Indukční ohřívač funguje v důsledku interakce vířivých proudů generovaných elektromagnetickým polem induktoru s kovovým povrchem. Existuje několik schémat pro výrobu indukčního ohřívače rukama. Nejlevnější z nich jsou konstrukce vyrobené z polypropylenového potrubí a svařovací invertor.
Princip činnosti indukčního ohřívače
Když střídavý elektrický proud teče ve spirále sytiče, kolem něj se vytvoří elektromagnetické pole. Když je umístěna uprostřed cívky jádra kovu s magnetickými vlastnostmi, jeho teplota stoupá. Toto indukční zahřívání je jev, ke kterému dochází pod vlivem vířivých proudů. Je pozorováno pouze tehdy, když je škrticí klapka napájena střídavým elektrickým proudem, který má dostatečnou frekvenci změn znaménka a směru. Když je do indukční části přiváděn stejnosměrný proud, teplota jádra se nemění.
Fungování induktoru pro ohřev obrobků je založeno na tomto principu. Hlavní složkou jednotky je ve většině případů spirálová konfigurace kovu. Při vaření kamen se v této roli používá zploštělý prvek umístěný v malé vzdálenosti od varné desky. V kotli hraje roli induktoru ocelová trubka naplněná chladivem (jeho funkce je kapalina).
Důležitými součástmi uvažované jednotky jsou alternátor a topný článek. První se používá k získání energie s dostatečně vysokou frekvencí z typické bytové elektrické sítě 50 Hz. Druhou je kovová struktura schopná absorbovat teplo, když je na poli. Generátor směruje elektrický proud redukovaný na požadované parametry do induktoru (spirálový prvek). V tomto případě prochází cívka proud nabitých částic, vytvářející pole. Kov umístěný ve své zóně působení je zahříván působením flétnových proudů bez přímého kontaktu s induktorem. Pro ohřev vody v takovém agregátu je nutné mít kontakt s topným prvkem. Nejjednodušším příkladem takové konstrukce by byla kovová trubka, kterou protéká voda. Při tomto postupu tekutina ochlazuje stěny, což prodlužuje životnost struktury.
Výhody a nevýhody zařízení
Indukční ohřev může poskytnout řadu výhod, které nejsou schopny poskytnout použití elektrodových zařízení. Protože zahřívání kapaliny je prováděno kovovým prvkem, který se neúčastní elektrochemických reakcí, životnost zařízení závisí pouze na cívce. Trvání jeho činnosti je určeno dobou trvání zařízení. Některé induktory zůstávají funkční déle než 10 let. S tím je spojena kompatibilita jednotky s různými typy tekutin pro přenos tepla. Kromě čisté vody jsou pro tuto roli vhodné strojní oleje a nemrznoucí směsi.
Vnitřek jednotky během používání není pokryt hromadění vodního kamene. Pravidelným kontaktem s kapalinou se snižuje pravděpodobnost přehřátí součástí, což také prodlužuje životnost. Konvekce v zařízení obvykle dosahuje dostatečné úrovně, takže není nutné instalovat oběhové čerpadlo.Není zapotřebí hlukových izolačních opatření - zařízení pracuje velmi tiše.
Indukční ohřívač má však také slabiny:
- Aby zařízení fungovalo, vyžaduje elektrickou energii. V místnosti, kde není dodána elektřina nebo není k dispozici způsob, jak k ní získat přístup, nebude kotel schopen pracovat. Na místech s pravidelným přerušením sítě nebude fungovat efektivně.
- Pokud se teplota příliš zvýší, přemění se teplonosná kapalina do plynného stavu. To vyvolává silné zvýšení tlaku ve struktuře, v důsledku čehož může dojít k prasknutí potrubí. Aby se tomu zabránilo, bude nutné zařízení vybavit regulací tlaku a teploty. Může to být manometr, teplotní senzor, zařízení pro nouzové vypnutí, když parametry přesáhnou specifikovaný rozsah.
Potřeba dalšího příslušenství může přispět ke značnému nárůstu nákladů na vybavení pro domácí indukční ohřívač.
Zařízení se považuje za téměř zcela tiché, ale v praxi tomu tak není vždy. To se týká modelů průmyslové výroby a instalací navržených doma.
Možnosti domácího zařízení
Existuje několik způsobů, jak si doma vytápět. Nejlevnější možností je vyrobit zařízení z kuchyňského elektrického sporáku a polypropylenového potrubí. Provedení obtížné, ale dostatečně výkonná je invertorová jednotka.
Potrubní topné těleso
Tento vývoj zahrnuje demontáž spirálového induktoru instalovaného v elektrickém sporáku a umístění nového designu na jeho místo. K jeho výrobě bude zapotřebí polypropylenová trubka o délce 0,5 ma průměru 4 cm, magnetický prvek, 5 textolitových tyčí, ohyby pro připojení k topné síti. Rovněž budete muset zakoupit cívku s průřezem 2 mm² potaženou skleněným izolem (takový kabel se často používá ve svařovacích transformátorových zařízeních) a kovovými žínkami.
Pořadí kroků při výrobě zařízení:
- Do zkumavky se vloží magnet a naplní se žínkami (místo toho je možné použít sekané dráty).
- Připojte ohyby se závity.
- Tyče jsou přilepeny podél těla, na který je navinut drát potažený sklem.
- Demontujte varnou desku a odstraňte z ní induktor, vyrobený ve formě ploché spirály. Namísto toho je nainstalován připravený návrh.
Ohřívač v této jednotce jsou kovové žínky umístěné v střídavém poli cívky. Když je panel spuštěn v maximálním režimu s paralelním přenosem vody, ukáže se, že je zahřátý na 15-20 ° C Vzhledem k tomu, že dlaždice používané pro výstavbu mají obvykle výkon nejvýše 2000 W, je výsledná jednotka vhodná pro vytápění obytných prostor až do 25 m².
Účinnost zařízení lze zvýšit jeho připojením ke svařovacímu stroji, ale taková práce je spojena s řadou obtíží. Zaprvé bude nutné přístroj rozebrat a hledat místa, která ještě nebyla v diagramu narovnána. Důvodem je skutečnost, že v něm je vytvořen stejnosměrný proud a pro fungování ohřívače je vyžadován střídavý proud. Za druhé bude nutné použít silnější kabeláž (například měď o průměru 1,5 mm, potažená smaltovanou kompozicí) a vypočítat požadovaný počet závitů. Nakonec bude nutné do instalace zavést chladicí mechanismus.
Sestava indukčního kotle
Toto řešení nezahrnuje rozebírání dlaždic. Místo toho bude muset master svařovat nádrž kotle podle svých rozměrů.Profilová trubka je vyrobena z oceli o tloušťce 2 mm a rozměru díry 2 x 4 cm, z níž bude nutné vyrobit polotovary podél šířky panelu. Trubky jsou svařovány po celé délce a kombinují menší strany. Nahoru a dolů až ke koncovým částem musí být hermeticky svařované pneumatiky ze železa. V nich jsou vytvořeny otvory a jsou nainstalovány trubky vybavené závity. Musíte také přivařit několik rohů a vytvořit polici pro troubu.
Zařízení musíte malovat tepelně odolnou smaltovanou kompozicí. Po zaschnutí a upevnění je kotel namontován na stěně a nastříhán do topného systému. Varná deska je umístěna v hnízdě s rohy a připojena k síti. Poté musíte naplnit instalaci chladivem, odvzdušnit vzduchové hmoty a zahřát indukční prvek.
Domácí ohřívač nestačí k vytápění velkých obytných prostor. Za mrazivé zimy bude moci vytápět dvě malé místnosti. Během přechodných období, kdy je teplota vzduchu v ulici přibližně nulová, bude jednotka schopna obsluhovat velké plochy - až 40 m2.
Od svařovacího střídače
Pokud hodláte používat svařovací stroj, je třeba mít na paměti, že přímé připojení induktoru k jeho svorkám je přísně zakázáno. Porušení tohoto požadavku je spojeno se ztrátou funkčnosti všech prvků instalace. Aby mohl být indukční ohřívač kombinován se svařovacím strojem, bude muset provádět řadu složitých manipulací, které vyžadují zkušenost mistra a podrobné porozumění struktury jednotky. Primární vinutí musí být připojeno za vysokofrekvenčním měničem signálu invertorového mechanismu namísto jeho vestavěné indukční tlumivky. Kromě toho je nutné pájecí kondenzační jednotku pájet a demontovat diodový můstek.
Jak vyrobit výkonný indukční ohřívač
Uvažovaná zařízení mají spotřebu energie v oblasti 2,5 kW. Pro výrobu zařízení s vyšším ukazatelem (4 kW) potřebuje velitel vážné znalosti v oblasti radioelektroniky. Nezkušený amatérský amatér není při provádění této práce nebezpečný.
Jednou z možností může být návrh zdroje napájení se dvěma páry vinutí, transformátor, ovladač a řídicí deska. Hodnota frekvence, při které jednotka pracuje, je nižší než rezonanční. Dvě cívky slouží k napájení ovladačů, jedna pro ovládací desku a jedna je energie. Napájí spouštěcí relé, ventilátor a čerpadlo chladiče.
Bezpečnostní tipy
Zařízení tohoto typu se široce používají nejen pro vytápění místností, ale také pro tavení. Hlavní problém spojený s domácími indukčními zařízeními je nedostatek součástí, které poskytují regulaci teploty a tlaku a ochranu proti výbuchu. Proto musí být při provozu takových jednotek věnována pozornost.
Před spuštěním kotle zkontrolujte, zda je v dutině chladicí kapalina. Tělo vyrobené z polymerů se začne tavit bez pravidelného chlazení kapalinou. To má za následek změny deformace a úplné selhání instalace. Také nebezpečí vypadnutí z ohřátého kovu z tavicího tělesa. V takovém případě bude nutné vyměnit několik součástí zařízení.
Zařízení je připojeno k elektřině samostatným drátem, který je veden ze stínění. Kontakty musí být pokryty izolačním materiálem. Pokud se na konstrukci podílí svařovací zařízení, musí být jeho střídač uzemněn. Drát použitý pro tuto operaci by měl mít průřez 4-6 mm.Aby nedocházelo k nadměrnému zahřívání instalace v nepřítomnosti vody, doporučuje se do vstupu instalovat přetlakový ventil.
Závěry a doporučení
Nezávislá výroba zařízení je přiměřená, pokud již farma má indukční panel. Náklady na jeho pořízení jsou poměrně vysoké a srovnatelné s cenou elektrodového ohřívače. Výkon některých z těchto modelů dosahuje 10 kW, zatímco doma může provést instalaci s indikátorem nad 2,5 kW pouze master s odpovídající úrovní kompetence (alespoň musíte být schopni sestavit obvod měniče kmitočtu). Před instalací je také třeba zajistit, aby nedošlo k prasklinám nebo otvorům, skrze které by mohla unikat kapalina ze zdroje tepla: takový incident může způsobit požár.
Indukční ohřívač jednoduchého designu, navržený pro obsluhu malé místnosti v místnosti, se snadno vyrábí bez zvláštní přípravy. Výkonnější a účinnější možnosti, například u svařovacího stroje nebo dvou desek s obvody, vyžadují sběratele kompetencí v oblasti rádiové elektroniky. Strukturální vlastnosti těchto zařízení vyžadují získání dalších ovládacích prvků pro zajištění bezpečnosti.
