3 Описание установки

Мы создали простой индукционный нагреватель воды на основе серийного стандартного сварочного трансформатора, который питается от солнечной батареи через аккумулятор и инвертор. Кроме китайского сварочного трансформатора с высокочастотным инвертором и регулятором сварочного тока от 10 Ампер, необходимы пластиковая водопроводная труба большого диаметра (50 – 80 мм) длиной около метра, стальная проволока-катанка диаметром 6 – 8 мм, медный обмоточный провод диметром 1 – 1,5 мм и терморегулятор. Вместо катанки можно использовать стальную водопроводную трубу.

Катанку режете на отрезки по 90см и помещаете внутрь трубы. Трубу закрываете переходниками до 0,5 – 1 дюйма и соединяем ее в замкнутый трубопровод нужной длины. Поверх этой трубы наматываем медным эмалированным снаружи, проводом, в один слой плотно, виток к витку, обмотку – всего не более 100 витков. Возле патрубка подачи ставите датчик терморегулятора, а выходы инвертора подключаете к концам обмотки, а сам инвертор включаете через терморегулятор. Все. Экономичный индукционный нагреватель готов к работе.

Инвертор на полупроводниках служит источником токов высокой (15 – 40кГц) частоты, которые наводят электромагнитное поле в трубе, точнее именно в обрезках катанки которые находятся в ней. От обрезов катанки и греется вода .Под действием сильного электромагнитного поля высокой частоты от индуктора в катанке наводятся вихревые токи Фуко, приводящие к разогреву катанки, которая и нагревает теплоноситель. Осталось наполнить водяную отопительную систему теплоносителем и включить насос. Кстати, тепловые потери инвертора тоже можно использовать для нагрева воды . Для этого надо сделать жидкостное охлаждение для силовых ключей инвертора – тогда тепловые потери инвертора тоже будут работать на нагрев теплоносителя – в нашем случае – воды .Соответственно, КПД такой автономной теплоэнергетической системы на основе стандартного сварочника в целом, будет выше.

Конструкция достаточно простая. Использование промышленной частоты тока приводит к необходимости наматывать дорогим медным проводом со стеклотканевой изоляцией три индуктора (по одному на фазу) с большим количеством витков. Вес меди более половины веса всего нагревателя.

Анализируя преимущества и недостатки аналогичных нагревателей, приходим к выводу о необходимости использования повышенной частоты питающего напряжения на индукторе. Главным моментом этого новшества является то, что питание индукторов осуществляется на частоте порядка 5 –50 кГц от полупроводникового автогенератора. Повышенная частота питающего тока значительно уменьшает размер индукторов и количество меди, идущее на их изготовление.

Конструкция нагревателя (рис.4) представляет собой две стальные трубы, вставленные одна в одну, с обоих торцов они герметизированы сваркой. Между этими трубами циркулирует жидкость системы отопления: вода, тосол, иные смеси. Индуктор монтируется во внутренней трубе и контакта с жидкостью не имеет. Индуктор содержит 15 –25 витков изолированной медной шины 3х5 мм с отводом от средней точки.

Рисунок 4. Схема нагревателя: 1 – клемная колодка; 2 – индуктор; 3 – внутренняя труба; 4 – наружная труба; 5 – нагреваемая жидкость.

По нашему мнению, индукционный нагреватель (ИН) сможет составить достойную конкуренцию проточным нагревателям воды, а так же проточно-накопительным, а также масляным радиаторам. ИН может нагревать не воду, а сам отопительный прибор, являясь конвектором. Построение системы отопления с помощью конвекторов имеет ряд преимуществ по сравнению водяными, и при построении новой системы отопления обходится дешевле. В случае применения индукционного нагрева может произойти следующее: нагрев происходит сравнительно быстро, а отдача тепла сравнительно медленно. Поэтому следует разнести во времени работу каждого элемента системы на нагрев и, соответственно, «уменьшить» сечение подводящих проводов к вводу. В некоторых случаях, можно применить реле приоритета.

Проблемы с электрической энергией, особенно в сельской местности или на даче, наводят на мысль, что отопление должно быть комбинированным, т.е. с использованием возобновляемых источников энергии.