Нагреватель воды трансформаторный – Как из трансформатора сделать нагреватель воды: инструкция

Как из трансформатора сделать нагреватель воды: инструкция

Для нагрева воды электричеством в системе отопления и горячего водоснабжения частного дома или квартиры в бойлерах и электрокотлах чаще всего используются различные ТЭНы, но это не единственный вариант. Знание того, как сделать нагреватель воды из трансформатора, поможет сделать своими руками альтернативную систему нагрева.

Можно ли сделать из трансформатора нагреватель воды

Использование трансформатора для нагрева воды вполне возможно. При работе его обмотки нагреваются и основная задача при проектировании такого устройства — это передать тепло воде. Отопление с помощью трансформатора тоже вполне возможно.

Принцип действия такого нагревателя

Принцип работы такого нагревателя основан на нагреве короткозамкнутого витка. В данном устройстве в его качестве используется спираль из медной или нержавеющей трубки. Ее витки замыкаются между собой перемычкой и, фактически, это устройство работает в режиме короткого замыкания и является трансформатором тока.

На концах трубки находятся два участка с резьбой или накидными гайками (американками) для подключения к системе проточного водоснабжения или отопления. При работе трубка нагревается и передает тепло протекающей внутри воде.

Важно! Без воды или при отсутствии протока включать устройство нельзя. Трубка нагреется до высокой температуры и может вывести аппарат из строя или даже привести к пожару.

Как используется трансформаторный нагреватель

Применит такую конструкцию можно везде, где есть необходимость нагревать воду, протекающую через него.

Отопление

Для отопления с помощью такого аппарата необходимо использовать трансформатор большой мощности – 5-8кВА. Подключается аппарат через пускатель, в цепи управления которого устанавливается термодатчик, измеряющий температуру выходящей воды и отключающий нагрев при достижении заданного значения.

В старых системах отопления, которые подключались к АГВ и твердотопливным котлам советского производства, движение воды производилось самотеком, за счет разницы высоты и температуры. Для более эффективной работы устройства, экономии электроэнергии и предотвращения перегрева необходима установка в систему насоса, ускоряющего поток воды и выравнивающего ее температуру в радиаторах.

Совет! Дополнительно сэкономить электроэнергию помогает установка комнатного датчика температуры.

Нагрев воды трансформатором

Такой аппарат можно использовать для нагрева проточной воды вместо бойлера. Для надежной работы необходимо использовать датчик протока, включающий нагрев при открытом кране и отключающий при закрытом.

Дополнительно целесообразна установка тиристорного или симисторного регулятора в цепи первичной обмотки.

Совет! Управлять силовым симистором можно при помощи диммера, который устанавливается в цепи люстры или настольной ламы.

Изготовление нагревателя своими руками

При наличии знаний основ электротехники и опыта работы слесарным инструментом такой аппарат можно изготовить самостоятельно.

Необходимые инструменты и материалы

Для работы необходимы:

• трансформатор достаточной мощности;
• медная или нержавеющая трубка Ø12-20мм;
• две “американки”;
• минеральная или стекловата;
• датчик температуры или протока;
• пускатель;
• дополнительные датчики и регуляторы.

Из инструментов понадобятся газовая горелка или электросварка, молоток, плоскогубцы, отвертка, гаечные ключи для подключения к водопроводу и амперметр для настройки.

Технология процесса

Изготовление этого устройства происходит в несколько этапов:

• вынуть пластины трансформаторного железа из катушек и разобрать аппарат;
• удалить вторичную обмотку;
• согнуть трубку спиралью и приварить к концам “американку”;
• если позволяют габариты трансформатора, обмотать трубку теплоизолирующим материалом для уменьшения нагрева аппарата;
• собрать трансформатор и подключить к водопроводу или отоплению;
• включить в сеть и замерять ток;
• если потребляемая мощность мала или велика, то, соответственно, увеличить или уменьшить число витков;
• после окончания испытаний подключить датчики, пускатель и другие элементы автоматики.

Выбор трансформатора

Главным критерием при выборе электротрансформатора для устройства является мощность:

• нагрев воды для крана – 1,5-3кВА;
• душ – 3-5кВА;
• отопление – от 5кВА.

Другой фактор — это форма магнитопровода и обмоток. Необходимо, чтобы вторичная обмотка была намотана отдельно от вторичной, иначе свободного места после ее удаления не хватит для намотки труб нагревателей.

Этим требованиям соответствует старый катушечный сварочный трансформатор. После широкого распространения инверторных сварочников эти аппараты стоят без использования во многих мастерских и гаражах.

Информация! При использовании обмотки автотрансформатора в качестве первичной обмотки его мощность будет в несколько раз меньше паспортной.

Использование трехфазного трансформатора

Мощность однофазного аппарата для отопления квартиры, а тем более дома недостаточная. В этом случае используются трехфазные приборы. Трубки для нагрева воды наматываются на каждую катушку в отдельности и соединяются последовательно пластмассовыми или резиновыми трубками.

Важно! Использование металлических труб может привести к появлению уравнительных токов и нарушению равномерности нагрузки.

Компенсация реактивной мощности

Трансформатор кроме активной использует реактивную, или индуктивную энергию. Она перегружает электропроводку и увеличивает счет за электроэнергию. Для ее компенсации параллельно первичной обмотке устанавливаются бумажные или пленочные конденсаторы напряжением не менее 350В.

Необходимая емкость этих элементов рассчитывается по специальным таблицам и формулам или подбирается опытным путем:

• присоединяется конденсатор емкостью 0,5мкФ;
• производится измерение потребляемого тока;
• добавляется еще один конденсатор и вновь замеряется ток;
• п.3 повторяется, пока показания амперметра не станут минимальными.

Меры безопасности

Нагреватель воды из трансформатора достаточно безопасный прибор – в нем отсутствует контакт между электросетью и нагревателем. Основная опасность в перегреве из-за отсутствия протока воды. Есть два способа решения этой проблемы:

• Установка датчика протока. Отключает нагрев при отсутствии движения воды через нагревательную трубку.
• Подключение термопредохранителя. Выходит из строя при перегреве, но спасает само устройство. Можно взять из неисправного конвектора, тепловентилятора или фена.

Важно! Желательно установить обе защиты, но использование термопредохранителя является обязательным.

Кроме того, в таком нагревателе необходимо заземлять металлический корпус, магнитопровод и вторичную обмотку.

Изготовление нагревателя воды из трансформатора — это необычная альтернатива магазинному электрокотлу и нагревателю проточной воды.

otransformatore.ru

Трансформатор для нагрева воды и отопления — Отопление частного дома

Современный мир диктует свои правила экономии потребления природных ресурсов. Для их сохранности многие люди делают свой выбор в пользу электроэнергии. Но потребность в ней растет с каждым днем. Стоимость ее увеличивается. Становится невыгодно обогревать дом за счет электрических приборов.

Совсем недавно в Россию пришла новая разработка в области автономного отопления и горячего водоснабжения под названием «индукционный водонагреватель». Установка устройства позволяет обеспечить теплом целый дом и сэкономить на электрической энергии. Оно не выделяет в воздух вредных веществ и считается совершенно безопасным для здоровья человека. Индукционные водонагреватели также используются для нагрева воды в системе отопления дома.

Принципы работы

Для сборки индукционного котла своими руками необходимо изучить, из чего он состоит и понять принципы его работы.

Устройство нагревается за счет энергии электромагнитного поля. Теплоноситель ее забирает на себя и преобразует в тепло.

Магнитное поле создается в индукторе (это цилиндрическая катушка с большим количеством витков). Проходя через нее, электричество создает вокруг себя напряжение. Магнитный поток движется по замкнутому кругу перпендикулярно электрическому полю. Переменный ток создает вихревые потоки и генерирует энергию в тепло. Передача электроэнергии нагревателю происходит без прямого контакта.

Индукционное тепло расходуется эффективно и экономно, поэтому вода при таком способе нагревания за короткий промежуток времени достигает высоких температур. Теплоноситель получает около 97% энергии.

Компоненты индукционного водонагревателя

Организация системы отопления в собственном доме с помощью индукционного котла не потребует ее серьезной перепланировки. В основе используется трансформатор, состоящий из первичной и вторичной обмоток.

kotelvdome.info

Электроводонагреватель трансформаторного типа

 

Изобретение касается электроводонагревателя, представляющего собой трехфазный трансформатор с пространственным магнитопроводом, на стержнях которого размещена первичная обмотка, а вторичная состоит из трубок, размещенных между стержнями. Особенностью конструкции каждой фазы вторичной обмотки является то, что она состоит из двух трубок, концентрически расположенных одна внутри другой. Верхние концы трубок соединены между собой, а нижние концы соединены с короткозамыкающими дисками. Причем трубка меньшего диаметра соединяется с одним диском, а трубка большего диаметра — с другим. Конструкция вторичной обмотки совместно с короткозамыкающими дисками и корпусной оболочкой создает герметичную камеру, внутри которой размещен магнитопровод с первичной обмоткой. Вода нагревается в режиме протока за счет мощности, выделяемой во вторичной обмотке при протекании по ней тока. Изобретение повышает эффективность нагрева. 1 ил.

Изобретение относится к электроводонагревателям и предназначено для горячего водоснабжения жилых домов, небольших промышленных и сельскохозяйственных предприятий.

Уровень изобретения известен из прибора, содержащего встроенный трансформатор с шихтованным сердечником, первичную обмотку, подключенную к сети, и вторичную обмотку, отличающегося тем, что греющая часть прибора является частью короткозамкнутой вторичной обмотки трансформатора, имеет произвольную форму и выполнена из ферромагнитного листового материала с электропроводящим покрытием (пат. N 2007895, H 05 B 6/10, опубл. 15.02.94). Недостатком этого прибора является сложность изготовления вторичной обмотки, особенно ее электропроводящего покрытия, что ведет к удорожанию устройства. Известен также индукционный нагреватель текучих сред, содержащий трансформатор, вторичная обмотка которого выполнена из электропроводящей трубки, витки которой соединены между собой в местах прилегания сварочными швами (пат. N 2031551, H 05 B 6/10, опубл. 20.03.95). Недостатком этого нагревателя является то, что трубка, предназначенная для нагрева текучей среды, отдает тепло не только в нагреваемую жидкость, но и рассеивает его в окружающую среду, что приводит к снижению коэффициента полезного действия устройства. Кроме того, это устройство имеет низкий коэффициент мощности, обусловленный значительной индуктивностью рассеяния вторичной обмотки данного типа. К перечисленным недостаткам можно добавить то, что сварочные швы будут являться источниками локального перегрева. Также известен индукционный нагреватель жидкости, содержащий корпус, размещенный в нем трансформатор с многостержневым ферромагнитным сердечником с расположенной на стержнях многофазной первичной обмоткой, подключаемой к сети переменного тока, и вторичной обмоткой, являющейся теплообменником. Теплообменник выполнен в виде пустотелой камеры с нижним входным и верхним выходным патрубками для прохождения нагреваемой жидкости, в которой имеются сквозные вертикальные каналы с электропроводящими стенками, в каждом из которых с зазором установлен стержень сердечника трансформатора (пат. N 2074529, H 05 B 6/10, F 24 H 1/22, опубл. 27.02.97). Недостатком данного устройства является сложность конструкции и неудовлетворительные массогабаритные показатели. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является электроводонагревательное устройство трансформаторного типа (пат. РФ N 2101882, H 05 B 6/10, F 24 H 1/10, опубл. 10.01.98), содержащее пространственный магнитопровод с трехфазной первичной обмоткой и короткозамкнутую вторичную обмотку, причем вторичная обмотка выполнена из прямых трубок, размещенных между стержнями магнитопровода с первичной обмоткой и соединенных на концах дисками. Вторичная обмотка совместно с корпусной оболочкой образует герметичную камеру. В этом устройстве греющим элементом являются трубки, расположенные между стержнями магнитопровода. Недостаточная площадь поверхности теплоотдачи, а также большая плотность теплового потока с этой поверхности являются недостатками этого электроводонагревателя. Заявляемое изобретение направлено на повышение энергетических и эксплуатационных показателей. Технический результат, достигаемый в процессе решения поставленной задачи, заключается в повышении эффективности нагрева. Требуемый технический результат достигается за счет увеличения площади теплоотдачи нагревательного элемента при минимальном расходе активных материалов и минимальных габаритах. Это достигается выполнением вторичной обмотки в виде прямых трубок, расположенных концентрически одна внутри другой с зазором, верхние концы которых соединены между собой, а нижние накоротко замкнуты дисками. Заявляемая конструкция вторичной обмотки увеличивает площадь теплоотдачи нагревательного элемента формированием выходных концов трубок, т.е. добавлением выступающей части внутренних трубок и наличием концентрически расположенных внешних. Электроводонагреватель трансформаторного типа имеет пространственный магнитопровод с трехфазной первичной обмоткой и короткозамкнутую вторичную обмотку, выполненную из трубок, размещенную между стержнями магнитопровода. Каждая фаза вторичной обмотки представляет собой две трубки разного диаметра и высоты, проходящие одна внутри другой с зазором. Трубки соединяются верхними концами между собой, а нижними концами с дисками, причем трубка меньшего диаметра соединяется с нижним диском, а трубка большего диаметра соединяется с верхним диском. Вся конструкция совместно с корпусной оболочкой создает герметичную камеру. Существенные признаки, характеризующие заявляемое устройство: ограничительные — электронагреватель трансформаторного типа, содержащий пространственный магнитопровод с трехфазной первичной обмоткой, стержни которого расположены в одной плоскости под углом 120^o относительно друг друга, и вторичную обмотку, выполненную из трубок, которые накоротко замкнуты на нижних концах и расположены между стержнями магнитопровода, при этом вся конструкция охвачена корпусной оболочкой, создающей герметичную камеру; отличительные — каждая фаза вторичной обмотки состоит из двух прямых трубок разного диаметра и высоты, расположенных концентрически одна внутри другой с зазором, при этом верхние концы трубок соединены между собой, нижний конец трубки меньшего диаметра соединен с нижним диском, а нижний конец трубки большего диаметра соединен с верхним диском. На чертеже показана конструкция электроводонагревателя трансформаторного типа с пространственным магнитопроводом, стержни 1 которого расположены в одной плоскости под углом 120 градусов относительно друг друга и охвачены кольцеобразным ярмом 2. На стержнях размещена трехфазная первичная обмотка 3. Вторичная короткозамкнутая обмотка выполнена в виде трубок 4, предназначенных для прохождения нагреваемой жидкости, которые накоротко замкнуты дисками 5. Трубки размещены между стержнями магнитопровода. Вторичная обмотка вместе с корпусной оболочкой 6 создает герметичную камеру, внутри которой размещен магнитопровод с первичной обмоткой. Стрелками 7 показан один из вариантов протекания нагреваемой жидкости, которая омывает как внутренние поверхности трубок меньшего диаметра, так и внешние поверхности трубок большего диаметра. Устройство работает следующим образом. При подключении первичной обмотки к трехфазной сети по ней протекает переменный ток, создающий изменяющийся во времени магнитный поток системы устройства. Этот магнитный поток индуцирует во вторичной обмотке электродвижущую силу, под действием которой в трубках протекает трехфазный переменный ток. При протекании тока во вторичной обмотке выделяется тепло, передаваемое нагреваемой жидкости. Вследствие того, что площадь греющих элементов значительно увеличена, возможен нагрев воды с меньшим образованием накипи, а значит, и более длительным сроком службы электроводонагревателя без обслуживания. Это объясняется тем, что одним из факторов, влияющих на интенсивность процесса образования накипи, является удельная поверхностная мощность, т.е. мощность на единицу греющей поверхности. За счет формирования выступающей части вторичной обмотки внутренними и внешними трубками увеличивается теплоотдающая поверхность электроводонагревателя, а следовательно, уменьшается отдельная поверхностная мощность, что приводит к ухудшению условий образования накипи как при нагреве протекающей жидкости, так и при погружении нагревателя в жидкость. Кроме того, благодаря тому, что конструкция электроводонагревателя герметична, он может быть целиком помещен в нагреваемую жидкость, поэтому вся тепловая мощность, выделяемая в нем, полностью передается в нагреваемую жидкость, что обеспечивает максимальный коэффициент полезного действия устройства.

Формула изобретения

Электроводонагреватель трансформаторного типа, содержащий пространственный магнитопровод с трехфазной первичной обмоткой, стержни которого расположены в одной плоскости под углом 120^o относительно друг друга, и вторичную обмотку, выполненную из трубок, которые накоротко замкнуты на нижних концах дисками и расположены между стержнями магнитопровода, при этом вся конструкция охвачена корпусной оболочкой, создающей герметичную камеру, отличающийся тем, что каждая фаза вторичной обмотки состоит из двух прямых трубок разного диаметра и высоты, расположенных концентрически одна внутри другой с зазором, при этом верхние концы трубок соединены между собой, нижний конец трубки меньшего диаметра соединен с нижним диском, а нижний конец трубки большего диаметра соединен с верхним диском.

РИСУНКИ

Рисунок 1

findpatent.ru