Тепловой трансформатор своими руками

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 04.10.2024

Изготовить самодельный трансформатор – это стоящее дело, чтобы не тратить деньги на покупку трансформаторов.

Подбор материалов

Провод возьмем российский, у него прочнее изоляция. От старых катушек провод используется, если нет повреждения изоляции. Для изоляции подойдет бумага, пленка ФУМ. Для изоляции между обмотками лучше использовать лаковую ткань, несколько слоев изоляции. Для поверхностной наружной изоляции подходит кабельная бумага, лаковая ткань. А также можно мотать трансформатор, применяя изоленту ПВХ.

Пропитка нужна для повышения времени работы, но, она повышает паразитную емкость катушки. Для этой цели применяют лак. Для простого трансформатора можно использовать масляный лак. Покрывается каждый слой. Сразу все слои пропитать невозможно. Лак не должен быстро засохнуть до окончания намотки.

Каркас делают из стеклотекстолита или ему подобного материала.

Расчеты параметров самодельного трансформатора

На простом трансформаторе первичная обмотка имеет 440 витков для 220 вольт. Получается на каждые два витка по 1 вольту. Формула для подсчета витков по напряжению:

N = 40-60 / S, где S – площадь сечения сердечника в см2.

Константа 40-60 зависит от качества металла сердечника.

Сделаем расчет для установки обмоток на магнитопровод. В нашем случае у трансформатора окно 53 мм по высоте и 19 мм по ширине. Каркас будет текстолитовый. Две щеки внизу и вверху 53 – 1,5 х 2 = 50 мм, каркас 19 – 1,5 = 17,5 мм, окно размером 50 х 17,5 мм.

Рассчитываем необходимый диаметр проводов. Мощность сердечника трансформатора своими руками по габаритам 170 ватт. На обмотке сети ток 170 / 220 = 0,78 ампера. Плотность тока 2 ампера на мм2, стандартный диаметр провода по таблице 0,72 мм. Заводская обмотка из провода 0,5, завод сэкономил на этом.

Обмотка простого трансформатора высокого напряжения 2,18 х 450 = 981 виток.
Низковольтная для накала 2,18 х 5 = 11 витков.
Низкого напряжения накальная 2,18 х 6,3 = 14 витков.

Количество витков первичной обмотки:

берем провод 0,35 мм, 50 / 0,39 х 0,9 = 115 витков на один слой. Количество слоев 981 / 115 = 8,5. Из середины слоя не рекомендуется делать вывод для обеспечения надежности.

Рассчитаем высоту каркаса с обмотками. Первичная из восьми слоев с проводом 0,74 мм, изоляцией 0,1 мм: 8 х (0,74 + 0,1) = 6,7 мм. Высоковольтную обмотку лучше экранировать от других обмоток для предотвращения помех высоких частот. Для того, чтобы мотать трансформатор, делаем обмотку экрана из одного слоя провода 0,28 мм с изоляцией из двух слоев с каждой стороны: 0,1 х 2 + 0,28 = 0,1 х 2 = 0,32 мм.

Первичная обмотка будет занимать места: 0,1 х 2 + 6,7 + 0,32 = 7,22 мм.

Повышающая обмотка из 17 слоев, толщина 0,39, изоляция 0,1 мм: 17 х (0,39 + 0,1) = 6,8 мм. Поверх обмотки делаем слои изоляции 0,1 мм.

Получается: 6,8 + 2 х 0,1 = 7 мм. Высота обмоток вместе: 7,22 + 7 = 14,22 мм. 3 мм осталось для накальных обмоток.

Можно сделать расчет внутренних сопротивлений обмоток. Для этого рассчитывается длина витка, берется длина провода в обмотке, определяется сопротивление, зная удельное сопротивление по таблице для меди.

При расчете сопротивления секции первичной обмотки получается разница около 6-ти Ом. Такое сопротивление даст падение напряжения 0,84 вольта при токе номинала 140 миллиампер. Чтобы компенсировать это падение напряжения, добавим два витка. Теперь во время нагрузки секции равны по напряжению.

Изготовление каркаса катушки трансформатора своими руками

Важны углы на деталях, и точность в размерах, что повлияет на сборку простого трансформатора.

Индукционное отопление уже не столь ново, но до сих пор мало кто имеет желание перейти на данный вид отопления. Да, как "положено", такая альтернатива имеет свои "минусы" но перед ископаемыми источниками энергии, такими как газ, уголь (не буду задевать нефть), или же возобновляемыми, по типу дерева - преимущества заметные. Да и с темпом вырубки лесов - такой ресурс вряд ли можно полность считать возобновляемым, ибо, быстрее истребят последние деревья джунглей, чем на месте старых лесопилок "отростут" молодые деревья. Сейчас не об этом. О минусах индукционного отопления:

Считается, что электромагнитное поле, порождённое, так скажем, индуктором - может вредно влиять на организм человека. Да. Если спать и регулярно находиться в близи него, то конечно. Но стоит учесть, что от сотовой связи и использования микроволновок, негативного воздействия в любом случае больше.

Никто не мешает нивелировать этот "весомый" минус банальным экранированием (хотя бы частичным) этого поля за счет изолирования узла нагрева при помощи внешних перекрытий, допустим, слоем металла. Другими словами - сделать своеобразную "клетку Фарадея" для индуктора. Можно и пристроить просто подальше от людей, хоть в подвал.

Вместо того, чтоб платить тысячи за газ - вы будете платить за электричество побольше, чем ранее.

Но это обойдётся дешевле, при подходе к данному вопросу с умом.

С минусами, вроде, всё.

Хотя, к минусам можно приписать еще переделку имеющегося отопления, под индукционное, но поверьте, переобустроить газовое отопление под твердотоплевное - в разы дороже. Так же к минусам можно приписать то, что вы больше не будете вываливать по несколько тысяч за газ, если вам нравилось это делать.

Но разговор чуток не об этом

Недавно наткнулся в интернете на интересную идею. Можно сказать, другую вариацию индукционного отопления. Понравилась она мне тем, что на мой взгляд - слегка экономней и эффективней.

Нагрев воды трансформатором за счёт резонанса. Суть в чем: в трансформаторе, вместо вторички используется медная труба или медный бачок, через который циркулирует вода нагреваясь. Тут больше письменно комментировать не буду, что да как, всё есть в интернете.

Вопрос к тем, кто уже в реальности опробовал второй метод или смог более-менее усовершенствовать "классический" индукционный подход к нагреву воды. Поделитесь опытом. Может существуют иные минусы, нюансы, которые я не учел? Может есть еще какиё-то альтернативные подходы к данноё теме?

Что вы. что вы ребята, постойте не торопитесь осуждать! Весь смысл резонансного трансформатора заключается как раз в этом. Тем, кто хорошо уяснил еще в ВУЗе, что параллельный колебательный контур в режиме резонанса имеет максимальное сопротивление переменному току, а следовательно и минимальный ток, тому легче понять смысл этого дивайса. И так, мы получили резонанс в параллельном контуре первичной обмотки трансформатора, что мы имеем? - Максимальный ток в катушке индуктивности(первич ной обмотке трансформатора) и максимальный ток в резонансном конденсаторе. Но фишка в том, что их токи противоположны по фазе на 180 градусов, по этому суммарный ток резонанса двух противоположных токов стремится к нулю! Но вместе с тем, что мы имеем в магнитопроводе резонансного трансформатора? -Максимальный ток и как причина, максимальный магнитный поток, который в свою очередь отдает свою энергию короткозамкнутой вторичной обмотки (медная трубка и пр. пр.) Вот и все! Да и еще вот что, встроенный в схему диод или даже два, отсекают резонансную катушку от сети 220В, прочем там есть еще куча нюансов с уменьшением напряжения возбуждения и пр. пр. Но главную суть я вам объяснил. Просто все доморощенные умельцы не могут объясниться на профессиональном языке и туманят сознание не обученных граждан уводя из в уровень шарлатанства. Хотя у самих горе изобретателей нагреватели работают! Известны примеры, когда люди делают теплые полы на даче, работающие в режиме "весна-лето-осень" вполне хватает мощности нагрева около 1кВт, отдаваемой мощности на нагрев при потребленее от сети 220В всего в 50-60 Вт. Замечу, чтобы накрутить по счетчику 1кВТ/час, необходимо пользоваться таким резонансным трансформатором и греть дачные полы около 16 часов.

И еще! С юридической точки зрения нет ни какого нарушения потребления электроэнергии, просто наши бытовые приборы имеют очень низкий КПД и мы привыкли к "тачке с квадратными колесами". Такие колеса выгодны энерго-снабжающим организациям и не стоит считать умельцев шарлатанами.

Намотка трансформатора собственноручно является не сложным, но продолжительным процессом, который требует максимального сосредоточивания внимания. Приступающим к данной работе впервые, сложно понять, какому материалу отдать предпочтение лучше всего и каким образом проверить работу устройства. Ориентируясь на инструкцию, предложенную в этой статье, вы узнаете, как сделать трансформатор правильно.

Краткое содержимое статьи:

Выбор инструментов

Чтобы сделать намотку для трансформатора максимально правильно, следует приобрести нужные для работы приспособления:

Из нескольких стоек, соединённых доской, и прута, размещённых между ними, который представлен в виде рукоятки, создать вертел. Толщина прута должна составлять 1 сантиметр.

Часто для подобных целей применяют колодку из натурального массива, в которой делают отверстие для необходимой оси, а также подгоняют под требуемые каркасные размеры. Легче сделать всё это посредством дрели.

Её следует укрепить таким образом, чтобы размещение было параллельно настольной поверхности, в патрон вставляется непосредственно прут, на который заблаговременно нужно надеть колодку с трансформаторным каркасом. Желательно выбрать прут, который имеет резьбу. В данном варианте колодка просто фиксируется посредством гаек.

Вместо механизма для намотки можно использовать телефонный индуктор, устройство для перемотки, станок для шпулей. Главное, в данном вопросе – плавность процесса без каких-либо срывов.

Также к элементу, без которого невозможно составить схему для собственноручного создания трансформатора, считается приспособление для размотки. Как правило, подобного типа устройства функционируют, как и приспособления для размотки, разница состоит в том, что в этом варианте можно не использовать ручку вращения.

Чтобы определиться с количеством требуемых витков, потребуется специальный прибор, к примеру, водяной счётчик. Для бесперебойной работы прибора необходимо соединить его со станком наматывающего типа посредством гибкого валика. При отсутствии данного приспособления можно подсчитать витки в уме.

На фото представлены разновидности обмоток самодельного трансформатора.

Изоляция обмоток

В определённых случаях при самостоятельном изготовлении повышающего или понижающего трансформатора между проводами следует вставить изоляционные прокладки. В этих целях применяют кабельную, либо конденсаторную бумагу.

В середине обмотки изолируются максимально плотно. В качестве изоляции, а также для выравнивания обустраиваемой поверхности необходима лакоткань, обёрнутую бумагой с двух сторон. При отсутствии лакоткани можно решить вопрос посредством сложенной бумаги.

Чтобы проверить рабочее состояние прибора, необходимо определиться с выводами обмоток.

Принцип функционирования

Провод, а также катушку необходимо закрепить в приборе намотке, при этом основу прибора – в приспособлении намотки. Следует проводить спокойные без срывов движения. Опустить провод на каркасную часть.

Между поверхностью, а также проводом должно оставаться 20 сантиметров, чтобы разместить руку на столе для удержания провода. Помимо этого на настольной поверхности должны располагаться дополнительные материалы, без которых невозможно создать собственными руками повышающий трансформатор.

Правой рукой нужно умеренно вращать устройство для намотки, а другой – держать провод. Важно ровная укладка провода. Далее нужно провести изоляцию каркаса, при этом имеющийся на проводе конец следует продеть через отверстие, чтобы быть зафиксированным в области оси прибора намотки.

Начало намотки следует проводить не спеша, максимально аккуратно: важно уметь навыки, чтобы обороты ложились максимально ровно.

Важно, чтобы угол обустраиваемого провода, а также натяжение были всегда постоянными. Не стоит мотать слои до полного упора, поскольку не исключено соскальзывание проводов, и соответственно проскальзывание в щёчки, имеющиеся на каркасе.

Установить счётный прибор на ноль. Склеить изолирующий элемент, либо плотно прижать резиновым кольцом. Все обороты важно делать на пару витков уже в сравнении с предыдущими.

Испытание

Как только работа с намоткой подойдёт к концу, следует испытать созданный прибор. В этих целях к сети подключается обмотка первичная. Для грамотной проверки трансформатора на выявление возможных замыканий важно подключить к току лампу, а также обмотку последовательно.

Стоимость теплового насоса для геотермального отопления дома очень высока, поэтому многие мастера самоделки пытаются сделать тепловой насос своими руками. К этому их подталкивает различная информация, гуляющая по интернету, и видео, в котором рассказывается о том, как сделать геотермальный насос из холодильника или кондиционера.

Целесообразно заметить, что даже при установке заводского теплового насоса платить за электроэнергию всё равно придется. Другими словами — геотермальный насос работает от электричества, потребляя 1 кВт электроэнергии, он способен выдавать 5,1 кВт тепла. Самодельный тепловой насос навряд ли сможет похвастаться таким КПД, однако ради эксперимента, попробовать всё-таки стоит.

Что такое геотермальное отопление?

Но так ли очевидна экономия при использовании теплового насоса, и, тем более, бесплатна? Как было сказано выше, тепловой насос работает от электроэнергии. Поэтому становится понятным, что какую-то её часть он все-таки будет потреблять, а, следовательно, и финансовые расходы за геотермальное отопление тоже будут.

И если произвести все необходимые расчеты, то становится понятным, что экономия от установки теплового насоса в отопительном системе будет только в том случае, если в доме смонтированы низкотемпературные приборы отопления. В первую очередь, это теплые полы и напольные конвекторы, работа которых рассчитана на +30 градусов.

В целом, чтобы отопить 100 квадратных метров дома, нужно потратить около 10 кВт тепловой энергии, всё зависит от того, насколько хорошо утеплено строения. Подсчитываем, что потребляя 1 кВт электроэнергии, тепловой насос с СОР в 5 кВт способен выдать пять киловатт тепловой мощности. Ну а на то, чтобы отопить целый дом в 100 м², геотермальный насос будет потреблять порядка 2 кВт электроэнергии в час.

Не нужно, наверное, быть большим математиком, чтобы правильно подсчитать затраты на электричество, которое будет потреблять тепловой насос. За геотермальное отопление в месяц придется платить свыше 3000 рублей за электроэнергию. Собственно это и ставит под большой вопрос экономичность подобного рода отопления на сегодняшний день.

Тепловой насос своими руками из холодильника

Кроме того в обязательно порядке понадобятся:

Терморегулирующий клапан;
L-образные кронштейны;
Накопительный бак, не менее 90 л (можно из пластика);
Медная труба (причем нужна будет труба разного диаметра;
Металлопластиковые трубы.

Из инструментов, перед тем, как сделать тепловой насос своими руками, обязательно потребуется иметь в наличии:

Сварочный аппарат; ;
Ключи и другой подручный инструмент.

Итак, рассмотрим принципиальную схему изготовления теплового насоса из холодильника.

Начинать сборку лучше всего с объемных элементов геотермального насоса, которыми является конденсатор, испаритель и теплообменник. Для этого бак нужно разрезать напополам. Затем намотав из медной проволоки змеевик, его помещают в бак, который заваривают обратно. Как вариант, можно использовать ненужный водонагреватель на 100 литров. Если его не разрезать, то нужно подумать над тем, как поместить в водонагреватель медный змеевик.

Обязательно в баке должны быть предусмотрены резьбы, к которым можно было бы в дальнейшем подключить всю систему в сборе. Затем, рядом с конденсатором, на стене производится монтаж компрессора со старого холодильника. Закрепить его на стену можно посредством анкеров или кронштейнов. После того, как компрессор закреплён, приступают к изготовлению теплообменника теплового насоса.

Для этих целей потребуется металлическая емкость (бак) объёмом не менее чем в 100 литров. Сверху металлической бочки следует намотать толстую медную трубу, как на картинках. К её выводам, будут в дальнейшем подсоединяться трубы от низкотемпературных приборов отопления. То же самое проделывают и с пластиковым баком, который выступает в роли испарителя. Его, также как и компрессор от холодильника, следует закрепить рядом к стене.

После того, как вся системы собрана в сборе, остается лишь подобрать терморегулирующий клапан и закачать фреон в систему, марки R-422 или R-22. Далее можно приступать к изготовлению заборного устройства геотермального отопления, в качестве которого, лучше использовать металлопластиковую трубу, уложенную глубоко под землей. Именно по ней будет циркулировать теплоноситель, и отбирать тепло земли, отдавая его теплообменнику.

Читайте также: