Сверхэкономичный нагреватель воды своими руками

Как сделать индукционный нагреватель своими руками по схеме

Приборы, осуществляющие нагрев за счет электричества, а не газа, безопасны и удобны. Такие нагреватели не производят копоти и неприятного запаха, но потребляют большое количество электроэнергии. Отличный выход — собрать индукционный нагреватель своими руками. Это и экономия средств, и вклад в бюджет семьи. Существует много простых схем, по которым индуктор можно собрать самостоятельно.

Сила индукции

Для того чтобы было легче разобраться в схемах и правильно собрать конструкцию, нелишним будет заглянуть в историю электричества. Способы нагрева металлических конструкций электромагнитным током катушки широко используются в промышленном изготовлении бытовых приборов — котлов, нагревателей и плит. Оказывается, можно сделать рабочий и долговечный индукционный нагреватель своими руками.

Принцип работы устройств

Принцип работы устройств

Знаменитый британский ученый XIX века Фарадей в течение 9 лет проводил исследования, чтобы преобразовать магнитные волны в электричество. В 1931 году наконец было совершено открытие, получившее название электромагнитная индукция. Проволочная обмотка катушки, в центре которой находится сердечник из магнитящегося металла, создает магнитное поле под силой переменного тока. Под действием вихревых потоков сердечник нагревается.

Важный нюанс — нагревание произойдет, если переменный ток, питающий катушку, будет менять вектор и знак поля на высоких частотах.

Открытие Фарадея стали применять как в промышленности, так и при изготовлении самодельных моторов и электронагревателей. Первую плавильню на основе вихревого индуктора открыли в 1928 году в Шеффилде. Позже по тому же принципу обогревали цеха заводов, а для нагрева воды, металлических поверхностей знатоки собирали индуктор своими руками.

Схема устройства того времени действительна и сегодня. Классический пример — индукционный котел, в составе которого имеются:

  • металлический сердечник;
  • корпус;
  • тепловая изоляция.

Меньший вес, размер и более высокий КПД осуществляются за счет тонких стальных труб, служащих основой сердечника. В кухонных плитках индуктором выступает сплющенная катушка, расположенная вблизи варочной панели.

Особенности схемы для ускорения частоты тока следующие:

  • промышленная частота в 50 Гц не подходит для самодельных приборов;
  • прямое подключение индуктора к сети приведет к гулу и слабому нагреву;
  • эффективное нагревание осуществляется при частоте 10 кГц.

Сборка по схемам

Собрать индуктивный нагреватель своими руками может любой человек, знакомый с законами физики. Сложность устройства будет варьироваться от степени подготовленности и опытности мастера.

Существует множество видеоуроков, следуя которым можно создать эффективное устройство. Практически всегда необходимо использовать такие основные составляющие:

  • стальная проволока диаметром 6−7 мм;
  • медная проволока для катушки индуктивности;
  • сетка из металла (для удержания проволоки внутри корпуса);
  • переходники;
  • трубы для корпуса (из пластика или стали);
  • высокочастотный инвертор.

Этого будет достаточно для сборки индукционной катушки своими руками, а ведь именно она находится в основе проточного водонагревателя. После подготовки необходимых элементов можно подходить непосредственно к процессу изготовления аппарата:

  • нарезать проволоку на отрезки в 6−7 см;
  • металлической сеткой покрыть внутреннюю часть трубы и засыпать проволоку доверху;
  • аналогично закрыть отверстие трубы снаружи;
  • намотать на пластиковый корпус медную проволоку не менее 90 раз для катушки;
  • вставить конструкцию в систему отопления;
  • с помощью инвертора подключить катушку к электричеству.

Желательно предварительно заземлить инвертор и приготовить антифриз или воду.

По похожему алгоритму можно легко собрать индукционный котел, для чего следует:

  • нарезать заготовки из стальной трубы 25 на 45 мм со стенкой не толще 2 мм;
  • сварить их друг с другом, соединяя меньшими диаметрами между собой;
  • приварить железные крышки к торцам и просверлить отверстия для патрубков с резьбой;
  • сделать крепление для индукционной печки, приварив с одной стороны два уголка;
  • вставить варочную панель в крепление из уголков и подключить к электросети;
  • внести в систему теплоноситель и включить нагрев.

  • нарезать заготовки из стальной трубы 25 на 45 мм со стенкой не толще 2 мм;
  • сварить их друг с другом, соединяя меньшими диаметрами между собой;
  • приварить железные крышки к торцам и просверлить отверстия для патрубков с резьбой;
  • сделать крепление для индукционной печки, приварив с одной стороны два уголка;
  • вставить варочную панель в крепление из уголков и подключить к электросети;
  • внести в систему теплоноситель и включить нагрев.

Многие индукторы работают на мощности не выше 2 — 2,5 кВт. Такие обогреватели рассчитаны на помещение 20 — 25 м². Если генератор используют в автосервисе, можно подключить его к сварочному аппарату, но важно учитывать определенные нюансы:

  • Необходим переменный ток, а не постоянный как у инвертора. Сварочный аппарат придется исследовать на наличие точек, где напряжение не имеет прямой направленности.
  • Количество витков к проводу большего сечения подбирается математическим вычислением.
  • Потребуется охлаждение работающих элементов.

Создание усложненных приборов

Сделать нагревательную установку ТВЧ своими руками сложнее, но это подвластно радиолюбителям, ведь для ее сбора потребуется схема мультивибратора. Принцип работы аналогичен — вихревые токи, возникающие из взаимодействия металлического наполнителя в центре катушки и ее собственного высокомагнитного поля, нагревают поверхность.

Конструирование ТВЧ-установок

Поскольку даже небольшого размера катушки вырабатывают ток около 100 А, вместе с ними потребуется подключить резонирующую емкость для уравновешивания индукционной тяги. Существует 2 вида рабочих схем для нагревательной ТВЧ в 12 В:

  • целенаправленная электрическая;
  • подключенная к питанию сети.

  • целенаправленная электрическая;
  • подключенная к питанию сети.

В первом случае мини ТВЧ-установку можно собрать за час. Даже при отсутствии сети в 220 В можно использовать такой генератор где угодно, но при наличии автомобильных аккумуляторов как источников питания. Конечно, она недостаточно мощная, чтобы плавить металл, но способна нагреться до высоких температур, необходимых для мелкой работы, например, нагрев ножей и отверток до синего цвета. Для ее создания необходимо приобрести:

  • полевые транзисторы BUZ11, IRFP460, IRFP240;
  • автомобильный аккумулятор от 70 А/ч;
  • высоковольтные конденсаторы.

Ток источника питания 11 А в процессе нагревания снижается до 6 А из-за сопротивления металла, но необходимость в толстых проводах, выдерживающих ток 11−12 А, сохраняется, чтобы избежать их перегрева.

Вторая схема для индукционной установки нагрева в пластиковом корпусе более сложная, на основе драйвера IR2153, но по ней удобнее выстроить резонанс по регулятору в 100к. Управлять схемой необходимо через адаптер сети с напряжением от 12 В. Силовую часть можно подвести напрямую к основной сети в 220 В, используя диодный мост. Частота резонанса получается 30 кГц. Потребуются следующие элементы:

  • ферритовый сердечник 10 мм и дроссель 20 витков;
  • медная трубка в качестве катушки ТВЧ в 25 витков на оправку 5−8 см;
  • конденсаторы 250 V.

Вихревые нагреватели

Более мощную установку, способную греть болты до желтого цвета, можно собрать по простой схеме. Но при работе выделение тепла будет довольно большим, поэтому рекомендуется устанавливать радиаторы на транзисторы. Также потребуется дроссель, позаимствовать который можно из блока питания любого компьютера, и следующие вспомогательные материалы:

  • стальной ферромагнитный провод;
  • медная проволока в 1,5 мм;
  • полевые транзисторы и диоды под обратное напряжение от 500 В;
  • стабилитроны мощностью 2−3 Вт с расчетом на 15 В;
  • простые резисторы.

В зависимости от желаемого результата, намотка провода на медную основу составляет от 10 до 30 витков. Далее идет сборка схемы и подготовка катушки-основы нагревателя примерно из 7 витков медной проволоки в 1,5 мм. Она подключается к схеме, а затем к электричеству.

Умельцы, знакомые со сваркой и управлением трехфазным трансформатором, способны еще больше повысить КПД устройства при одновременном снижении веса и размера. Для этого нужно сварить основания двух труб, которые послужат как сердечником, так и нагревателем, а в корпус после обмотки вварить два патрубка для осуществления подвода и отвода теплоносителя.

Мастера рекомендуют обязательно сделать для этой конструкции изоляцию во избежание утечки тока и тепла. Это также позволит уменьшить шум во время работы.

Общие советы

Ориентируясь на схемы, можно достаточно быстро собрать индукторы различной мощности для нагрева воды, металлов, обогрева дома, гаража и автосервиса. Необходимо помнить и о правилах безопасности для эффективной службы нагревателей такого типа, ведь утечка теплоносителя из самодельного устройства может закончиться пожаром.

Есть определенные условия организации работы:

  • расстояние между индукционным котлом, стенами, электроприборами должно быть не меньше 40 см, а от пола и потолка лучше отступить 1 м;
  • с помощью манометра и устройства по сбросу воздуха обеспечивается система безопасности за выходным патрубком;
  • пользоваться устройствами желательно в закрытых контурах с принудительной циркуляцией теплоносителя;
  • возможно применение в пластиковых трубопроводах.

Самостоятельная сборка индукционных генераторов обойдется недорого, но и не бесплатно, ведь нужны комплектующие достаточно хорошего качества. Если у человека нет специальных знаний и опыта в радиотехнике и сварке, то не стоит самостоятельно собирать обогреватель для большой площади, ведь мощность нагрева не превысит 2,5 кВт.

Однако самостоятельная сборка индуктора может рассматриваться как самообразование и повышение квалификации хозяина дома на практике. Можно начать с небольших приборов по простым схемам, а поскольку принцип действия в более сложных устройствах тот же, только добавляются дополнительные элементы и преобразователи частоты, то и освоить его поэтапно будет легко и вполне бюджетно.

Индукционный нагреватель 4кВт своими руками.

Индукционный нагреватель 4кВт своими руками

Запись опубликовал Dapper · 1 августа, 2018

19 516 просмотров

Индукционный нагреватель представляет собой резонансный инвертор, работающий на частоте ниже резонанса. Он состоит из блока питания, платы драйверов, платы управления, согласующего трансформатора и остальных деталей которые расположены на шасси аппарата. Инвертор построен по топологии «резонанса в первичке», это уменьшает габариты, и более технологичен при изготовлении.

Основные узлы. Блок питания , который имеет четыре гальванически развязанных обмотки питания. Две- для питания драйверов, одну- для питания платы управления и силовую, для питания насоса охлаждающей жидкости, вентилятора и пускового реле. Первые три стабилизированы по 12 В, последняя не имеет стабилизации. Драйвера управляют IGBT транзисторами, включенными по два в параллель.

Согласующий трансформатор состоит из трех сложенных вместе Шобразных ферритовых сердечника Е80/38/20. На него намотана обмотка 10 витков многожильного провода 4мм2, и залита эпоксидным клеем.

Особенностью моего инвертора является то, что его рабочая частота ниже резонансной. При работе ниже резонанса, ключи открываются очень жестко, а выключаются в нуле тока. Жесткое включение обусловлено сквозными токами, избавится от которых, нет возможности, но можно значительно снизить. Для этого в цепь питания инвертора (в плюс или минус) включен гасящий дроссель Dr1, со снаббером. Он имеет очень малую индуктивность всего 0,5 мкГн, но этого хватает, чтобы в разы снизить импульсы сквозного тока. Дроссель намотан многожильным проводом, общим сечением не менее 3мм2 и имеет 6 витков намотанных на оправке 16 мм. Он залит эпоксидным клеем, так как многожильный провод не держит форму. Дроссель и его снабберная цепь, должны располагаться в зоне обдува вентилятора.

Блок управления, в основу которого, положен генератор управляемый напряжением – ГУН, входящий в состав микросхемы CD4046. А также драйвер IR2104, который преобразует однофазный сигнал CD4046 в два противофазных. Генератор управляется напряжением в ручную, и меняет частоту в диапазоне 25-50 кГц. С изменением частоты меняется мощность в индукторе. Для простоты работы с инвертором, в плату управления введена схема ограничения тока.

Вторичная обмотка согласующего трансформатора состоит из одного витка медной трубки D 6мм. Она совмещена с радиатором для ключей и имеет конструкцию единого блока, по которому прокачивается вода. Насос – автомобильный от омывателя стекол.

Узлы на фотографиях и видео могут немного не соответствовать, так как было три версии, которые не значительно отличаются схемными решениями, но в общем конструкция у всех похожа. Данная конструкция тщательно отработана, я ее считаю самой компактной и ремонто-способной.

Первая самая простая версия была опубликована на этом форуме https://www.chipmake. ost__p__3268609 С тех пор много воды утекло, менялись схемные решения. Пробовал с ФАПЧ, сама подстройка прекрасно работала, но в целом, мне не понравилось. Поэтому остановился на схеме с “ограничением тока”. Все мои изыскания в этом вопросе можно посмотреть здесь http://induction.lis. p=19278#p19278 .

В чем собственно преимущество, этой версии. Первая версия имела простой задающий генератор, с возможностью управления частотой. Недостаток его в том, что нужно очень точно ( с помощью осциллографа) подгонять индуктор к инвертору, или инвертор к индуктору. А если имеются сменные индукторы, то они должны иметь одинаковую индуктивность. В принципе не так уж это и сложно, при определенном опыте. Но если на индуктор воздействовать механически, случайно, сжать или растянуть витки, то такой индуктор уже не может дать той мощности, на которую был настроен изначально, а может вообще вывести инвертор из строя. Вторая версия с ФАПЧ , позволяла менять индукторы, особо не задумываясь о его индуктивности. Но есть один нюанс. Максимальную мощность такой аппарат потреблял с ненагруженным индуктором, а когда индуктор нагружаешь, мощность падает. В конце концов, конечный результат будет тот же, но для его достижения требуется в два-три раза больше времени. Увеличение времени нагрева всегда плохо, но в двойне- при поверхностной закалке. Точнее она вряд ли возможна. Пришлось искать компромисс. И мне кажется я его нашел. Вот схема.

Читайте также:  Самодельный гальванический элемент для автономного питания

Эта схема похожа на ранее опубликованную здесь. http://induction.lis. p=22966#p22966

Но есть небольшие доработки в блоке управления, отказался от некоторых прибамбасов, а главное, что я гасящий дроссель, перенес в минус питания, это позволило разместить его и снаббер (конструктивно), ближе к вентилятору, что улучшило его охлаждение.

Теперь как это все работает. Начнем как всегда с питания. Блок питания на первый взгляд имеет архаичный вид, но у него есть свои преимущества. Во первых простота, второе- стабилизаторы имеют защиту по току, что помогает сохранить драйвера при пробое силовых ключей. Пробовал использовать “Обратноход”,он для такой мощности(50Вт), он получается громоздкий, да и недостатков у него хватает. Обращаю внимание на систему запуска инвертора. В место традиционного пускового резистора, стоит конденсатор С10 (МБГО), в чем его преимущество? Обычно при пробое ключей пусковой резистор горит, конденсатор же может в таком состоянии находится сколь угодно долго. В момент включения инвертора в сеть через этот конденсатор начинают заряжаться электролиты фильтра С2, пока напряжение на них не достигнет 200-250В, БП не заработает, а когда заработает притянется пусковое реле, и пуск произойдет очень плавно, с задержкой 1-2 сек. Так же при пробое ключей в первую очередь выключится БП, отпустит реле, и в таком положении инвертор может находится сколь угодно долго. Даже предохранитель или автомат не успевают сработать. В свою очередь , коль нет питания, то и драйвера остаются целы.

Теперь немного о хитром гасящем дросселе Dr1. Как я уже писал, режим ниже резонанса предполагает сквозные токи. От чего это происходит? Предположим у нас открылся VT1, пошла накачка контура, + пит, VT1,ТР1,Срез, Dr1, минус. Срез зарядится быстрей, чем закроется ключ VT1, и процесс пойдет в обратную сторону, то есть контур начнет отдавать энергию в источник питания. Поскольку реакция контура у нас емкостная, напряжение той же полярности, через оппозитный диод VT1 ( к сожалению забыл дорисовать) будет заряжать С2, но через какое то время откроется VT2, и получится короткое замыкание, через еще открытый оппозитный диод VT1 и открывающийся VT2. КЗ очень короткое, десятки- сотни наносекунд, но токи запредельные. Чтоб их уменьшить и служит Dr1 со снобберной цепочкой. Для рабочего цикла периодом скажем 30мкс, дроссель имеет малое сопротивление, а для сквозного тока в 50нсек- большое. На практике это выглядит так. Рабочий ток первичной обмотки равен 60А, а сквозной ток всего 80А. Это вполне укладывается в параметры G4PC50UD, да и многих других IGBT. В отсутствии этого дросселя, ток может быть на порядок больше, что тоже во многих случаях позволяет работать ключам. О ключах и драй верах, говорить вроде не чего.

Как работает блок управления. Я покупал СD 4046, за пять рублей «пучок», когда занимался ФАПЧем, они остались неиспользованными, что и натолкнуло на мысль использовать генератор управляемый напряжения. Не буду писать как она работает, в кратце скажу, что если на 9 ногу подавать изменяющееся напряжение то и частота на выходе(3,4) будет меняться пропорционально. R11 и R6, задается диапазон частот, верхний и нижний соответственно. Частоту как и мощность, можно менять вручную, резистором R2- выше частота- выше мощность. Компаратор DA1/1, сравнивает напряжение установленное потенциометром R12 и напряжение с ТТ, как только напряжение ТТ превысит опорное, компаратор своим выходным транзистором, через VD1 и R4 начинает разряжать емкость фильтра С2 ГУН, напряжение на нем понижается, частота тоже, и падает ток в первичной обмотке. Образуется отрицательная ОС. Установив один раз номинальный рабочий ток, настраиваем компаратор под этот ток . Далее поднять мощность не возможно – ее можно только понижать. При замене индуктора с другой индуктивностью, можно одним движением, под него настроить инвертор. Как это происходит? ГУН всегда начинает работу с нижней частоты диапазона, поэтому, если рабочая частота индуктора входит в заданный диапазон частот, то частота будет упираться в заданный нами номинальный ток, что и соответствует номинальной мощности индуктора. Резистор установки частоты( мощности), крутят пока не сработает компаратор, и в таком положении работают. Индикация ограничения, осуществляется по светодиоду. Для этого используется вторая половинка компаратора DA1/2.

Насос для охлаждения я использовал от омывателя стекол. Питается он через полевик (VT3), что позволяет управлять и им и инвертором одной парой контактов. Также в цепи насоса стоят баластные резисторы (R18), что позволило снизить потребляемый им ток до 2,5А, а производительности его вполне хватает. Некоторые пишут, что я сделал охлаждение транзисторов водяным, потому , что с воздушным транзисторы просто не выдержат. На самом деле это не так. Грех не использовать водяное охлаждение, коль без воды не как не обойтись, к тому же это делает аппарат компактным.

Немного о настройке. Каждый модуль БП и БУ нужно проверять и настраивать отдельно желательно на столе от источника питания. Все тщательно выверить, проверить в разных режимах. Когда весь инвертор собран, подают 220В на блок питания, отдельно от инвертора( на силовую часть питание не подают). Проверяют работу генератора, потом работу драйверов, повесив осциллограф на затворы и эмиттеры транзисторов. Проверяют работу насоса. Если все нормально, включают силовую часть (желательно сначала через ЛАТР ), при этом БП питается отдельно. Проверяют работу пока без индуктора. На выходе меандр с немного закругленными вершинами напряжением 15В, можно нагрузить какой то лампой, типа от фары. Далее прикручивают индуктор, пробуют с индуктором, все так же через ЛАТР( вольт 80-100). Начинают с нижней частоты. На индукторе сначала рваная синусоида, по мере повышения частоты, синусоида становится чистой, вольт 80-90. В таком режиме настраивают компаратор. Зазубрины на синусоиде это момент переключения ключей, по ним очень удобно настраивать инвертор. Эти зазубрины должны располагаться в зоне, от нуля синусоиды и до вершины. Самый оптимальный вариант где то по середине. В режиме ограничения инвертор не должен свистеть.

Вот как то так. Наверное что то упустил, но все расписать не хватит десяти страниц. О подробностях можете писать на любой из форумов или прямо сюда. Как минимум трое повторили мой инвертор, у других не хватило или знаний, или терпения. На последок видео.


Водонагреватель своими руками

Изготовить самостоятельно можно даже сварочный аппарат или пилораму, но когда необходимо сделать своими руками устройство, которое будет использоваться в быту, то на первый план выходит обеспечение безопасной эксплуатации изделия.

Самодельным водонагревателем будут пользоваться все члены семьи, которые могут иметь лишь отдалённые представления об электрическом сопротивлении, напряжении и силе тока. Чтобы максимально снизить вероятность несчастного случая потребуется изготовить прибор по всем правилам электротехнической безопасности.

Водонагреватель своими руками: выбираем тип устройства

Несмотря на то что в домашних условиях накопительное устройство изготовить намного проще, следует, прежде всего, рассмотреть вариант сборки проточного водонагревателя. Такая бытовая техника позволит мгновенно нагреть воду, а электричество будет расходоваться только в момент включения прибора. В отличии от бойлеров, для установки проточного прибора не требуется много места, также не нужно делать теплоизоляцию устройства.

Для нагрева воды в обоих вариантах используется ТЭН, но для изготовления проточного устройства нужно будет приобрести более мощный элемент.

Мощный водяной ТЭН

Из дополнительных деталей не обойтись без использования УЗО. Это устройство автоматически отключит контакты, если произойдёт утечка электрического тока. Также следует запастись медными проводами большого сечения и инструментами для работы.

Проточный водонагреватель своими руками

Для изготовления проточного водонагревателя следует подготовить необходимые инструменты:

  1. Сварочный аппарат (инвертор).
  2. Электроды.
  3. Болгарка с насадкой для удаления ржавчины.
  4. Молоток.
  5. Дрель с набором свёрл по металлу.
  6. Керн.

Для проточного варианта водонагревателя понадобятся следующие материалы:

  1. Стальная труба, длина и диаметр которой незначительно превышают ширину и длину ТЭНа.
  2. ТЭН электрический водяной мощностью 4 кВт.
  3. Листовая сталь толщиной 3 мм.
  4. Антикоррозионная краска.
  5. Болт и гайка М14.

Когда всё необходимое будет приготовлено, можно приступать к изготовлению устройства. Первое что необходимо сделать – это качественно очистить металлические поверхности от ржавчины. Для этого необходимо использовать болгарку с насадкой.

Болгарка с насадкой для удаления ржавчины

Затем от металлического листа отрезается прямоугольник, минимальная сторона которого должна немного превышать внешний диаметр металлической трубы. На отрезанном металлическом листе дрелью делается 2 отверстия, диаметр которых должен на 1 мм превышать толщину ножки ТЭНа. Чтобы расположить отверстия на необходимом расстоянии друг от друга, следует концы контактных стержней опустить в белую краску и затем прислонить торцы контактов к пластине, стараясь сделать пометки равноудалёнными от боковых граней пластины. Когда краска немного подсохнет, по белым точкам необходимо осуществить сверление металла.

На следующем этапе подготовленную таким образом пластину следует приварить к торцу трубы. Перед осуществлением этой операции деталь необходимо слегка прихватить, чтобы сделанные ранее отверстия оказались ровно посередине. После того как боковая заглушка будет приварена, металл выступающий за внешний диаметр трубы обрезают болгаркой или газовым резаком.

Далее наметив керном на расстоянии 20 мм 2 точки, которые обязательно должны быть на одной линии, дрелью делают отверстия диаметром 19 мм. Эти отверстия необходимы для приваривания резьбовых отрезков трубы для подключения подачи воды и удаления нагретой жидкости.

Учитывая необходимость в заземлении, к трубе следует обязательно приварить удлинённую гайку М14, к которой будет с помощью болта будет подсоединён проводник.

На следующем этапе электрический нагревательный элемент следует поместить внутрь трубы. Ножки устройства следует аккуратно установить в ранее сделанные отверстия, после чего с достаточным усилием закрутить крепёжные гайки. При установке ТЭНа, следует обязательно надеть резиновые шайбы на резьбовую часть ножек.

Уплотнительные шайбы для ТЭНа

Шайбы следует установить с внутренней и наружной стороны прибора, а для большей надёжности на поверхности прокладок нанести высокотемпературный герметик.

Затем следует герметично заварить противоположный торец металлической трубы. Для этой цели также следует отрезать квадратный кусок листовой стали. Сторона квадрата должна, как минимум на 50 мм, быть больше внешнего диаметра трубы. Для надёжного соединения прибора с пластиной её необходимо уложить на ровную поверхность, затем установить ровно посередине квадрата перевёрнутый вверх ТЭНовыми ножками прибор таким образом, чтобы патрубки устройства располагались строго перпендикулярно любой из граней нижнего квадрата и аккуратно сварить металл, стараясь не слишком сильно перегревать самодельный водонагреватель.

Когда устройство полностью остынет, его также устанавливают в перевёрнутом виде на деревянную доску и сверлом 10 мм делают 4 отверстия по углам нижней пластины. Отверстия необходимы для крепления самодельного устройства к стене.

Прежде чем производить монтаж проточного водонагревателя его работоспособность должна быть проверена. Для этой цели следует подключить электрический кабель к резьбовому контакту ТЭНа, залить в устройство, достаточное для заполнения всего пространства, количество воды и включить прибор в сеть.

Схема подключения ТЭНа

Как только вода в устройстве закипит, его следует обесточить. Если отсутствуют протечки, то самодельный нагреватель следует покрасить в любой цвет высокотемпературной краской для металла. Перед осуществлением этой операции следует вылить из него воду, обезжирить поверхность растворителем, и с помощью краскопульта окрасить устройство.

Краска для радиаторов

Когда краска высохнет можно приступать к монтажу устройства в водопроводную систему. Для этого следует установить прибор на равном удалении от точек отбора жидкости, и расположив устройство патрубками вверх прикрепить его к стене. Для этой цели следует предварительно сделать 4 отверстия в вертикальной поверхности. С помощью анкерных болтов, самодельный электроводонагреватель крепится к стене со стороны пластины, в которой были сделаны для этого специальные отверстия.

После надёжной фиксации устройства, от водопроводной сети к одному из патрубков подводится гибкий шланг с холодной водой, а другой соединяется с контуром горячей воды.

Гибкий шланг для горячей воды

Затем подаётся вода в устройство и водонагреватель испытывается на протечку водопроводным давлением. Если утечек не обнаружено, то к самодельному прибору следует подключить электричество.

Учитывая большую мощность прибора, не рекомендуется для включения устройства использовать стандартную штепсельную вилку. Для водонагревателя следует выделить отдельную электрическую цепь от входящего электрического щитка. Также следует установить дополнительный автоматический предохранитель на 20 А, который должен находиться в доступном месте, для включения прибора, когда это будет необходимо.

При эксплуатации нагревателя такой конструкции, каждый раз осуществлять включение устройства с помощью рубильника будет очень неудобно. Для более комфортного использования прибора рекомендуется установить реле давления в контуре водопровода после нагревательного устройства. А перед водонагревателем поставить обратный клапан, чтобы в случае отсутствия воды в водопроводе не происходило автоматического включения ТЭНа. При использовании такой схемы, нагрев воды будет осуществляться только в тот момент, когда кран будет открыт.

Читайте также:  Фонарь из пластиковой бутылки, работающий без электричества

Для автоматического включения устройства можно установить термостат непосредственно в водонагреватель, но монтаж такой системы необходимо произвести ещё на стадии изготовления устройства. Недостаток системы нагрева воды с встроенным термостатом, заключается в том, что устройство будет работать в режиме обогревателя, отдавая часть тепла окружающему воздуху. Уменьшить потери можно, если покрыть устройство устойчивым к воздействию высоких температур теплоизолятором. Несмотря на более сложную конструкцию такой системы, основное отличие от устройства с установленным датчиком давления будет заключаться в мгновенной подаче горячей воды при открытии крана. К существенным недостаткам можно отнести более значительное потребление электричества по причине более частого включения ТЭНа.

Термостат для ТЭНа

Вне зависимости от типа применяемой системы включение устройства, необходимо установить предохранительный клапан в непосредственной близости от нагревательного устройства. В процессе эксплуатации водонагревателя может произойти залипание контактов реле или термостата. В этом случае нагревательный элемент будет постоянно включен, что приведёт к закипанию воды и возникновению высокого давления в системе, которое может привести к разгерметизации наиболее уязвимых участков водопровода. Предохранительный клапан позволит снизить давление. При достижение критического значения этого показателя произойдёт открытие запорного механизма и часть жидкости будет удалена в канализационную систему.

Собираемая самостоятельно электрическая схема также должна иметь предохранительные устройства и механизмы. Наиболее часто, для предотвращения поражения электрическим током, устанавливаются УЗО, которые мгновенно отключают подачу электричества при возникновении утечки электрического тока на корпус. УЗО рекомендуется, также, как и автомат, устанавливать только в электрической цепи водонагревателя.

Это устройство будет надёжно защищать людей от воздействия электрического тока даже при отсутствии подключённого заземляющего проводника, но чтобы повысить эффективность, рекомендуется подключить устройство к «земле». Для этого достаточно подсоединить проводник от домашней заземляющей системы к корпусу водонагревателя. Монтаж провода осуществляется с помощью резьбового соединения к гайке, которая ранее была приварена к металлической трубе.

Если самодельный проточный электрический водонагреватель был изготовлен по вышеприведённой инструкции, то в результате получится надёжное устройство, которое позволит полностью обеспечить себя горячей водой.

Как самому сделать терморегулятор для водонагревателя

Если при изготовлении водонагревателя бюджет очень сильно ограничен, то можно сделать терморегулятор для водонагревателя своими руками. Осуществляется монтаж термопрерывателя следующим образом:

  1. Снять с неисправного автомобиля любой марки термореле, которое управляет включением принудительного охлаждения двигателя.
  2. Установить тип резьбы этой детали.
  3. Подобрать подходящую по диаметру металлическую трубку и метчиком осуществить нарезку внутренней резьбы.
  4. Сделать отверстие в проточном водонагревателе и приварить трубку с резьбой.
  5. Вкрутить термореле, предварительно нанеся на резьбу высокотемпературный герметик.

Для правильного функционирования системы включения ТЭНа не обойтись без использования дополнительного источника 12 В и промежуточного реле. Реле устанавливаемое в систему должно быть обратного действия, то есть размыкать цепь при подаче на катушку низковольтного напряжения. Эта особенность связана с тем, что в автомобиле включение обдува радиатора осуществляется при превышении определённого значения температуры, в то время как проточный радиатор должен быть отключён в момент, когда значение температуры превысит критическое значение.

Что можно сделать из старого нагревателя «Аристон»

«Счастливые» обладатели водонагревателей «Аристон», после многократной замены нагревательного элемента, решаются на покупку и установку устройства другой марки. Из старого же прибора получается отличный вариант дачного душа, вода для которого нагревается за счёт солнечной энергии. Для переделки устройства в водогрейный бак необходимо:

  1. Болгаркой распилить внешний корпус устройства и удалить его.
  2. Очистить внутренний бак от термоизоляции.
  3. Обезжирить поверхность.
  4. Окрасить бак в чёрный матовый цвет любой краской по металлу.
  5. Установить и подключить бак к летней душевой системе.

Монтаж бака должен быть осуществлён на высоте не менее 2,5 метров на открытом для солнечного света участке. Наиболее правильным будет установка водогрейного устройства непосредственно на крыше летнего душа. Ёмкость следует установить в вертикальном положении, а подключение воды необходимо произвести к сливному патрубку устройства, ведь, в отличие от электрической модели, в летнем душе слив воды будет осуществляться самотёком.

Этот вариант дачного душа является самым простым, при желании можно изготовить более сложную конструкцию устройства осуществляющего нагрев жидкости за счёт солнечной энергии.

Дачный вариант водонагревателя

На даче можно изготовить самодельные солнечные водонагреватели. Недостатком таких устройств является только отсутствие нагрева во время пасмурной погоды. Солнечный водонагреватель изготавливается из следующих материалов и деталей:

  1. Старого холодильника.
  2. Бака для воды.
  3. Металлопластиковой трубы диаметром 16 мм.
  4. Обрезной доски шириной 200 мм.
  5. Листа сотового поликарбоната.
  6. Стального листа толщиной 3 мм.
  7. Краски по металлу чёрного цвета.

Также потребуется приобрести расходные материалы для крепления материалов и различные переходники для подключения труб. Кроме этого нужно будет купить циркуляционный насос малой мощности.

Изготовлением водонагревателя, работающего от солнечной энергии, можно заняться в такой последовательности:

  1. С холодильника снимается задний радиатор, и медная трубка отрезается в месте, где устройство соединяется с компрессором и морозильной камерой. При выполнении этой операции необходимо сохранить оригинальные элементы крепления детали.
  2. Из металлического листа болгаркой вырезается прямоугольник, длина и ширина которого должны быть на 20 см больше параметров радиатора холодильника.
  3. Одна из сторон металлического прямоугольника зачищается, обезжиривается и окрашивается в чёрный цвет. Также необходимо покрасить и радиатор холодильника.
  4. Когда краска высохнет, следует разместить на окрашенной поверхности металлического листа медную решётку таким образом, чтобы она оказалась равноудалена от его углов.
  5. На окрашенной поверхности металлического листа, любым острым предметом, делаются насечки под отверстиями крепления медного радиатора.
  6. Затем по отмеченным точкам необходимо просверлить отверстия, диаметр которых должен соответствовать отверстиям крепления радиатора.
  7. По периметру металлического листа также необходимо сделать отверстия диаметром 5 мм для крепления боковых граней устройства. Расстояние между отверстиями должно составлять около 100 мм.
  8. Газовым паяльником к обрезанным концам медных трубок припаиваются переходники для подключения металлопластиковых труб.
  9. От доски 200 мм необходимо отпилить ножовкой отрезки. 2 отрезка должны быть равны ширине металлического листа, а два другие на 50 мм меньше его длины. После этого древесину необходимо обработать защитным составом.
  10. Отрезки доски устанавливаются на ребро по периметру металлического листа и прикручиваются саморезами по дереву через ранее сделанные отверстия.
  11. Внутрь «ящика» устанавливается медный радиатор, который прикручивается к металлической пластине болтами. Патрубки с переходниками для подключения металлопластиковой трубы следует вывести, через сделанные перовым сверлом отверстия в одной из боковых досок.
  12. Из листа прозрачного сотового поликарбоната вырезать прямоугольник, который будет равен размеру металлического основания.
  13. Саморезами с резиновыми шайбами прикрутить поликарбонатный прямоугольник к торцам досок.
  14. В бак для воды необходимо установить снятую с холодильника морозильную камеру, к медным трубкам которой также следует припаять переходники. Морозильную камеру следует закрепить в нижней части резервуара, а патрубки вывести в одну из боковых стенок.

Дачный водонагреватель, сделанный своими руками, устанавливается следующим образом:

  1. Устройство размещается на солнечном участке.
  2. К одному из патрубков водонагревателя подсоединяется тройник, к которому подключается металлопластиковая труба и кран. К второму патрубку следует подсоединить только металлопластиковую трубу.
  3. С другой стороны трубы соединяются с патрубками, выходящими из бака для воды.
  4. Также в систему необходимо установить циркуляционный насос для того, чтобы теплоноситель перемещался из водонагревателя в ёмкость для воды.

После подключения насоса к электричеству масло будет нагреваться за счёт солнечного излучения, которое будет легко проходить через поликарбонатную пластину. Также в устройстве образуется парниковый эффект, который позволит эффективно использовать устройство даже во время переменной облачности.

Нагретое масло будет передавать воде тепло в резервуаре с установленной морозильной камерой, поэтому его следует утеплить монтажной пеной. Забор горячей воды может быть принудительным с использованием насоса или самотёком, но для этого потребуется установить бак, как можно выше. Для того чтобы нагретое масло на пути к теплообменнику не остывало металлопластиковые трубы следует покрыть по всей длине монтажной пеной.

Изготовление самодельного водонагревателя не только позволит сэкономить денежные средства, но и получить бесценный опыт конструирования сложных устройств своими руками. Если самостоятельно необходимо сделать электродный прибор, то следует обязательно помнить о технике безопасности при обращении с устройствами, работающими на электричестве.

Индукционный нагреватель: простые схемы для реализации своими руками

Принцип работы индукционного нагревателя основан на двух физических эффектах: первый заключается в том, что при движении проводящего контура в магнитном поле в проводнике возникает индуцированный ток, а второй основан на выделении тепла металлами, через которые пропускают ток. Первый индукционный нагреватель был реализован в 1900 году, когда был найден способ бесконтактного нагрева проводника – для этого использовали токи высокой частоты, которые индуцировались с помощью переменного магнитного поля.

Достоинства и преимущества

Индукционный нагрев нашёл применение в различных сферах деятельности человека благодаря:

  • быстрому разогреву;
  • возможности работы в различных по физическим свойствам средах (газ, жидкость, вакуум);
  • отсутствию загрязнений продуктами горения;
  • возможности избирательного нагрева;
  • формам и размерам индуктора – они могут быть любыми;
  • возможности автоматизации процесса;
  • высокому проценту КПД – до 99%;
  • экологичности – нет вредных выбросов в атмосферу;
  • длительному сроку службы.

Сфера применения: отопление помещений

В быту схема индукционного нагревателя была реализована для котлов отопления и плит. Первые получили особенно большую популярность и признание у пользователей за счёт отсутствия нагревательных элементов, которые снижают работоспособность в котлах с другим принципом действия, и разъёмных соединений, что даёт экономию на обслуживании систем индукционного отопления.

Примечание: Схема устройства настолько проста, что может быть создана в домашних условиях, и своими руками можно создать самодельный нагреватель.

На практике используются несколько вариантов, где используется разного типа индукторы:

  • нагреватели с электронным управлением для создания токов нужного вида в катушке;
  • вихревые индукционные нагреватели.

Электрическая схема индукционного нагревателя

Принцип действия

Последний вариант, наиболее часто используемый в котлах отопления, стал востребован за счёт простоты его реализации. Принцип работы установки индукционного нагрева основан на передаче энергии магнитного поля теплоносителю (воде). Магнитное поле формируется в индукторе. Переменный ток, проходя через катушку, создаёт вихревые потоки, которые трансформируют энергию в тепло.

Принцип работы установки индукционного нагрева

Вода, подаваемая через нижний патрубок в котёл, прогревается за счёт передачи энергии, и выходит через верхний патрубок, попадая дальше в систему отопления. Для создания давления используют встроенный насос. Постоянно циркулирующая в котле вода не позволяет элементам перегреваться. Кроме того, во время работы происходит вибрация теплоносителя (при низком уровне шума) за счёт чего невозможно отложение накипи на внутренних стенках котла.

Индукционные нагреватели могут быть реализованы различными способами.

Реализация в бытовых условиях

Индукционное отопление ещё не завоевало в достаточной степени рынок из-за высокой стоимости самой системы обогрева. Так, например, для промышленных предприятий подобная система обойдётся в 100 000 рублей, для бытового использования – от 25 000 руб. и выше. Поэтому вполне понятен интерес к схемам, которые позволяют создать самодельный индукционный нагреватель своими руками

Индукционный котел отопления

На базе трансформатора

Основным элементом системы индукционного отопления с трансформатором станет само устройство, у которого есть первичная и вторичная обмотки. Вихревые потоки будут формироваться в первичной обмотке и создадут электромагнитное индукционное поле. Это поле будет воздействовать на вторичную, которая и есть, по сути, индукционный нагреватель, реализованный физически в виде корпуса котла отопления. Именно вторичная короткозамкнутая обмотка передает энергию теплоносителю.

Вторичная короткозамкнутая обмотка трансформатора

Главными элементами установки индукционного нагрева являются:

  • сердечник;
  • обмотка;
  • два вида изоляции – тепло- и электроизоляция.

Сердечник – это две ферримагнитные трубки разного диаметра с толщиной стенок не менее 10 мм, вваренные друг в друга. Тороидальная обмотка из медного провода производится по внешней трубке. Необходимо наложить от 85 до 100 витков с равным расстоянием между витками. Переменный ток, изменяясь во времени, создаёт вихревые потоки в замкнутом контуре, которые и нагревают сердечник, следовательно, и теплоноситель, осуществляя индукционный нагрев.

С использованием высокочастотного сварочного инвертора

Индукционный нагреватель может быть создан с использованием сварочного инвертора, где главными компонентами схемы служат генератор переменного тока, индуктор и нагревательный элемент.

Генератор используется для преобразования стандартной частоты в сети электропитания 50 Гц в в ток с более высокой частотой. Этот модулированный ток подаётся на цилиндрическую катушку-индуктор, где в качестве обмотки используется медная проволока.

Медная проволока для обмотки

Катушка создаёт переменное магнитное поле, вектор которого меняется с заданной генератором частотой. Созданные вихревые токи, индуцированные магнитным полем, производят нагрев металлического элемента, который передаёт энергию теплоносителю. Таким образом реализуется ещё одна схема индукционного отопления, выполненная своими руками.

Нагревательный элемент тоже может быть создан своими руками из нарезанной металлической проволоки длиной около 5 мм и отрезка полимерной трубы, в которую помещается металл. При установке вентилей сверху и снизу трубы следует проверить плотность наполнения – не должно оставаться свободного пространства. Согласно схеме поверх трубы накладывается около 100 витков медной проводки, которая и является индуктором, подключаемым к клеммам генератора. Индукционный нагрев медной проволоки происходит за счёт вихревых токов, формируемых переменным магнитным полем.

Примечание: Индукционные нагреватели своими руками могут выполнены по любой схеме, главное помнить о том, что важно осуществить надёжную теплоизоляцию, в противном случае КПД системы отопления значительно упадёт.

Правила безопасности

Для систем отопления, где используется индукционный нагрев, важно соблюдать несколько правил во избежание утечек, потерь КПД, расходования электроэнергии, несчастных случаев.

  1. В системах индукционного отопления необходимо наличие предохранительного клапана для сброса воды и пара на случай выхода из строя насоса.
  2. Манометр и УЗО обязательны для безопасной работы отопительной системы, собранной своими руками.
  3. Наличие заземления и электроизоляции всей системы индукционного отопления предупредит поражение электрическим током.
  4. Во избежание пагубного воздействия электромагнитного поля на организм человека подобные системы лучше выносить за пределы жилой зоны, где следует соблюдать правила монтажа, согласно которым устройство индукционного нагрева должно размещаться на расстоянии 80 см от горизонтальных (пола и потолка) и 30 см от вертикальных поверхностей.
  5. Перед включением системы следует обязательно проверять наличие теплоносителя.
  6. Для предотвращения сбоев в работе электросети рекомендуется подключение котла с индукционным нагревом, выполненного своими руками по предложенным схемам, к отдельной питающей линии, сечение кабеля которой будет составлять не менее 5 мм2. Обычная проводка может не выдержать требуемое энергопотребление.

Альтернативная энергия своими руками. Фонарик, работающий на воде

База самоделок для всех!

  • Главная
  • Самоделки
  • Дизайнерские идеи
  • Видео самоделки
  • Книги и журналы
  • Партнеры
  • Форум
  • Самоделки для дачи
  • Приспособления
  • Автосамоделки
  • Электронные самоделки
  • Самоделки для дома
  • Альтернативная энергетика
  • Мебель своими руками
  • Строительство и ремонт
  • Для рыбалки и охоты
  • Поделки и рукоделие
  • Самоделки из материала
  • Самоделки для ПК
  • Cуперсамоделки
  • Другие самоделки

Альтернативная энергия своими руками. Фонарик, работающий на воде

Фонарик, работающий на воде, это отличная вещь для туристов, охотников и просто любителей смастерить что-то своими руками. Более того — изготовленный фонарик абсолютно экологичен и не вредит окружающей среде, в отличие от обычных фонариков, аккумуляторы которых содержат в себе такие вредные металлы как свинец и ртуть.

Представьте себе обычные настенные часы, которые работают от 6 месяцев до года, и Вам не нужно выходить из дома, для того, чтобы купить батарейки, когда они сядут. Что может быть удобнее, чем подзарядка аккумулятора водой из под крана?

Самодельный фонарик непрерывно светит около получаса, используя обычную водопроводную воду, с соленой морской водой время работы увеличивается до 2-х часов.

Итак, как же это работает? Водяная батарейка состоит из 2-х пластин (медной и цинковой), а роль электролита играет вода. Выходное напряжение при этом довольно мало, и для того чтобы заставить светодиоды светиться, нужно будет собрать простой повышающий преобразователь напряжения.

Необходимые материалы для сборки:

  • ПВХ труба длиной 10 см (3/4 дюйма);
  • ПВХ переходник с 3/4 дюйма на дюйм;
  • Небольшая ферритовая бусинка (похожую можно взять из нерабочей экономки);
  • Транзистор 2N3904 (NPN);
  • 1К резистор;
  • Отражатель со светодиодами (из старого фонаря);
  • Медный и цинковый электроды;
  • Медный одножильный провод в лаковой изоляции;
  • 4 листа туалетной бумаги;
  • Кусочек прозрачного пластика.

Инструменты и оборудование:

  • Паяльник;
  • Клеевой пистолет;
  • Суперклей.

Водяная батарейка является основным источником питания для фонарика. Она состоит из двух полос металла, медной и цинковой. Медная пластинка — это анод (плюс), а цинковая — катод (минус питания).

В первую очередь, обмотайте 3 листа туалетной бумаги вокруг медного электрода, затем вложите в образовавшийся рулон цинковый электрод и домотайте остаток вокруг их двоих. Затем обмотайте получившийся рулон медной проволокой, это предотвратит бумагу от разрыва, когда она намокнет.

После этого подбираем подходящую по размеру пластиковую крышку (чтобы долго не искать подходящую по размерам, можно сделать самому из любого подходящего по размерам кусочка пластика), делаем в ней две прорези под электроды и герметизируем соединение с помощью суперклея.

Повышающий преобразователь это схема 1, которая позволяет загораться светодиодам при малом напряжении питания. (Схема 1 представлена ниже. Для тех кто слабо разбирается в электронике, есть упрощенная схема 2). Припаяв все детали, нужно приклеить светоотражатель со светодиодами и радиодеталями к ПВХ переходнику.

На обратной стороне десятисантиметрового куска ПВХ трубы, приклейте небольшой кружочек из прозрачного пластика, он будет служить индикатором уровня воды. Заполните фонарик водой, и он готов к работе.

Примечание:

Фонарик будет работать на водопроводной воде около получаса, с морской соленой водой фонарик будет светить 2 часа. Лучше всего фонарик работает на уксусе, так как он содержит много электролитов, и в зависимости от концентрации уксусной кислоты, фонарик может светить 5-10 часов. Если добавить в фонарик вторую такую же батарейку, то его время работы и яркость увеличится втрое!

Самодельный фонарик работающий на воде

С каждым днем становятся все популярнее передачи Беара Гриллза о выживании в экстремальных условиях дикой природы. Все больше людей задумывается об экологичности тех или иных предметов обихода.

Мы предлагаем Вашему вниманию возможность самостоятельно сделать фонарик, работающий на воде, который не нанесет ущерба окружающему нас миру и сможет работать неограниченное количество времени, при наличии рядом источника воды.

Когда Вы прочитали это в первый раз, Вам показалось, что это шутка. Однако, опытным путем подтверждено, что на обычной воде из крана фонарик работает примерно тридцать минут, при увеличении солей в воде, а попросту говоря, используя морскую воду, время непрерывной работы увеличивается до двух часов.

Вспоминая курс школьной физики, Вы прекрасно понимаете, что наша водяная батарейка состоит из медной и цинковой пластин, вода является электролитом. К сожалению, выходное напряжение не слишком высокое, поэтому Вам будет необходимо собрать довольно простой повышающий преобразователь напряжения, чтобы к светодиодам поступал ток достаточной силы.

Для сборки Вам необходимо приобрести следующие комплектующие:
• ПВХ трубу длиной 10 см (3/4 дюйма);
• ПВХ переходник с ¾ дюйма на 1 дюйм;
• Небольшую ферритовую бусинку (можно изъять аналогичную из неработающей экономки);
• Транзистор 2N3904(NPN);
• 1К резистор;
• Светодиоды и отражатель ( так же можно изъять из старого фонарика);
• Медный и цинковый электроды;
• Медный одножильный провод в лаковой изоляции;
• 4 листа туалетной бумаги;
• Кусочек прозрачного пластика.

Вам понадобятся следующие инструменты и оборудование:
1) Паяльник;
2) Клеевой пистолет;
3) Суперклей.

Источником питания для будущего фонарика будет служить водная батарейка. Как мы уже говорили выше, она будет состоять из двух металлических пластин. Медная пластина – это анод, а цинковая – катод.

Пошаговая инструкция по изготовлению фонарика работающего на водяной батарейке:

1. Возьмите 3 листа туалетной бумаги и намотайте на медный электрод (плюс питания), затем приложите к образовавшемуся рулону цинковый электрод (минус питания) и закрутите остаток туалетной бумаги вокруг их обоих.







5. Ознакомьтесь со схемой повышающего преобразователя. На второй схеме повышающий преобразователь нарисован более подробно.

6. Соберите преобразователь согласно схеме. Припаяйте все детали.


7. Приклейте светоотражатель со светодиодами и радиодеталями к ПВХ переходнику.

8. Вырежьте круг из прозрачного пластика диаметром, соответствующего диаметру ПВХ трубы. С помощью него Вы будете видеть оставшееся количество воды.

Фонарик с аккумулятором на воде

Вода в сочетании с двумя электродами из меди и цинка, солью и повышающим преобразователем напряжения превращается в “неиссякаемый” источник практически бесплатной энергии. При минимальных габаритах водного аккумулятора, электричества от него достаточно для небольшого фонарика, а что если сделать более габаритную батарею? Но пока давайте рассмотрим, как сделать фонарик на водном аккумуляторе. Кстати, на нашем сайте уже есть материалы про водные батарейки здесь , здесь и тут.
Сразу отметим возможности изготавливаемого устройства: с заправкой на воде из крана фонарик светит около тридцати минут, при добавлении соли в раствор, время непрерывной работы увеличивается до двух часов. Водяной аккумулятор с цинковой и медной пластинками на выходе дает низкое напряжение, но это исправляется с помощью простой электрической схемы – повышающего преобразователя.

Необходимые инструменты: паяльник, клеевой пистолет, суперклей.

А также детали и компоненты:

ПВХ труба длиной 10 см (3/4 дюйма);
ПВХ переходник с ¾ дюйма на 1 дюйм;
Ферритовая бусинка;
Транзистор 2N3904(NPN);
1К резистор;
Светодиоды и отражатель (например от старого фонарика);
Медный и цинковый электроды;
Медный одножильный провод в лаковой изоляции;
4 листа туалетной бумаги;
Кусочек прозрачного пластика.

В качестве анода будет служить медная пластинка, катодом выступит цинковая пластинка.
Ход работы по изготовлению водяного фонарика.
1. Намотайте на медную пластинку (плюсовой электрод батарейки питания) 3 листика туалетной бумаги, к полученному рулону приставьте цинковую пластинку (минусовой электрод) и сверните оставшуюся часть туалетной бумаги вокруг связки электродов.


5. Соедините детали конструкции, как на фото.

6. Сделайте из прозрачного пластика круглую заглушку на задний конец ручки фонарика, которая сделана из ПВХ-трубки. Прозрачная заглушка позволит при эксплуатации видеть количество оставшейся воды в трубке с электродами. Один конец ПВХ-трубки должен свободно одеваться на связку электродов и ввинчиваться в основание, в котором находится схема, лампочка и отражатель. Точно так же трубка должна вывинчиваться, чтобы в нее можно было долить воду для новой заправки. Учтите, что при работе фонаря будет выделяться газ от разложения воды, поэтому для его отвода не следует делать резьбовое соединение абсолютно герметичным, чтобы водород и кислород могли потихоньку выходить.

7. Заправьте фонарик водой, можно добавить соль для увеличения длительности работы.

Фонарик сможет непрерывно светить до 30 минут на простой воде, до двух часов на морской воде, от пяти до десяти часов на уксусе в зависимости от концентрации уксусной кислоты.

Если вы подумали, что это какой-то розыгрыш или шутка, то вы ошиблись. Этот карманный фонарик действительно работает только на воде и ни на чем кроме. Повторить его и сделать себе такой же сможет каждый из вас, тем более, что дефицитные элементы в нем отсутствуют.

Как это работает?

Теперь поподробнее. Фонарик состоит из отсека куда заливается вода и повышающего преобразователя на одном транзисторе, питающего сверхяркие светодиоды.
В отсеке для воды расположены два электрода из разных металлов. И когда внутрь попадает вода, между ними появляется разность потенциалов, в результате чего течет электрический ток. Такой своеобразный гальванический элемент. Так как этот элемент один, его напряжения не хватит для того чтобы заставить светодиоды светиться. Для этого он подключен к повышающему преобразователю, который повышает напряжение до нужного. В результате фонарик светит довольно ярко и довольно продолжительный период.

Понадобится

  • Корпус из труб пвх: переходник и кусок трубы, между ними нужно нарезать резьбы, чтобы имелось прочное разборное соединение.
  • Отражатель с платой и тремя светодиодами был взят из сломанного карманного фонаря на батарейках.
  • Для преобразователя: биполярный транзистор любой марки, резистор 1 кОм, ферритовое кольцо 2 см в диаметре, медная проволока 0,5 метра в длину и 0,25 мм в толщину.
  • Для гальванического элемента: медная и цинковая пластинки. Вместо цинковой можно взять оцинкованное железо.
  • Бумажная салфетка.

Изготовление фонарика работающего на воде

Первым делом изготовим сам элемент питания. Берем медную пластину и вокруг нее делаем пару оборотов бумажной салфеткой.

Прикладываем к этому свертку цинковую пластину и делаем ещё 3 оборота салфеткой.

Чтобы все не размоталось зафиксируем медной проволокой. Салфетка не даст пластинам замкнуться и отлично будет проводить жидкость через себя.

В переходную крышку, которая будет разделять отсек преобразователя от отсека с водой, вклеиваем герметично выводы элемента супер клеем.

Далее переходим к изготовлению преобразователя. Вот схема. Это самый простой преобразователь с самовозбуждением.

Теперь собираем все воедино. Припаиваем вход преобразователя к выходу элемента.

Помещаем все в корпус. Разделительную пластину приклеиваем супер клеем.

Вставляем преобразователь с платой и отражателем внутрь. Так же все сажаем на клей.

В конце трубки делаем прозрачную заглушку из оргстекла. Клеим и обрезаем.

Теперь можно наблюдать все визуально.

Проверка работы

Наливаем из под крана обычную воду в отсек.

Завинчиваем и немного подождем, пока вода пропитает салфетку и между электродами начнется химическая реакция.

Фонарик светит просто отлично и очень ярко!

На обычной водопроводной воде он непрерывно работает пол часа, а если залить воду, подсоленную обычной морской солью, выдерживаем стабильное горение до двух часов!

Смотрите видео испытания фонаря в действии

Удачи в экспериментах!

2 комментария

Повышающий преобразователь что-то повышать не хочет. Проверил на пальчиковой батарейке. Она выдает напряжение 1.3 вольта, а на выходе преобразователя выходит даже меньше – 1.2 вольта. В чем дело?

Все должно работать. Попробуйте пройти по ссылке на канал на ютубе, задать там вопрос человеку, который эту схему успешно собирал (по значку YouTube на видео, которое я добавил в конце статьи.)

Ссылка на основную публикацию