Cum să faci un încălzitor cu inducție cu propriile mâini dintr-un invertor de sudură

Cazanele de încălzire prin inducție sunt dispozitive care se caracterizează printr-un randament foarte ridicat. Acestea pot reduce semnificativ costurile cu energia în comparație cu dispozitivele tradiționale echipate cu elemente de încălzire.

Modelele de producție industrială nu sunt ieftine. Cu toate acestea, orice meșter de acasă care deține un set simplu de unelte poate face un încălzitor cu inducție cu propriile mâini. Pentru a-l ajuta, oferim o descriere detaliată a principiului de funcționare și asamblare a unui încălzitor eficient.

Principiul de funcționare al încălzitorului cu inducție

Încălzirea prin inducție este imposibilă fără utilizarea a trei elemente principale:

• inductor;
• generator;
• element de încălzire.

Un inductor este o bobină, de obicei făcută din sârmă de cupru, care generează un câmp magnetic. Un alternator este utilizat pentru a produce un curent de înaltă frecvență din curentul electric de uz casnic standard de 50 Hz.

Un obiect metalic capabil să absoarbă energie termică sub influența unui câmp magnetic este folosit ca element de încălzire. Dacă conectați corect aceste elemente, puteți obține un dispozitiv de înaltă performanță, care este perfect pentru încălzirea lichidului de răcire și incalzirea locuintei.

Folosind un generator, inductorului este furnizat un curent electric cu caracteristicile necesare, adică. pe o bobină de cupru. Când trece prin el, un flux de particule încărcate formează un câmp magnetic.

Principiul de funcționare al încălzitoarelor cu inducție se bazează pe apariția curenților electrici în interiorul conductorilor care apar sub influența câmpurilor magnetice.

Particularitatea câmpului este că are capacitatea de a schimba direcția undelor electromagnetice la frecvențe înalte.Dacă orice obiect metalic este plasat în acest câmp, acesta va începe să se încălzească fără contact direct cu inductorul sub influența curenților turbionari creați.

Curentul electric de înaltă frecvență furnizat de la invertor la bobina de inducție creează un câmp magnetic cu un vector de unde magnetice în continuă schimbare. Metalul plasat în acest câmp se încălzește rapid

Absența contactului face posibilă ca pierderile de energie în timpul trecerii de la un tip la altul să fie neglijabile, ceea ce explică randamentul crescut al cazanelor cu inducție.

Pentru a încălzi apa pentru circuitul de încălzire, este suficient să asigurați contactul acesteia cu un încălzitor metalic. Adesea, o țeavă metalică este folosită ca element de încălzire, prin care trece pur și simplu un curent de apă. Apa răcește simultan încălzitorul, ceea ce îi crește semnificativ durata de viață.

Electromagnetul unui dispozitiv de inducție este obținut prin înfășurarea unui fir în jurul unui miez de feromagnet. Bobina de inducție rezultată se încălzește și transferă căldură corpului încălzit sau lichidului de răcire care curge în apropiere prin schimbătorul de căldură

Avantajele și dezavantajele dispozitivului

Există o mulțime de „avantaje” ale unui încălzitor cu inducție vortex. Acesta este un circuit simplu pentru auto-producție, fiabilitate crescută, eficiență ridicată, costuri de energie relativ scăzute, durată lungă de viață, probabilitate scăzută de defecțiuni etc.

Productivitatea dispozitivului poate fi semnificativă; unitățile de acest tip sunt utilizate cu succes în industria metalurgică. În ceea ce privește viteza de încălzire a lichidului de răcire, dispozitivele de acest tip concurează cu încredere cu cazanele electrice tradiționale; temperatura apei din sistem atinge rapid nivelul necesar.

În timpul funcționării cazanului cu inducție, încălzitorul vibrează ușor. Această vibrație scutură calcarul și alți posibili contaminanți de pe pereții țevii metalice, astfel încât un astfel de dispozitiv rareori trebuie curățat. Desigur, sistemul de încălzire trebuie protejat de acești contaminanți folosind un filtru mecanic.

O bobină de inducție încălzește metalul (țeavă sau bucăți de sârmă) plasate în interiorul ei folosind curenți turbionari de înaltă frecvență, fără contact necesar

Contactul constant cu apa minimizează probabilitatea de ardere a încălzitorului, care este o problemă destul de comună pentru cazanele tradiționale cu elemente de încălzire. În ciuda vibrațiilor, centrala funcționează extrem de silențios; nu este necesară izolarea fonică suplimentară la locul de instalare.

Un alt lucru bun despre cazanele cu inducție este că aproape niciodată nu se scurg, decât dacă sistemul este instalat corect. Aceasta este o calitate foarte valoroasă pentru incalzire electrica, deoarece elimină sau reduce semnificativ probabilitatea apariției unor situații periculoase.

Absența scurgerilor se datorează metodei fără contact de transfer a energiei termice către încălzitor. Folosind tehnologia descrisă mai sus, lichidul de răcire poate fi încălzit aproape până la o stare de vapori.

Aceasta asigură o convecție termică suficientă pentru a încuraja mișcarea eficientă a lichidului de răcire prin țevi. În cele mai multe cazuri, sistemul de încălzire nu va trebui să fie echipat cu o pompă de circulație, deși totul depinde de caracteristicile și designul sistemului de încălzire specific.

Uneori pompă de circulație necesar. Instalarea dispozitivului este relativ ușoară. Deși acest lucru va necesita anumite abilități în instalarea aparatelor electrice și a conductelor de încălzire.Dar acest dispozitiv convenabil și fiabil are o serie de dezavantaje care ar trebui să fie luate în considerare.

De exemplu, un cazan încălzește nu numai lichidul de răcire, ci și întregul spațiu de lucru din jurul acestuia. Este necesar să alocați o cameră separată pentru o astfel de unitate și să îndepărtați toate obiectele străine din ea. Pentru o persoană, rămânerea în imediata apropiere a unui cazan care funcționează pentru o perioadă lungă de timp poate fi, de asemenea, nesigură.

Încălzitoarele cu inducție necesită curent electric pentru a funcționa. Atât echipamentele de casă, cât și cele fabricate din fabrică sunt conectate la o rețea de curent alternativ de uz casnic

Dispozitivul necesită energie electrică pentru a funcționa. În zonele în care nu există acces gratuit la acest beneficiu al civilizației, un cazan cu inducție va fi inutil. Și chiar și acolo unde există întreruperi frecvente de curent, va demonstra o eficiență scăzută. Dacă dispozitivul este manipulat cu neglijență, poate apărea o explozie.

Dacă supraîncălziți lichidul de răcire, acesta se va transforma în abur. Ca urmare, presiunea din sistem va crește brusc, ceea ce pur și simplu nu poate rezista conductelor și va sparge. Prin urmare, pentru funcționarea normală a sistemului, dispozitivul ar trebui să fie echipat cu cel puțin un manometru și chiar mai bine - un dispozitiv de oprire de urgență, un termostat etc.

Toate acestea pot crește semnificativ costul unui cazan cu inducție de casă. Deși dispozitivul este considerat practic silențios, acesta nu este întotdeauna cazul. Unele modele pot produce în continuare zgomot din diverse motive. Pentru un dispozitiv realizat independent, probabilitatea unui astfel de rezultat crește.

Practic, nu există componente de uzură în designul încălzitoarelor cu inducție fabricate din fabrică și de casă. Durează mult timp și funcționează impecabil

Pași de casă

Să faci singur un astfel de dispozitiv nu este atât de dificil. Pentru aceasta veți avea nevoie de:

1. Faceți un element de încălzire.
2. Faceți o bobină inductor din fir de cupru.
3. Luați un alternator gata făcut.
4. Conectați încălzitorul cu bobina la sistemul de încălzire.
5. Conectați bobina la generator.
6. Conectați alimentarea la sistem.
7. Faceți un test de funcționare pentru a verifica funcționarea unității.

În modelele industriale, o țeavă metalică cu pereți groși este folosită ca încălzitor, dar furnizarea de energie suficientă unui dispozitiv de casă pentru a încălzi un astfel de element este foarte dificilă și nu are prea mult sens. Bobina de inducție este capabilă să încălzească orice metal, astfel încât încălzitorul poate fi modificat.

Modelele industriale de cazane cu inducție sunt echipate cu un element de încălzire realizat dintr-o țeavă metalică groasă. Este dificil să copiezi o astfel de unitate acasă

O bucată de țeavă de plastic este folosită ca carcasă pentru un încălzitor cu inducție de la un invertor de sudare. Ar trebui să fie puțin mai mare în diametru decât conductele de încălzire. Lungimea conductei de incalzire poate fi de aproximativ un metru, diametrul interior poate varia intre 50-80 mm.

Pentru a conecta încălzitorul la sistem, adaptoarele trebuie instalate în părțile inferioare și superioare ale carcasei. Partea inferioară a țevii trebuie acoperită cu un grătar, apoi un umplutură format din particule mici de metal este plasat în interiorul corpului. Puteți obține umplutura, de exemplu, din sârmă, tijă, țeavă metalică îngustă etc.

Lungimea segmentelor poate fi variată în mod arbitrar. Cel mai adesea, se folosește fir de oțel cu un diametru de 6-8 mm, care este pur și simplu tăiat în bucăți mici. Unii meșteri recomandă tăierea lui în tije lungi, de aproximativ 90 cm, adică. aproape pe toată lungimea încălzitorului.

Pentru corpul elementului de încălzire al unui cazan cu inducție, pe care l-ați realizat singur, veți avea nevoie de o țeavă de plastic lată, de aproximativ 50 mm în diametru

Cu cât este mai mare rezistența magnetică a oțelului din care este realizat firul, cu atât se va încălzi mai bine. În funcție de dimensiunea acestor piese, este selectată o plasă de protecție, care este montată în partea de jos a carcasei. Umplutura este turnată sau plasată în țeavă până la vârf. După aceasta, partea superioară este, de asemenea, acoperită cu o plasă.

Diagrama vă permite să vă faceți o idee despre cum să conectați bobina de inducție la încălzitorul cazanului și la mașina de sudură

Astfel, un încălzitor de casă pentru un cazan cu inducție arată ca o țeavă groasă de plastic umplută cu bucăți de metal și închisă pe ambele părți cu o plasă. Încălzitorul are adaptoare în partea de sus și de jos pentru conectarea la circuitul de încălzire. Conducta de polimer pentru încălzitor trebuie să aibă pereți destul de groși.

În plus, orice plastic nu este potrivit pentru aceste scopuri; materialul trebuie să reziste la efectele unei călduri destul de puternice și, în același timp, să nu elibereze substanțe periculoase în atmosferă sau lichid de răcire. Acum trebuie să faci un grătar cu inducție. Pentru a face acest lucru, luați fir de cupru și înfășurați-l direct pe corpul încălzitorului.

Unele modele de încălzitoare cu inducție de casă folosesc un tub îngust de cupru în loc de o țeavă de plastic. Aceasta nu este cea mai bună opțiune, deoarece nu va fi ușor să rulați corect un astfel de element într-o spirală.

Cu cât mai multe spire de sârmă, cu atât mai bine. Se crede că bobina de inducție trebuie să aibă cel puțin 90 de spire. Inductorul este înfășurat pe țeavă foarte strâns; nu ar trebui să existe un spațiu între spire.

Un fir de cupru izolat de 1-1,5 mm este potrivit pentru înfășurare.Nu este nevoie de un cablu mai gros aici, deoarece va complica munca de înfășurare și va fi mai dificil să poziționați îndeaproape turele.

Această diagramă va ajuta la conectarea corectă a bobinei inductorului la mașina de sudură cu invertor; dacă este făcută incorect, bobina se va transforma într-un electromagnet (+)

Prezența golurilor poate duce la zgomot din cauza vibrației care însoțește funcționarea unei astfel de unități. În timp, această situație poate duce la distrugerea izolației, ceea ce va provoca un scurtcircuit între tururi.

Pe lângă adaptoare, supapele de închidere trebuie instalate în partea de sus și de jos. Acestea sunt necesare pentru a oferi capacitatea, dacă este necesar, de a opri apa din circuitul de încălzire.

Când instalați încălzitorul, rețineți că capătul inferior al acestuia trebuie îndreptat către conducta de retur, o conductă concepută pentru a colecta lichidul de răcire răcit în sistem de încălzire cu două conducte. Cel mai simplu mod de a obține un generator de câmp alternativ este să luați un invertor de la o mașină de sudură.

Contactele bobinei de inducție sunt conectate la polii invertorului. De îndată ce unitatea este alimentată și este pornită, cazanul cu inducție de casă va începe să funcționeze.

Pentru a realiza un astfel de dispozitiv, chiar și o mașină de sudură ieftină este potrivită, de exemplu, un model fabricat în China, care vă permite să reglați puterea curentului, începând de la un nivel de 10 A. Un senzor termostat trebuie instalat lângă adaptor la aprovizionarea. Invertorul de sudura este conectat prin acest termostat.

La ieșiri trebuie instalate diode redresoare. Pentru a face acest lucru, va trebui să deschideți corpul mașinii de sudură și să lipiți conductorii la ieșire, apoi să le conectați la diode.Dacă vă conectați direct fără diode, atunci un curent cu o tensiune redresată va curge către înfășurare, iar bobina va funcționa ca electromagnet și nu ca inductor.

Pentru a crea o spirală de inducție, se recomandă utilizarea sârmei de cupru cu o secțiune transversală de 1,5 mm într-o manta izolatoare fiabilă; trebuie să faceți aproximativ 90 de spire.

Unele aparate de sudură moderne au un senzor tactil care începe să lucreze în momentul în care electrodul atinge suprafața de lucru. Acest punct trebuie luat în considerare pentru ca senzorul fie să se declanșeze la momentul potrivit, fie să nu afecteze funcționarea cazanului de casă.

Dacă un meșter fără experiență are probleme cu modificarea unui aparat de sudură, este mai bine pentru el să ceară sfaturi profesioniste.

Pentru a face un cazan cu inducție cu propriile mâini, puteți lua orice aparat de sudură cu caracteristici adecvate. Dacă este necesar, dispozitivul poate fi utilizat din nou pentru lucrări de sudare.

Dacă totul este făcut corect, aparatul de sudură poate fi folosit în viitor în scopul propus. Va fi necesar să dezlipiți conductorii cu diode și să le reasamblați. Când este expusă la curent alternativ de înaltă frecvență, bobina de inducție va crea un câmp magnetic.

Metalul din interiorul carcasei polimerului va începe să se încălzească și să transfere căldură în apă, care circulă prin circuitul de încălzire. Dispozitivul va dura doar câteva minute pentru a încălzi lichidul de răcire.

Locația pentru încălzitorul cu inducție ar trebui să fie aleasă corect. Unitatea trebuie să fie amplasată la 800 mm sub nivelul tavanului și trebuie să fie separată de pereți și mobilier cu cel puțin 300 mm.

Câteva cuvinte despre siguranță

Cazanele cu inducție de casă nu sunt de obicei echipate cu sisteme de control și protecție, ceea ce le face nesigure.Prin urmare, înainte de a porni unitatea, trebuie să vă asigurați că cavitatea carcasei este umplută cu lichid de răcire.

Dacă corpul polimeric al încălzitorului este supus la încălzire constantă fără a fi spălat cu lichid de răcire, se va topi pur și simplu, uneori acest lucru duce nu numai la deformarea încălzitorului, ci și la deteriorarea completă a acestuia.

Unitățile de acest tip sunt adesea folosite pentru încălzirea și topirea metalelor. Temperaturile ridicate generate de un încălzitor cu inducție necesită o atenție deosebită problemelor de siguranță

Pierderea materialului de umplutură metalic fierbinte din corpul topit poate fi, de asemenea, periculoasă. În acest caz, va trebui să demontați aproape complet dispozitivul și să faceți un nou element de încălzire pentru el.

Conexiunea la sursa de alimentare trebuie efectuată printr-un cablu separat de panou. Desigur, este necesar să acoperiți cu atenție toate contactele cu izolație. Invertorul mașinii de sudură trebuie, de asemenea, împământat; acesta este un punct important pentru asigurarea siguranței.

În acest caz, veți avea nevoie de un cablu cu o secțiune transversală de cel puțin patru milimetri. Unii experți recomandă să acordați preferință unui cablu de șase milimetri. Pentru a preveni supraîncălzirea unui încălzitor cu inducție de casă din cauza lipsei de apă în sistem, se recomandă instalarea unei supape de suprapresiune la intrarea în încălzitor.

Un dispozitiv de încălzire prin inducție ocupă relativ puțin spațiu, dar trebuie amplasat la o anumită distanță de tavan, pereți, mobilier etc.

Un dispozitiv de casă de acest tip, nedotat cu echipament special de protecție, este un obiect potențial periculos care necesită monitorizare constantă. Prin urmare, merită să cheltuiți puțin mai mulți bani, dar să achiziționați dispozitivele necesare.

În același timp, nu strica să estimăm costurile; poate că achiziționarea unui cazan cu inducție gata făcut nu va costa mult mai mult. Dispozitivele industriale sunt de obicei echipate cu toată protecția necesară.

Caracteristici și tehnologie de fabricație pas cu pas a unei alte versiuni a unui cazan cu inducție de casă pentru un sistem de încălzire sunt date aici.

Concluzii și video util pe această temă

Videoclipul #1. Prezentare generală a principiilor încălzirii prin inducție:

Videoclipul #2. O opțiune interesantă pentru realizarea unui încălzitor cu inducție:

Pentru a instala un încălzitor cu inducție, nu trebuie să obțineți permisiunea autorităților de reglementare; modelele industriale ale unor astfel de dispozitive sunt destul de sigure, sunt potrivite atât pentru o casă privată, cât și pentru un apartament obișnuit. Dar proprietarii de unități de casă nu ar trebui să uite de măsurile de siguranță.

Vă rugăm să comentați materialul pe care îl oferim spre revizuire. Pune întrebări despre puncte interesante sau neclare. Poate aveți propria experiență în construcția sau instalarea unui cazan cu inducție? Puteți distribui și posta fotografii unice în blocul de comentarii de mai jos.