Cum să faci un cazan de încălzire prin inducție cu propriile mâini: realizarea unui generator de căldură de casă

Oamenii sunt răsfățați de civilizație și nu își pot imagina existența fără beneficiile ei. Acestea includ, fără îndoială, încălzirea clădirilor.Sistemele de încălzire sunt îmbunătățite în mod constant și devin din ce în ce mai eficiente și mai convenabile de utilizat.

Dar acest lucru nu este suficient. De acord, nu este deloc rău dacă echipamentul de încălzire este și economic. Și această dorință este destul de fezabilă - puteți face un cazan de încălzire prin inducție cu propriile mâini. Este capabil nu numai să asigure nivelul necesar de încălzire a încăperii, ci și să utilizeze foarte economic resursele de energie.

În plus, chiar și un maestru începător poate asambla un astfel de echipament, dacă dorește. Cum să faceți acest lucru corect și ce materiale vor fi necesare pentru fabricație - vom examina aceste probleme în detaliu în articolul nostru. Să luăm în considerare mai întâi proiectarea și principiul de funcționare al echipamentului, precum și avantajele utilizării acestuia.

Proiectarea și principiul de funcționare a echipamentului

Înainte de a începe să asamblați singur un cazan cu inducție, trebuie să înțelegeți structura și principiul de funcționare al acestuia. Și numai după ce înțelegi aceste puncte poți începe să faci produse de casă.

Cum funcționează un cazan cu inducție?

Pentru a înțelege cum funcționează echipamentul de inducție, trebuie să vă familiarizați cu principiul funcționării acestuia. Așa că să ne amintim de cursul de fizică de la școală.

Când curentul electric trece printr-un material conductiv, acesta generează căldură. În acest caz, cantitatea de căldură primită va fi direct proporțională cu tensiunea și curentul.Acest model a fost descoperit de Joule și Lenz, după care este numită legea fizică.

Dar curentul electric poate apărea într-un conductor nu numai atunci când este conectat direct la o sursă de energie. Există o altă metodă, descoperită în secolul anterior de către M. Faraday. Aceasta este o metodă fără contact care nu implică interacțiunea între sursa de alimentare și conductor.

Esența sa constă în faptul că atunci când parametrii câmpului magnetic care traversează conductorul se modifică, în acesta apare o forță electromotoare sau electromotoare.

Acest fenomen a fost numit inducție electromagnetică. Acesta este ceea ce se folosește în funcționarea cazanului cu inducție. Se pare că, dacă există un EMF, atunci va exista un curent electric și, în consecință, va avea loc încălzirea conductorului.

În acest caz, ea va fi produsă fără contact, folosind curenți induși sau, așa cum se mai numesc, curenți Foucault.

Inducția electromagnetică poate fi obținută în două moduri.În primul caz, pentru a obține inducția, un conductor este rotit sau mișcat într-un câmp magnetic constant. Această metodă este utilizată la generatoarele electrice.

Un alt mod de a obține inducția este ca conductorul să rămână staționar, în timp ce parametrii câmpului magnetic în care se află, și anume direcția liniilor de câmp și intensitatea, sunt în continuă schimbare.

Funcționarea oricărui cazan cu inducție se bazează pe fenomenul de inducție electromagnetică

Acest lucru ar fi fost destul de dificil de făcut dacă nu ar fi fost descoperirea lui Oersted. El a aflat că, dacă un fir este înfășurat în jurul unei bobine, atunci când o sursă de alimentare este conectată, acesta se transformă într-un electromagnet. Când direcția și puterea curentului se schimbă, se va schimba și câmpul magnetic pe care îl generează acest dispozitiv.

Dacă un conductor este plasat în interiorul câmpului, în el va apărea un curent electric, care este însoțit de încălzire.

Pe acest principiu este proiectat un cazan cu inducție. Designul său este foarte simplu. Include o carcasă, care trebuie să fie izolată termic și ecranat. În interiorul ei este plasată o țeavă. Cel mai bine este dacă este un aliaj, dar poate fi folosit și oțel.

Cu toate acestea, în acest din urmă caz, caracteristicile de performanță ale dispozitivului vor avea de suferit ușor. Țeava este instalată într-un manșon din material dielectric.

Lichidul de răcire din cazanele de tip inducție este încălzit dintr-un miez de oțel situat în interior, care este încălzit de curenții turbionari care apar în câmpul electromagnetic

O bară de cupru este înfășurată pe partea superioară a manșonului folosind principiul bobinei. Este conectat la o sursă de alimentare. Pentru a lega sistemul de încălzire, se folosesc două țevi prin care se va mișca lichidul de răcire.

Când se aplică energie, curentul trece prin bobină și activează un câmp magnetic alternativ, care, la rândul său, induce curenți turbionari în interiorul conductei. Ele încălzesc pereții piesei și parțial lichidul de răcire care se află în ea.

Există variante ale cazanului cu inducție cu mai multe tuburi de diametru mic instalate în paralel. Sunt folosite în locul unei țevi mari. Acest lucru oferă un câștig în viteza de încălzire a dispozitivului.

În această formă, echipamentul poate funcționa deja, dar încălzirea va fi slabă. Pentru a o amplifica, trebuie să treceți un curent electric de înaltă frecvență prin bobină. Prin urmare, echipamentul trebuie completat cu un invertor și un redresor.

Curentul alternativ din rețea are o frecvență de 50 Hz, ceea ce nu este suficient pentru ca centrala cu inducție să funcționeze eficient. Prin urmare, este furnizat redresorului, unde este transformat într-unul constant.

După care este trimis la invertor, care este un modul electronic cu un circuit de control și două tranzistoare cheie. Dispozitivul convertește curentul continuu în frecvență înaltă.

Trebuie să recunoaștem că utilizarea unui redresor și invertor crește costul unui cazan cu inducție. Prin urmare, există modele care funcționează fără ele. Se conectează la o rețea obișnuită. Dar un astfel de echipament are dimensiuni impresionante, ceea ce face posibilă creșterea eficienței sale. Dispozitivele cu invertor sunt mai compacte.

Curenții turbionari induși încălzesc foarte repede schimbătorul de căldură și lichidul din interiorul acestuia

Elemente de bază ale echipamentelor de încălzire

Orice cazan de tip inductie este format din mai multe elemente structurale:

• Inductor. Partea principală a dispozitivului. Este un fel de transformator cu două înfășurări. Primarul este înfășurat pe miez.Când trece curentul, aici apare un câmp electromagnetic, formând curenți turbionari. Corpul cazanului acționează ca o înfășurare secundară. Acesta preia curenți turbionari, se încălzește și transferă energie termică lichidului de răcire.
• Un element de încălzire. Acesta este miezul bobinei. Pentru cazan, acesta este realizat sub forma unei conducte de diametru suficient de mare sau a mai multor conducte conectate paralel cu secțiune transversală mai mică.
• Conducte. Proiectat pentru introducerea dispozitivului în rețeaua de încălzire. Pe rând, lichidul de răcire curge în dispozitiv; prin al doilea, lichidul părăsește cazanul și este alimentat în circuitul de încălzire.
• Invertor. Acest aparat - invertor — transformă curentul electric continuu în curent de înaltă frecvență, care este apoi furnizat inductorului.

Înainte de a începe auto-asamblarea, ar trebui să luați în considerare cu atenție din ce și cum vor fi făcute elementele principale ale dispozitivului. Unele dintre ele va trebui să le faci singur, iar altele pe care le poți cumpăra.

De exemplu, puteți utiliza un invertor de la o mașină de sudură. Ar fi bine dacă ar avea capacitatea de a regla puterea.

Invertorul convertește curentul continuu în curent de înaltă frecvență. Pentru a face dispozitive de casă, puteți utiliza un invertor standard pentru sudare

Am enumerat principalele elemente ale unui cazan cu inducție.

Avantajele auto-asamblarii unui dispozitiv de încălzire

Cazanele alimentate cu energie electrică sunt considerate în mod tradițional neeconomice. Având în vedere că costul energiei electrice este în continuă creștere, aceștia îi costă proprietarilor lor un ban destul de. Vă recomandăm să consultați informații detaliate despre încălzirea de la un cazan electric în Acest articol.

Cu toate acestea, cazanele cu inducție, deși funcționează cu energie electrică, sunt destul de economice.

Dar aceasta nu este întreaga listă a avantajelor lor.

Decizând să instalați un astfel de dispozitiv, puteți obține:

• Încălzirea rapidă a lichidului de răcire. Acest lucru durează în medie 3-5 minute.
• Eficiența este aproape de 100%, deoarece aproape toată energia electrică este transformată în căldură.
• Temperatura ridicată de încălzire a lichidului în circuitul de încălzire, minim – 35 °C.
• Lipsa de scară pe suprafețele interne ale dispozitivului, care se explică prin vibrațiile care apar în timpul funcționării dispozitivului. Ele previn formarea depunerilor.
• Durată lungă de viață, deoarece nu există mecanisme și piese în mișcare sau frecare. În consecință, echipamentul nu prezintă uzură și nicio deteriorare a componentelor acestuia.
• Nu este nevoie să îndepărtați produsele de ardere și să efectuați activități frecvente de întreținere.

Nu există multe dezavantaje ale cazanelor cu inducție. În primul rând, acesta este costul destul de ridicat al echipamentului. În plus, dispozitivele produc un ușor zgomot de vibrație în timpul funcționării.

Un alt dezavantaj este masa destul de mare, care trebuie luată în considerare la montarea dispozitivului pe perete.

Pentru a obține efectul maxim din utilizarea unui cazan cu inducție, atât de casă, cât și de serie, trebuie să le conectați într-un grup și să le folosiți alternativ sau pe toate odată

Instrucțiuni de asamblare a cazanului cu inducție

Dispozitivele de încălzire prin inducție pot fi achiziționate de la magazin, dar costul lor este destul de mare. Prin urmare, mulți meșteri acasă încearcă să o facă cu propriile mâini. Pentru a face un cazan cu inducție de casă, trebuie să pregătiți materiale și unelte.

Mai întâi trebuie să cumpărați un invertor de sudură. Poate fi ieftin, dar este indicat ca dispozitivul să fie echipat cu un regulator de curent.

În plus, ar trebui să acordați atenție puterii curente cu care funcționează dispozitivul. Valoarea standard pentru invertoarele de sudare este 15A. Acest lucru nu va fi suficient. Trebuie să cauți o unitate mai puternică.

În plus, trebuie să pregătiți o tijă sau o sârmă de oțel inoxidabil cu un diametru de aproximativ 7 mm. Ar trebui tăiat în fragmente de 40-50 mm lungime. Vor fi plasate într-un câmp electromagnetic, unde se vor încălzi.

Elementul de incalzire al unui dispozitiv de inductie de casa este realizat din sarma de cupru, pentru infasurare pe care il puteti folosi orice obiect cilindric de diametru adecvat.

Pentru a realiza corpul cazanului, se ia o țeavă de plastic cu pereți groși. Diametrul piesei poate varia, dar, după cum arată practica, opțiunea optimă este de 50 mm în diametru interior.

Adaptoarele sunt utilizate pentru conectarea echipamentelor la sistemul de încălzire. Printr-una dintre ele, lichidul de răcire rece va curge în cazan, iar prin celălalt, lichid fierbinte va fi furnizat sistemului.

Fragmentele de sârmă trebuie plasate în carcasă. Pentru a preveni căderea lor, partea inferioară a piesei este acoperită cu o plasă fină din metal sau nailon, care este atașată ferm de corp. După aceasta, puteți așeza firul în interiorul carcasei.

Acum partea superioară a piesei este acoperită cu aceeași plasă ca și partea inferioară și este fixată de pereții piesei. Adaptoarele sunt puse la capete. Rezultatul este un semifabricat din care va fi realizată bobina de inducție.

Pentru a face acest lucru, trebuie să înfășurați un fir de cupru emailat în jurul lui. În medie, trebuie să aplicați 90 de ture. Acestea ar trebui să fie amplasate mai aproape de centrul piesei. Ele trebuie făcute foarte atent și uniform, astfel încât să obțineți o bobină de inducție de înaltă calitate.

Dispozitivul rezultat poate fi instalat într-un sistem de încălzire. Acest lucru se face după cum urmează. În primul rând, lichidul de răcire este golit din sistem.

După aceasta, este selectată locația în care va fi instalată centrala. Conducta din această zonă este marcată, după care se decupează un fragment din ea, egală ca lungime cu dispozitivul de încălzire.

Apoi, în locul pregătit este instalat un cazan cu inducție de casă. Bobina este conectată la invertor, iar instalarea poate fi considerată finalizată. După aceasta, sistemul din nou umplut cu lichid de răcire.

Un fir de cupru este înfășurat cu grijă pe o țeavă de plastic cu bucăți de sârmă metalică în interior.

Abia după aceasta puteți testa noul dispozitiv. Trebuie să fie lichid în el.

Dacă porniți cazanul cu inducție „uscat”, carcasa de plastic se va topi din cauza temperaturii ridicate. Acest lucru va duce la distrugerea parțială a sistemului de încălzire, ceea ce este inacceptabil.

Un alt punct important este aranjarea corectă a împământarii dispozitivului de încălzire, fără de care funcționarea sa în siguranță este imposibilă.

Caracteristicile cazanului cu inducție Vortex

Suntem deja familiarizați cu principiul de funcționare al unui dispozitiv de încălzire prin inducție. Există o variantă a acestuia: un cazan cu inducție vortex sau VIN, care funcționează oarecum diferit.

Caracteristici distinctive ale VIN

La fel ca omologul său de inducție, funcționează la tensiune de înaltă frecvență, așa că trebuie să fie echipat cu un invertor. Particularitatea dispozitivului VIN este că nu are o înfășurare secundară.

Rolul său este îndeplinit de toate părțile metalice ale dispozitivului. Ele sunt în mod necesar fabricate din materiale care prezintă proprietăți feromagnetice. Astfel, atunci când curentul este aplicat înfășurării primare a dispozitivului, intensitatea câmpului electromagnetic crește brusc.

La rândul său, generează un curent, a cărui putere crește rapid. Curenții turbionari provoacă inversarea magnetizării, în urma căreia toate suprafețele feromagnetice se încălzesc foarte repede, aproape instantaneu.

Dispozitivele Vortex sunt destul de compacte, dar datorită utilizării metalului, greutatea lor este mare. Acest lucru are avantajul suplimentar că toate elementele masive ale carcasei participă la schimbul de căldură. Astfel, randamentul unitatii se apropie de 100%.

Această caracteristică a dispozitivului trebuie luată în considerare dacă decideți să faceți singur un cazan VIN. Poate fi realizat doar din metal, plasticul nu trebuie folosit.

Principala diferență dintre un cazan cu inducție vortex este că corpul său acționează ca o înfășurare secundară. De aceea este întotdeauna din metal

Cum se asamblează un dispozitiv de inducție vortex?

După cum știm deja, un astfel de cazan diferă de omologul său cu inducție, totuși, este la fel de ușor să îl faci singur. Adevărat, acum veți avea nevoie de abilități de sudare, deoarece dispozitivul trebuie asamblat numai din piese metalice.

Pentru a lucra veți avea nevoie de:

• Două bucăți de țeavă metalică cu pereți groși de lungime egală. Diametrele lor trebuie să fie diferite, astfel încât o piesă să poată fi plasată în alta.
• Înfășurare (smalț) sârmă de cupru.
• Invertor trifazat, poate de la un aparat de sudura, dar cat se poate de puternic.
• Carcasa pentru izolarea termica a cazanului.

Acum poți să te apuci de treabă. Începem prin a realiza corpul viitorului cazan. Luăm o țeavă cu diametru mai mare și introducem a doua parte în interior. Ele trebuie sudate una în alta, astfel încât să existe o anumită distanță între pereții elementelor.

Partea rezultată în secțiune transversală va semăna cu un volan. Ca bază și capac al carcasei se folosește o tablă de oțel cu o grosime de cel puțin 5 mm.

Rezultatul este un rezervor cilindric gol. Acum trebuie să tăiați în pereții săi conductele pentru alimentarea cu lichid rece și pentru evacuarea lichidului fierbinte. Configurația țevii și diametrul acesteia depind de țevile sistemului de încălzire; pot fi necesare adaptoare suplimentare.

După aceasta, puteți începe să înfășurați firul. Este înfășurat cu grijă pe corpul cazanului sub tensiune suficientă.

Schema schematică a unui cazan cu inducție de tip vortex de casă

De fapt, firul înfășurat va servi ca element de încălzire, așa că este recomandabil să acoperiți corpul dispozitivului cu o carcasă termoizolantă. Astfel se va putea reține căldura maximă și, în consecință, crește eficiența dispozitivului și îl face în siguranță.

Acum trebuie să conectați cazanul la sistemul de încălzire. Pentru a face acest lucru, lichidul de răcire este scurs, lungimea necesară a țevii este tăiată și dispozitivul este sudat în locul său.

Tot ce rămâne este să alimentați dispozitivul de încălzire și să nu uitați să conectați invertorul la acesta. Aparatul este gata de utilizare. Dar înainte de testare, trebuie să umpleți linia cu lichid de răcire.

Nu știți ce lichid de răcire să alegeți pentru a umple circuitul? Vă recomandăm să citiți caracteristicile diferitelor lichide de răcire si recomandari pentru alegerea tipului optim de fluid pentru circuitul de incalzire.

Numai după pomparea lichidului de răcire în sistem, efectuați un test de funcționare.

Mai întâi trebuie să rulați dispozitivul la putere minimă și să monitorizați cu atenție calitatea sudurilor. Dacă totul este în ordine, creștem puterea la maxim.

Pe site-ul nostru există o altă instrucțiune pentru realizarea unui dispozitiv de inducție care poate fi folosit pentru a încălzi lichidul de răcire în sistemul de încălzire. Pentru a vă familiariza cu procesul de asamblare a unui încălzitor cu inducție, accesați acest link.

Model neobișnuit de dispozitiv de inducție

Această modificare a cazanului cu inducție poate părea foarte neobișnuită, totuși, are dreptul să existe.

Mai mult, practica arată că un astfel de dispozitiv este mult mai economic decât un cazan standard cu element de încălzire. Încălzirea unui bilet standard de trei ruble va dura aproximativ 1,8-2,5 kW pe oră, în timp ce un cazan electric va cheltui cel puțin 6 kW.

La fabricarea cazanelor cu inducție de casă, pentru înfășurarea pe miez se folosește numai sârmă specială de cupru.

De fapt, centrala este un schimbător de căldură încorporat în sistemul de încălzire, care este încălzit de o sobă electrică cu inducție.

O verigă importantă în proiectare este schimbătorul de căldură; acesta trebuie să fie compact, fiabil și cât mai ieftin posibil. Calculele arată că pentru a încălzi un apartament de aproximativ 50 de metri pătrați. m, un dispozitiv care funcționează cu 40 de litri de lichid de răcire va fi suficient.

Adică veți avea nevoie de un rezervor plat metalic, ale cărui dimensiuni variază între 50x600x500 mm. Este foarte posibil să realizați singur un astfel de recipient sudându-l din țevi de profil 50x50.

Lucrarea se realizează în următoarea secvență:

• Țeava de 50x50 este tăiată în bucăți de 600 mm lungime. Ar trebui să fie 9-10 bucăți în total.
• Secțiunile rezultate sunt sudate între ele după principiul „perete la perete” astfel încât să se obțină un rând continuu de țevi.
• Încă două secțiuni sunt tăiate din țeavă, astfel încât lungimea lor să fie egală cu lățimea piesei de prelucrat rezultată.
• Un perete este tăiat din ambele fragmente de țeavă rezultate.
• Piesa este instalată cu partea tăiată pe țevi sudate între ele, astfel încât să se obțină un semifabricat asemănător cu un colector. Fragmentul este sudat la schimbătorul de căldură.
• A doua secțiune de țeavă este instalată în același mod pe partea opusă.
• Duzele sunt sudate în secțiuni diagonal opuse ale schimbătorului de căldură pentru conectarea la sistemul de încălzire.
• Structura este opărită cu grijă, deoarece trebuie să fie complet etanșată.

Schimbătorul de căldură este gata, poate fi instalat pe loc și poate fi furnizată o sursă de căldură sub el. Practica arată că cel mai bine este să instalați un astfel de sistem într-o baie folosind instalarea verticală.

O sobă obișnuită cu inducție poate deveni o sursă de căldură pentru încălzirea unui apartament

Schimbătorul de căldură este sudat în sistemul de încălzire, iar țigla este situată între acesta și perete.

Meșterii de acasă susțin că dacă conectați un invertor la un astfel de dispozitiv, consumul de energie al acestuia va fi redus semnificativ.

După ce ai citit instrucțiunile, ți se pare dificilă și periculoasă să faci cazane de casă? Te îndoiești că un produs de casă va fi mai economic în utilizarea energiei electrice pentru a încălzi lichidul de răcire în sistemul de încălzire? În acest caz, achiziționarea unei unități de încălzire gata făcută va fi cea mai bună soluție.

Site-ul nostru conține materiale utile despre alegerea celui mai bun cazan electric și o evaluare a celor mai populare modele în rândul cumpărătorilor. De asemenea, vă recomandăm să vă familiarizați cu caracteristicile de calcul a consumului de energie de către un cazan și alte opțiuni pentru încălzirea electrică în casă:

• Cazan electric pentru încălzirea unei case private: trecerea în revistă a celor mai bune zece modele de cazane electrice
• Câtă energie electrică consumă un cazan electric: reguli de calcul
• Încălzire electrică într-o casă privată: prezentare generală a tipurilor de sisteme pentru o casă de țară

Concluzii și video util pe această temă

Cum să asamblați singur un cazan cu inducție:

Cum funcționează un încălzitor cu inducție de casă:

Ce este încălzirea prin inducție:

Un cazan cu inducție este cel mai economic și eficient dintre toate dispozitivele de încălzire alimentate cu energie electrică. Există multe modificări ale dispozitivelor de inducție de casă; puteți alege oricare care este cel mai potrivit pentru condițiile de funcționare.

Pentru a cumpăra un astfel de dispozitiv într-un magazin, va trebui să cheltuiți o sumă semnificativă, așa că meșterii de acasă au învățat să le facă ei înșiși.

Folosești un cazan cu inducție de casă ca dispozitiv de încălzire? Distribuie o fotografie cu produsul tău de casă și instrucțiunile de asamblare în secțiunea de comentarii.

Sau poate ești pe cale să începi să faci un cazan și mai ai întrebări nerezolvate după ce ai citit articolul nostru? Nu ezitați să le întrebați - vom încerca să vă ajutăm.