модификации применяется износостойкий титановый анод, антикоррозийная защита ТЭНа, выполненная из стеклокерамики с повышенным содержанием кварца.

Рис №3. Схема подключения бойлера – аккумулятора

Солнечные водонагреватели

Солнечные водонагреватели и коллекторы с вакуумными трубками обеспечивают высокую эффективность нагрева воды даже при отсутствии солнечного света. Бойлеры, работающие на солнечной энергии способны обеспечить загородный дом горячей водой в весенний-летний период полностью, а осенью и зимой до 70%, поэтому эти системы могут применяться как дополнительный источник нагрева воды.

Работает солнечный коллектор на основе нагрева теплоносящей жидкости, которая при нагреве в тепловой трубе в виде пара поднимается вверх, конденсируется в теплообменнике и за счет понижения температуры превращается в жидкость, процесс может повторяться непрерывно.

На солнечном тепле работают системы, применяемые для нагрева воды с пассивной циркуляцией и с применением интегрированного бака. Солнечные коллектора могут применяться для двухконтурных систем нагрева воды с активной циркуляцией.

enargys.ru

Водонагреватели промышленные индукционные

Ток, наведенный во вторичной обмотке (трубе), разогревает ее корпус .Количество выделяемого тепла в соответствии с законом Джоуля- Ленца пропорционально квадрату силы электрического тока, который по окружной поверхности трубы достигает значительной величины. В зависимости от напряжения электрической сети выбирается требуемый коэффициент трансформации , параметры трубы и индукционной катушки.

Для съема полученного тепла вдоль поверхности этого совмещенного магнито-электропровода пропускается теплоноситель, в качестве которого используется вода или другая жидкость. Допустимая температура нагрева магнито-электропровода и индукционной катушки определяется температурным индексом изоляции обмоточного провода ,который может составлять 140-200ºС.

Таким образом, обеспечивается достаточный температурный запас прочности электрической изоляции и, что определяет ее высокую надежность и долговечность.

1. Входной патрубок. 2. Магнитоэлектропровод. 3. Катушка. 4. Внешний корпус рубашки охлаждения магнито-электропровода. 5. Крышка внутренней полости индукционной катушки. 6. Изолированная панель крепления выводов катушки и кабелей электропитания. 7. Выходной патрубок теплоносителя.

Корпус магнито-электропровода представляет собой цилиндр тороидальной формы (2) внутри которого размещается индукционная катушка(3), корпус цилиндра с катушкой плотно закрывается крышкой (5), цилиндр помещается в герметичную емкость (4), внутрь которой через входной патрубок (1) подается охлаждающая жидкость, омывающая стенки магнито-электропровода и выводится в нагретом виде через выходной патрубок (7).

Внешний вид и примерная номенклатура индукционных нагревателей воды (рис.2)

ЭСА-1 - 140 х 140 х 620 мм

ЭСА-2 - 140 х 420 х 620 мм

ЭСА-3 - 140 х 840 х 620 мм

ЭСА-4 - 160 х 160 х 760 мм

ЭСА-5 - 160 х 480 х 760 мм

ЭСА-6 - 160 х 960 х 760 мм

Рис. 2 Блоки индукционных промышленных водонагревателей

Основные технические характеристики индукционных нагревателей жидкостей.*

Праметры	ЭСА-1	ЭСА-2	ЭСА-3	ЭСА-4	ЭСА-5	ЭСА-6
Электрическая мощность, кВт	3-5	7-15	18-30	8-17	24-50	48-100
Тепловая мощность, Гкал/час	0,00245-0,00409	0,0057-0,0123	0,0147-0,0245	0,0065-0,0139	0,0196-0,0409	0,0392-0,0817
КПД	0,94			0,95
Напряжение питания, Вольт	220	380/220		380	380/220
Расход теплоносителя, куб. м/час	0,3-0,4	0,4-0,8	0,9-1,5	0,4-0,9	1,2-2,5	2,4-5,0
Макс. температура, ºС**	90-120			95-120

* Для получения больших мощностей, индукционные нагреватели комплектуются паралельными блоками или применяются более мощные катушки.** При подогреве морской воды устанавливается ограничение температуры 55-60ºС.

Основные области применения индукционных нагревателей:

системы теплоснабжения зданий различного назначения;
системы горячего водоснабжения в проточном режиме или с накопительной емкостью, в качестве основного нагревателя , либо резервного , подключаемого при проведении плановых ремонтов централизованной системы ГВС;
подогрев воды в бассейнах, душевых, банях;
нагрев воды или других жидкостей в различных технологических процессах в промышленности.

Основными преимуществами использования индукционных индукционных промышленных волонагреателей такой конструкции по отношению к другим электрическим нагревателям ( ТЭН -овым, индукционным другого типа, электродным ) являются:

компактность , малая площадь ,удобство размещения и высокая удельная мощность на единицу объема нагревателя;
высокая надежность и долговечность работы, которые обеспечиваются простотой конструкции и высокой износоустойчивостью материалов и надежностью комплектующих элементов. Нагреватель воды обладает высокой механической прочностью и устойчивостью работы в широком диапазоне отрицательных и положительных внешних температур. В водонагревателе отсутствуют какие либо резиновые прокладки и вставки ;
на внутренних поверхностях нагревателя практически не выпадает накипь, что обусловлено магнитострикционным эффектом, когда поверхность нагрева колеблется под действием магнитного поля , а также, вследствие малого градиента температур между поверхностью нагрева и нагреваемой жидкостью, что не вызывает эффекта «кипения» жидкости в приграничном слое;
высокая эффективность теплопередачи от стенок водонагревателя к нагреваемой жидкости обеспечивается лабиринтным движением жидкости и ее высокой турбулизацией;
конструктивное построение водонагревателя и принятое взаимное расположение блоков обеспечивает надежный выход воздуха и продуктов парообразования по ходу движения жидкости и быстрый слив жидкости самотеком из корпуса нагревателя в случае необходимости;
электробезопастность водонагревателя обеспечивается отсутствием каких –либо контактов питающей электрической сети с нагреваемой жидкостью, применением стандартных устройств автоматической зашиты и защитного заземления.

Дударев Лев Захарович

Compact induction heaters

The basis of the construction of a compact electric induction heater circuit fluid works laid shorted transformer, where the standard is used as a solenoidal induction coil of the primary winding and the secondary winding is a pipe of circular or square section, which also serves as the magnetic core of the transformer. The combination of magnetic and electric wires of the secondary winding can significantly reduce the size of the heater and to improve its performance.

Current induced in the secondary winding (pipes), of her body heats The amount of heat generated in accordance with Joule Lenz's law, is proportional to the square of the electrical current strength, which is the circumferential surface of the pipe reaches a significant magnitude. Depending on the mains voltage transformation ratio required is selected, the parameters of the induction coil and the pipe.

To remove the generated heat along the surface of the combined magnetic-electric cables passed the coolant, which is used as water or other liquid. Permissible heating temperature of the magneto-electric cables and the induction coil is determined by the temperature index of wire insulation that can be 140-200ºC.

Thus, a margin of safety sufficient temperature and electrical insulation, it determines that a high reliability and durability. The principle of the construction of a single-phase induction heater is shown in Fig.1

1. Inlet pipe. 2. Magnito-electrically cable. 3. Coil. 4. External body cooling jacket magneto-electric cables. 5. Cover inner cavity of the induction coil. 6. Panel mount coil terminals and cables. 7. Outlet coolant pipe.

Housing magneto-electric wire is a cylinder toroidal shape (2) inside which is placed an induction coil (3), the cylinder body with the coil tightly closed by a cover (5), the cylinder is placed in a sealed container (4) inside which through the inlet (1) is fed coolant washing the wall of the magneto-electric wire, and presented through a heated outlet pipe (7).

The appearance and the approximate range of induction heaters is shown in Fig. 2

ESA-1 140 х 140 х 620 ESA-2 140 х 420 х 620 ESA-3 140 х 840 х 620 ESA-4 160 х 160 х 760 ESA-5 160 х 480 х 760 ESA-6 160 x 960 х 760

Main technical characteristics of induction heaters liquids presented in Table 1. *

Table 1

Parameters	ESA-1	ESA-2	ESA-3	ESA-4	ESA-5	ESA-6
Electrical power (kWt)	3-5	7-15	18-30	8-17	24-50	48-100
Thermal power (kCal/h )	2450-4085	5720-12255	14706-24510	6530-13900	19600-40860	39200-81700
Efficiency %	0,94%			0,95%
Volyage (V)	220	380/220	380	380/220
Flow rate (m³/h)	0,3-0,4	0,4-0,8	0,9-1,5	0,4-0,9	1,2-2,5	2,4-5,0
Themperature, ºС**	90-120			95-120

* For high power, induction heaters are equipped with parallel blocks.** When heating the sea water temperature limit is set 55-60ºS.

Main applications:

Heating systems of buildings for various purposes;
Hot water system in the flow mode, or storage capacity, as a main heater or backup, plug during scheduled repairs centralized domestic hot water systems;
Heating water in swimming pools, showers, baths;
Heating water or other liquids in various processes.

The main advantages of the use of induction heaters such design in relation to other electrical heaters (TEH -, induction of another type end electrode) are:

Compactness, small footprint, ease of placement and high power density per unit volume of the heater;
High reliability and durability of which are provided with simple design and high durability of materials and components reliability elements. The heater has a high mechanical strength and resistance work in a wide range of positive and negative external temperatures. In the heater there are any rubber pads and inserts;
On the internal surfaces of the heater hardly falls scum due to a magnetostrictive effect when heating surface varies by a magnetic field, and also due to the small temperature gradient between the heating surface and the heated fluid, which causes no "boiling" effect of fluid in the boundary layer;
High efficiency of heat transfer from the heater to the wall of the heated fluid is provided by a labyrinth of fluid motion and agitation of its high;
The structural arrangement of the heater and the reciprocal arrangement of blocks ensures reliable air output and products of vaporization during the motion of a fluid and fast fluid drain by gravity from the heater housing, if necessary;
Elektro heater safety is ensured by the absence of any contact-or mains with a heated liquid, using standard automatic protection devices and protective earth.

Ref. Dudarev L.Z.

www.energysa.ru

Индукционный водонагреватель своими руками (фото, схема)

Индукционный водонагреватель — новый альтернативный способ обогрева жилых помещений. В его основополагающей функции заложен принцип разумного использования индукционной энергии. Он экологичен, абсолютно безвреден, безопасен, не дает копоти, для него не надо заготавливать уголь и дрова. Индукционный тепловой генератор успешно применяют для нагрева воды в системе индивидуального отопления. Кроме того, что такой котел заводского изготовления можно приобрести в торговой сети, его еще можно сделать своими руками. Что со временем даст существенно ощутимую экономию семейного бюджета.

Содержание статьи

1 Принцип индукционного нагрева
2 Конструкционные особенности и работа теплового генератора
- 2.1 Принцип работы системы
3 Самостоятельное изготовление конструкции индукционного нагревателя
4 Основные технологические этапы работ
5 Заключение

Принцип индукционного нагрева

Пример эффективности водонагревателя на индукционном токе, который был сделан своими руками

Работа индукционного нагревателя основывается на энергии электромагнитного поля, которую забирает на себя теплоноситель, преобразуя ее в тепло. Генерирует магнитное поле в этом нагревателе индуктор, который представлен многовитковой цилиндрической катушкой. Проходя через эту катушку, переменный электрический ток возле нее создает переменное магнитное поле.

Линии этого электрического поля располагаются перпендикулярно направлению магнитного потока, и при движении образуют замкнутый круг. Вихревые потоки, образуемые от переменного тока, трансформируют электрическую энергию в тепло. Вследствие этого, электроэнергия индуктора бесконтактно передается нагреваемому объекту.

Тепловая энергия при индукционном нагревании расходуется очень эффективно даже при небольших скоростях нагрева. Поэтому, индукционный водонагреватель, сделанный своими руками, производит нагрев воды за небольшой промежуток времени до значительно высоких температурных показателей.

Конструкционные особенности и работа теплового генератора

Для организации индивидуального отопления в качестве индукционного нагревателя этой системы можно использовать трансформатор, состоящий из двух обмоток:

Первичной.
Вторичной короткозамкнутой.

Вихревые потоки здесь образуются во внутренней составляющей. Они направляют образующееся электрическое поле на вторичный контур. Именно он выполняет одновременную роль корпуса и элемента нагрева для теплоносителя. С возрастанием плотности вихревых токов, которые нацелены на сердечник, изначально начинает греться вся его поверхность, а потом весь элемент.

Пример установки водонагревателя на индукционном токе для отопления

Для подвода холодной воды и выхода нагретого теплоносителя индукционные котлы снабжаются двумя патрубками.

Для тех, кто хочет сделать своими руками такое оборудование, нужно предусмотреть, что:

Нижний патрубок монтируется на вводный магистральный участок;
Верхний – на подающий участок трубопровода.

Принцип работы системы

Тепло, генерируемое котлом, передается циркулирующему в системе отопления теплоносителю. За счет гидростатического давления, нагретая вода непосредственно через подающий патрубок поступает в общую отопительную систему и постоянно отводится за счет нагнетания в нее теплоносителя. Поэтому возможность перегрева оборудования здесь полностью исключена.

Сравнение энергопотребления водонагревателя на индукции с другими

Постоянная вибрация при работе индукционной системы не дает возможности образования накипи и ее жестких отложений на внутренние стенки трубопровода. Индукционные нагреватели не имеют стандартных электрических нагревательных элементов, поэтому вероятность дорогостоящих поломок в них сводится к нулю. Кроме этого, здесь отсутствуют разъемные соединения, которые могут угрожать незапланированным неприятным протечкам. Положительной особенностью этого котла является отсутствие шума при работе, что позволяет устанавливать его в любых жилых помещениях.

Самостоятельное изготовление конструкции индукционного нагревателя

Изготовить индукционный водонагреватель самостоятельно не представляет сложностей. С этой задачей может успешно справиться даже сравнительно начинающий мастер. Для этой работы изначально необходимо иметь:

Недорогой высокочастотный инвертор от сварочного аппарата, чтобы не заморачиваться изготовлением самостоятельно такого сложного агрегата;
Толстостенный кусок пластиковой трубы, который станет корпусом нагревателя;
Стальную нержавеющую проволоку или катанку не более 7мм в диаметре, которая явится основой для нагреваемого материала в электрическом поле;
Переходники для подсоединения основного корпуса водонагревателя к системе индивидуального отопления;
Металлическую сетку, которая должна удерживать внутри корпуса стальные кусочки проволоки;
Медную эмалированную проволоку для создания индукционной катушки;
Кусачки для порезки катанки или нержавейки;
Насос для принудительной подачи воды.

Основные технологические этапы работ

Обустраивая систему индукционного водонагрева необходимо знать и придерживаться основных правил:

Сварочный ток высокочастотного инвертора для обогревателя должен соответствовать его мощности. Оптимальная величина его варьируется от 15 ампер или выше, если это необходимо.
Для нагревательных материалов в высокочастотном поле нужно использовать пятисантиметровые отрезки стальной катанной или нержавеющей проволоки. Для этого подготовленную проволоку необходимо порезать кусачками, придерживаясь этих размеров.
Корпус индукционного нагревателя должен быть сделан из толстостенной пластиковой трубы, внутренний диаметр которой должен быть не менее 5 сантиметров аналогично длине порезанной проволоки.
К одной стороне этой пластиковой трубы крепится переходник, который должен соединить данную конструкцию с системой отопления.
На дно пластиковой трубы своими руками укладывается металлическая сетка, которая предотвращает проваливание катанки.
Внутрь трубы из пластика плотно засыпаются нарезанные куски металлической проволоки так, чтобы там отсутствовало свободное пространство.
Второй конец трубы оснащается еще одним переходным элементом.
Для изготовления индукционной катушки эту пластиковую трубу обматывают заготовленным медным эмалированным проводом. Количество витков в обмотке должно быть минимальным 80, а максимальным 90.
Затем аппарат подсоединяется к индивидуальной отопительной системе, заливается вода, к изготовленной обмотке подключается инвертор.
Для принудительной циркуляции теплоносителя в отопительную систему встраивается насос.
Чтобы обеспечить регулирование температуры воды в автоматическом режиме, в разрыве основной линии питания индукционного инвертора подключается терморегулятор.

Заключение

Индукционные нагреватели оборудуется в закрытую систему индивидуального отопления, обустраиваемую пластиковым трубопроводом. После выводного патрубка для безопасности желательно смонтировать группу элементов, которая представлена:

Манометром;
Подрывным клапаном;
Устройством автоматического отвода воздуха.

Изначально индукционный водонагреватель может оказаться сложным и трудоемким в изготовлении своими руками. Однако потом он принесет только пользу для семейного бюджета, значительно снижая затраты на дорогостоящую электроэнергию. Так как благодаря конструкционным особенностям этого устройства он нагревает теплоноситель гораздо быстрее, чем при равнозначном расходе электроэнергии для работы электронагревательных приборов.

Сегодня некоторые умельцы делают индукционный нагреватель из электромагнитного трансформатора, который основан на двух мощных транзисторах. Индукционный нагрев в нем осуществляется воздействием на металл токов Фуко.

При работе этого оборудования не выделяется вредных продуктов распада или сгорания топлива, что благоприятно сказывается на состоянии окружающей атмосферы. Правильное обустройство системы отопления с индукционным водонагревателем для любой семьи является бесспорным экономным вариантом с 25 летней безупречной работой.

tavannaya.ru

Индукционный водонагреватель своими руками

Совсем недавно на российском рынке появилась абсолютно новая технологическая разработка, основным предназначением которой является обеспечение автономного отопления, а также обеспечение систем горячего водоснабжения, которая называется «индукционный водонагреватель». Такого типа водонагреватель был разработан и воспроизведен по наработкам известного ученого Николы Тесла.

Водонагреватель индукционного типа

Отличительной особенностью индукционного водонагревателя является отсутствие прямого водонагревателя, как на системах газового или электрического нагрева. Такая реализация работы системы позволяет существенно продлить срок службы всей системы в целом, который по паспорту составляет более 30 лет.

Использование индукции в промышленности и быту

Для возникновения процесса индукции характерным является возникновение минимальной инерции. Стоит появиться переменному полю, как тут же в ответ возникают токи Фуко. Главное преимущество этого метода заключается в минимальном количестве излучения, то есть поле затухает пропорционально расстоянию.

Именно это условие служит условию использования радиочастот от сотен кГц. Это явление является главной причиной невозможности использования такие длины волн в металлургии на сегодня. В таком случае, спираль индукционного нагревателя превращается в антенну.

Схема индукционного устройства

Совсем иное дело – это использование ультразвука и более низких частот, которые хорошо наводят токи Фуко и практически не вредят рабочим людям, эксплуатирующим оборудованием.

В бытовой области индукционный нагрев применяется в приборах для нагревания пищи, водонагревателях. Конструктивные особенности приборов дают возможность получать высокий КПД, и в то же время не являются абсолютно доступными.

Конструктивное решение агрегата

На сегодняшний день индукционный водонагреватель находиться на стадиях усовершенствования и в дальнейшем может стать прекрасной альтернативой существующим водонагревателям, главный принцип которых основан на разогревании ТЭНовой спирали.

Принцип работы агрегата основан на нагреве теплоносителя, антифриза, дистиллированной воды, глицерина, который нагревает бак, посредством индукционного вихревого водонагревателя.

Главной задачей индукционного водонагревателя является осуществление подачи на рабочую катушку тока высокой частоты и мощности. В результате таких действий все, что располагается в сердцевине, а именно труба с водой, начинает нагреваться.

Принцип работы агрегата

Установка водонагревательного аппарата осуществляется исключительно в вертикальном положении.

Самостоятельное изготовление

Индукционный нагреватель состоит из обычного трансформатора, как у сварочного аппарата, передающего ток катушке. Напрямую ее подключать нежелательно. Так как выйдет в результате короткое замыкание. Есть предположение, что внутри должен быть обыкновенный термостат для осуществления регулировки температуры и потенциометр, для регулирования мощности.

Для особых любителей есть предложение изготовить индукционный водонагреватель своими силами путем расположения в отрезке полиэтиленовой трубы, еле-еле проходящего внутрь по диаметру. Вокруг всей конструкции прокладываются продольные деревянные рейки, а сверху наматывается катушка, охватывающая трубу. Во время пропускания по ней переменного тока сверло должно ударно нагреваться. Естественно, что в результате пропускания воду по трубе, она будет получать достаточно тепла и нагреваться.

Достоинства агрегатов

Простота конструкции. Простота конструкции и скорый нагрев жидкости ставит агрегат, как одну из наиболее перспективных разработок будущего.
Экономичность агрегата. Потребление мощности аппарата от 30% до 50 % меньше, чем в обычных ТЭНовых водонагревателях.
Отсутствие накипи. Благодаря переменному магнитному полю индуктора (нагревательного элемента), препятствующего оседанию катионов магния и кальция непосредственно на поверхность теплообменника водонагревателя индукционного.
Срок службы. Водонагреватели такого типа рассчитаны на работу от 25 до 30 лет при условии осуществления регулярной профилактики раз в 10 лет.
Мощность. Мощность современных выпускаемых агрегатов от 3 до 50 кВт.

Приобретая индукционный водонагреватель, вы делаете еще один шаг навстречу технологическому прогрессу, экономите свои ресурсы (временные, бюджетные), пользуетесь современным оборудованием.

klivent.biz

проточный или накопительный нагреватель, советы по выбору, схема подключения и установки

Электрический водонагреватель — это бытовой прибор, который является основой для индивидуальной системы подготовки горячей воды для квартиры и загородного дома или дачи. Водонагреватель может использоваться для постоянной работы, или временной в случае отключения горячей воды.

Выбор водонагревателя зависит от периодичности использования, количества точек водоразбора, допустимой нагрузки на электропроводку, способа подключения к водопроводу, наличие места, где он будет установлен.

Виды водонагревателей

Для подготовки горячей воды в квартире или доме существует два вида водонагревателей: проточные и накопительные.

Визуально отличить их очень просто. Проточные водонагреватели — это небольшие приборы, часто прямоугольной или округлой формы. Накопительные - цилиндрический бак, в зависимости от емкости, он может быть достаточно внушительных размеров.

Проточный водонагреватель

Проточный водонагреватель — это прибор небольшого размера, который нагревает воду в течении нескольких секунд до температуры 45 – 60 градусов.

Принцип работы проточного водонагревателя

Водонагреватель состоит из колбы с ТЭНом и блоком автоматики. При открытии крана срабатывает автоматика и водонагреватель включается. Проходя через ТЭН, вода моментально нагревается. При закрытии крана автоматика отключает ТЭН для защиты от перегрева.

Рис.1. Устройство накопительного водонагревателя.

Исходя из принципа работы можно выделить две важные особенности: малые размеры и большая мощность.

В конструкции водонагревателя нет крупных элементов. Поэтому он имеет очень скромные габариты. Малые размеры водонагревателя большое достоинство. Его легко разместить в любом месте.

Небольшие размеры и большая скорость нагрева требуют наличия мощного ТЭНа. Мощность проточных водонагревателей колеблется от 3 кВт. Для подключения водонагревателя требуется электропроводка, которая обеспечит требуемую мощность.

Виды проточных водонагревателей

Проточные водонагреватели можно разделить на два вида: безнапорные и напорные.

Безнапорные проточные водонагреватели предназначены для одной точки водоразбора. Это самые распространенные водонагреватели для квартиры. Они имеют мощность от 3 до 8 кВт. Питаются из обычной розетки. Они могут подключаться, как напрямую к холодной воде, так и к смесителю. Обычно они оснащены специальной насадкой душем или краном, или и тем и другим с возможностью их смены.

Рис.2. Безнапорный проточный водонагреватель.

Напорные проточные нагреватели имеют большую мощность и встраиваются в систему водопровода. Они могут обслуживать сразу несколько точек водоразбора: ванная, умывальник, кухня. Для мощных водонагревателей требуется трехфазная сеть.

Советы по выбору водонагревателя

Выбор проточного водонагревателя — это компромисс между производительностью и потребляемой мощностью. Производительность водонагревателей мощностью 3 - 8 кВт колеблется от 2 до 6 л/минуту. Естественно, чем выше производительность, тем лучше. Поэтому стараются подобрать водонагреватель самый мощный который сможет выдержать электропроводка.

Выдержит ли электропроводка?

Для ответа на вопрос выдержит ли проводка необходимо определить площадь сечения провода и номинал автомата защиты. Максимальный ток через медный провод 25А при сечении 2,5 мм2, для алюминиевого 23 А. Это наиболее часто применяемые провода. При мощности водонагревателя 3,5 кВт ток по проводу будет 3500Вт/220В=16А, при 5 кВт – 22А.

Учитывая приведенные цифры наибольшей популярностью пользуются водонагреватели мощностью от 3 до 5 кВт. Эти модели при умеренном потреблении имеют достаточный расход воды.

Накопительный водонагреватель

Накопительный водонагреватель — это теплоизолированный бойлер в который установлен ТЭН. Нагреватель этого типа греет воду до температуры 75 градусов и сохраняет ее горячей до 3 – 4 суток.

Принцип действия накопительного водонагревателя

Накопительный водонагреватель состоит из цилиндрического теплоизолированного бака, ТЭНа, анода, входного / выходного патрубка, блока автоматики. Заполненный водонагреватель в зависимости от объема нагревается за несколько часов до нужной температуры, установленной на блоке автоматике. Подав холодную воду в водонагреватель, она вытесняет нагретую воду. При понижении температуры воды включается ТЭН.

Рис.3. Конструкция накопительного водонагревателя.

Наличие накопительного бака приводит к большим габаритам водонагревателя, что является недостатком. При недостатке места бак сложно установить, так чтобы он не мешал. Однако существуют модели плоской формы, а также горизонтального и вертикального расположения, напольного и настенного монтажа. Это позволяет располагать накопительный водонагреватель в маленьком помещении.

Рис.4. Установка накопительного водонагревателя емкостью 50 литров под мойку.

Установка накопительного водонагревателя

Накопительный водонагреватель устанавливается в систему водоснабжения. Один патрубок подключается к трубам холодного водопровода, второй к трубам горячего водопровода. Подключение может быть выполнено с помощью труб или гибкой подводкой. Таким образом создается автономный источник горячей воды в квартире или доме. Накопительный водонагреватель может обслуживать любое количество точек водоразбора.

Рис.5. Схема установки и подключения накопительного водонагревателя.

Советы по выбору накопительного водонагревателя

Основной характеристикой водонагревателя служит его объем. Выбор объема зависит от расхода горячей воды. Можно дать такие рекомендации. Для кухонной мойки достаточно водонагревателя объемом 10-15литров; для ванной, семья из 3 человек – 50 литров; 4-5 человек – 80-100 литров.

По опыту использования могу сказать, что для наполнения ванны длиной 195 см и принятия душа для 2-х человек достаточно накопительного обогревателя 80 литров.

Другим критерием выбора является мощность ТЭНа. В отличие от проточного нагревателя мощность накопительного не превышает 2кВт, так что с электропроводкой проблем не будет. Существуют модели с двумя режимами нагрева 1 и 2 кВт, и с одним режимом 1,5 кВт.

Большая мощность ТЭНа влияет на скорость нагрева. Можно дать совет: если бак большего объема чем рекомендован, то целесообразно выбирать модель с одним ТЭНом, т.к. полностью он опустошаться не будет, и время нагрева не критично. Если бак малого объема, то желательно иметь мощный ТЭН для быстрого нагрева бака.

Последнее на что следует обратить внимание — это тип регулировки. Существует механическая и электронная регулировка. Принципиально они ничем не отличаются все дело в эргономике. Электронная регулировка имеет цифровую индикацию температуры, механическая стрелочную и т.д. На мой взгляд выбор это больше относится к внешнему виду нагревателя, чем к техническим критериям выбора.

Какой водонагреватель меньше потребляет электроэнергии?

Это довольно распространенный вопрос. Если сделать небольшой сравнительный расчет, то станет видно, энергопотребление при одинаковых расходах воды будет примерно одинаковым.

Поэтому выбор водонагревателя по большому счету зависит от его технических характеристик и сложности монтажа.

mhremont.ru

Проточный или накопительный водонагреватель лучше?

Те, кто хотя бы раз сталкивался с перебоями в подаче горячей воды, оценят по достоинству водонагреватель проточный накопительный. В идеале люди, живущие в многоквартирных домах, сталкиваются с проблемой отсутствия горячей воды только дважды в год: в начале лета и в конце. Как правило, нагреватель воды больше требуется тем, кто живет в частных домах, к которым не подведены линии центрального водоснабжения.

Состояние магистралей сейчас плачевно, то и дело возникают аварии и другие непредвиденные ситуации, которые делают подачу горячей воды невозможной. Хорошо, если это происходит в летнее время года, а не зимой, но в любом случае такая ситуация довольна неприятна. Для того чтобы избежать казусов и бесперебойно пользоваться благами цивилизации, существуют водонагреватели, способные сделать жизнь намного проще и комфортнее. В продаже сегодня есть 2 вида бойлеров. Чтобы понять, какой водонагреватель лучше — проточный или накопительный, — нужно разобраться в характеристиках обоих агрегатов.

Проточный водонагреватель

Водонагреватели проточные представляют собой агрегат, пройдя через который вода мгновенно достигает высокой температуры. Это связано со внутренним устройством и принципом его работы. Такой бойлер оснащен специальной колбой, через которую проходит нагревающаяся жидкость, и ТЭНом, подогревающим воду. ТЭН представляет собой трубку из меди, которая заполнена нихромом.

Устройство, работающее по такому принципу, обладает достаточно высоким эксплуатационным сроком. Прибор приходит в рабочее состояние от поступающего электрического тока. Температура жидкости, которая уже прошла через нагреватель, достигает +60°С. Такой агрегат не требует постоянного ухода и обслуживания. Время его бесперебойного использования — нескольких лет. Проточные электрические водонагреватели имеют свои плюсы и минусы.

Преимущества:

оборудование достаточно долговечно;
не требует ухода и постоянного обслуживания;
не имеет каких-либо ограничений по объему нагреваемой жидкости;
обладает небольшими габаритами, такой нагреватель может поместиться в любом, даже самом небольшом помещении;
имеет эстетичный внешний вид, органично вписывается в дизайн ванной комнаты.

Единственным и самым большим недостатком такого нагревателя является его высокая мощность. Подключить его в домашнюю розетку не удастся, поэтому нужно дополнительно проводить электрическую линию от щитка в подъезде. Кроме того, это предполагает большое количество потребляемой электрической энергии, что влечет за собой существенные затраты.

При ответе на вопрос, какой проточный водонагреватель выбрать, нужно ориентироваться на 2 основных фактора. Мощность — один из самых важных критериев выбора проточного водонагревателя. Обязательно нужно соотносить показатели прибора и допустимую мощность домашней электропроводки. Модели, обладающие мощностью свыше 8 кВт, могут быть установлены только в домах и квартирах с электрической плитой. Это связано с тем, что в таких помещениях есть розетки, в которых напряжение достигает 380 В. Еще одним критерием, влияющим на выбор нагревательного прибора, является объем нагреваемой воды. Рассчитывать этот фактор необходимо исходя из потребностей семьи.

Чем накопительный водонагреватель лучше?

Водонагреватель проточный или накопительный выбрать для своего жилья? Бойлеры, которые нагревают воду не проточным способом, а в специальном баке, называются накопительными. Принцип нагрева жидкости в этих устройствах не намного отличается от проточных. В них вмонтирован специальный ТЭН, который и нагревает жидкость. Отличие состоит в том, что вода нагревается не в потоке, а набирается в бак, где и происходит ее прогрев. Жидкость полностью наполняет емкость, в течение некоторого времени нагревается, а затем водонагреватель поддерживает достигнутую температуру до тех пор, пока она не будет израсходована. Работает такой механизм от электросети.

Преимущества:

Не требует дополнительного энергопоставляющего оборудования. Может работать от обычной розетки.
Устройство с бойлером для жидкости не обладает высокой мощностью и несет гораздо меньшую нагрузку на электропроводку. Считается, что электрический водонагреватель такого типа более экономичный.
Нагретая в этом водонагревателе жидкость на протяжении длительного времени сохраняет свою высокую температуру.
Возможность подачи горячей воды от одного бойлера в разные части квартиры одновременно. Например, можно в одно и то же время пользоваться разогретой водой на кухне и в ванной комнате.
Широкий ассортимент. Модельный ряд проточных водонагревателей очень разнообразен.

Недостатки:

Достаточно большие габариты. В типовых квартирах и небольших домах размещение такого аппарата будет проблематично.
Возможность нагревать и поддерживать в разогретом состоянии небольшое количество жидкости. Стандартный накопительный электрический бойлер может набирать до 50 л. Такой объем недостаточен для семьи хотя бы из 3 человек. Существуют более вместительные модели, но они имеет гораздо больший размер.
После того как горячая вода была израсходована, нагреватель будет заново набирать и нагревать ее. В среднем этот процесс занимает до 20 минут. На протяжении этого времени использование теплой воды будет невозможно.
Мощность такого прибора гораздо ниже проточного водонагревателя, он потребляет меньшее количество электроэнергии на нагревание жидкости. Вода в нагревателе будет непрерывно поддерживаться в нагретом виде, что влечет за собой постоянное потребление электрической энергии.

Итак, проточный или накопительный водонагреватель приобретать? Выбрать водонагреватель с накопительной системой можно, ориентируясь на несколько критериев. Нужно рассчитывать на то количество воды, которое будет потребляться семьей. Не нужно покупать бойлеры большого объема, если это количество не будет постоянно расходоваться. Например, один человек не сможет использовать 100 л воды за короткий срок.

Нужно иметь в виду время, которое потребуется для подогрева воды.

Небольшой водонагреватель на 10 л будет нагревать жидкость в течение 10 минут, а 100-литровый бойлер станет работать в нагревающем режиме в течение 4 часов.

Большие габариты конструкции требуют особого внимания в подборе. Нужно выбрать такие устройства, которые поместятся в требуемом помещении. Но также нужно, чтобы осталось место для свободного перемещения в комнате. Существуют встраиваемые модели, которые можно установить под кухонной мойкой или раковиной в ванной.

Какой нагреватель выбрать?

Как выбрать подходящий проточный или накопительный нагреватель? Что лучше подойдет для частного дома, а что для квартиры? На самом деле нет явных рекомендаций по этому поводу. Здесь помощником выступают только собственные потребности. Водонагреватель накопительный или проточный агрегат одинаково хорошо справляются со своими функциями. В сумме расходуется одинаковое количество энергии в обоих случаях, но используется она по-разному. Нужно ориентироваться на возможности своего жилья и потребности. Кроме представленных типов нагревательного оборудования, существует и третий вид устройств — проточно-накопительные водонагреватели. Эти устройства объединили все преимущества предыдущих видов, а также в них устранены все недостатки.

Для того чтобы постоянно иметь доступ к горячей воде, стоит приобрести водонагревательное оборудование. Особенно актуально это для владельцев частных домов и квартир в домах, где наблюдаются систематические перебои в поступлении теплой воды. С таким прибором можно значительно облегчить жизнь себе и своей семье.

pikucha.ru