El calentador inductivo funciona debido a la interacción de las corrientes parásitas generadas por el campo electromagnético del inductor con una superficie metálica. Existen varios esquemas para hacer un calentador de inducción con sus propias manos. Los más asequibles de ellos son estructuras hechas de tubería de polipropileno y un inversor de soldadura.
El principio de funcionamiento del calentador de inducción.
Cuando una corriente eléctrica alterna fluye en una espiral de estrangulador, se forma un campo electromagnético a su alrededor. Cuando se coloca en el centro de la bobina del núcleo de un metal con propiedades magnéticas, su temperatura aumenta. Este calentamiento por inducción es un fenómeno que ocurre bajo la influencia de las corrientes parásitas. Se observa solo cuando el acelerador está alimentado por una corriente eléctrica alterna que tiene una frecuencia suficiente de cambios en el signo y la dirección. Cuando se suministra una corriente continua a la parte inductiva, la temperatura central no cambia.
El funcionamiento de un inductor para calentar piezas de trabajo se basa en este principio. El componente principal de la unidad en la mayoría de los casos es una configuración en espiral de metal. En las estufas de cocina, se utiliza un elemento aplanado ubicado a una pequeña distancia de la encimera. En la caldera, el papel del inductor lo desempeña un tubo de acero lleno de refrigerante (su función es líquida).
Los componentes importantes de la unidad en consideración son un alternador y un elemento calefactor. El primero se utiliza para obtener potencia de una frecuencia suficientemente alta de una red eléctrica típica de apartamentos de 50 Hz. El segundo es una estructura metálica capaz de absorber calor cuando está en el campo. El generador dirige una corriente eléctrica reducida a los parámetros requeridos al inductor (elemento espiral). En este caso, una corriente de partículas cargadas, creando un campo, atraviesa la bobina. Un metal colocado en su zona de acción se calienta por la acción de corrientes de Fouquet sin contacto directo con el inductor. Para calentar agua en tal agregado, es necesario tener su contacto con el elemento calefactor. El ejemplo más simple de tal diseño sería una tubería de metal a través de la cual fluye el agua. En el proceso, el fluido enfría las paredes, lo que prolonga la vida útil de la estructura.
Ventajas y desventajas del dispositivo.
El calentamiento por inducción puede proporcionar una serie de beneficios que no pueden dar el uso de dispositivos de electrodo. Dado que el calentamiento del líquido se lleva a cabo mediante un elemento metálico que no participa en las reacciones electroquímicas, la durabilidad del dispositivo depende solo de la bobina. La duración de su funcionamiento está determinada por la duración del dispositivo. Algunos inductores permanecen operativos por más de 10 años. Asociado a esto está la compatibilidad de la unidad con diferentes tipos de fluidos de transferencia de calor. Además del agua corriente, los aceites para máquinas y los compuestos no congelantes son adecuados para este papel.
El interior de la unidad durante el uso no está cubierto por acumulaciones de escamas. Debido al contacto constante con el líquido, se reduce la probabilidad de sobrecalentamiento de las piezas, lo que también ayuda a prolongar la vida útil. La convección en el dispositivo generalmente alcanza un nivel suficiente para que no sea necesario instalar una bomba de circulación.No hay necesidad de medidas de aislamiento acústico: el dispositivo funciona de manera bastante silenciosa.
Sin embargo, el calentador de inducción también tiene debilidades:
- El dispositivo requiere energía eléctrica para funcionar. En una habitación donde no se suministra electricidad o no hay forma de proporcionar acceso a ella, la caldera no podrá funcionar. En lugares con interrupciones regulares de la red, no funcionará de manera efectiva.
- Si la temperatura aumenta excesivamente, el líquido de transferencia de calor se transforma en un estado gaseoso. Esto provoca un fuerte aumento de la presión en la estructura, como resultado de lo cual puede ocurrir la ruptura de la tubería. Para evitar que esto suceda, será necesario equipar la instalación con medios para controlar la presión y la temperatura. Puede ser un manómetro, un sensor de temperatura, un dispositivo para apagado de emergencia cuando los parámetros van más allá del rango especificado.
La necesidad de accesorios adicionales puede contribuir a un aumento importante en el costo del equipo para un calentador de inducción casero.
El dispositivo se considera casi completamente silencioso, pero en la práctica este no es siempre el caso. Esto se aplica a modelos de producción industrial e instalaciones diseñadas en el hogar.
Opciones de dispositivos caseros
Hay varias formas de hacer un calentador en casa. La opción más económica es hacer un dispositivo con una cocina eléctrica y una tubería de polipropileno. Difícil de ejecutar, pero lo suficientemente potente es la unidad inversora.
Elemento calefactor de tubería
Este desarrollo implica el desmantelamiento de un inductor en espiral instalado en una estufa eléctrica y la colocación de un nuevo diseño en su lugar. Para su fabricación, se requerirá un tubo de polipropileno con una longitud de 0,5 my un diámetro de 4 cm, un elemento magnético, 5 varillas de textolita, curvas para conectarse a una red de calefacción. También necesitará comprar una bobina de conductor con un área de sección transversal de 2 mm² recubierta con vidrio-isol (tal cable se usa a menudo en dispositivos transformadores de soldadura) y paños metálicos.
La secuencia de pasos en la fabricación del aparato:
- Se coloca un imán en el tubo y se llena con paños (en su lugar se permite el uso de alambre picado).
- Montar curvas con hilos.
- Las varillas se pegan a lo largo del cuerpo, sobre el cual se enrolla un alambre recubierto con vidrio.
- Desmontar la encimera y retirar de ella el inductor de fábrica, hecho en forma de espiral plana. En su lugar, se instala un diseño preparado.
El calentador en esta unidad son paños metálicos colocados en un campo alterno de la bobina. Cuando el panel se lanza en modo máximo con transmisión paralela de agua, se calentará en 15-20 ° C. Teniendo en cuenta que las baldosas utilizadas para la construcción generalmente tienen una potencia de no más de 2000 W, la unidad resultante es adecuada para calentar locales residenciales de hasta 25 m².
La eficiencia del dispositivo puede aumentarse conectándolo a la máquina de soldar, pero este trabajo está lleno de una serie de dificultades. En primer lugar, será necesario desmontar el aparato y buscar lugares que aún no se hayan enderezado en el diagrama. Esto se debe al hecho de que se crea una corriente continua en él, y se requiere una corriente alterna para el funcionamiento del calentador. En segundo lugar, deberá utilizar un cableado más grueso (por ejemplo, cobre con un diámetro de 1,5 mm, recubierto con una composición de esmalte) y calcular el número requerido de vueltas. Finalmente, será necesario introducir un mecanismo de enfriamiento en la instalación.
Conjunto de caldera de inducción.
Esta solución no implica desmontar los azulejos. En cambio, el maestro necesitará soldar el tanque de la caldera de acuerdo con sus dimensiones.Un tubo de perfil está hecho de acero con un espesor de 2 mm y una dimensión de agujero de 2 por 4 cm. A partir de él, será necesario hacer elementos en blanco a lo largo del ancho del panel. Las tuberías están soldadas a lo largo de la longitud, combinando lados más pequeños. Arriba y abajo hasta el final, las partes deben ser neumáticos herméticamente soldados de hierro. Se hacen agujeros en ellos y se instalan tuberías equipadas con roscas. También necesita soldar un par de esquinas formando una repisa para el horno.
Debe pintar el dispositivo con una composición de esmalte resistente al calor. Después del secado y la fijación, la caldera se monta en la pared y se corta en el sistema de calefacción. La placa se coloca en un nido con esquinas y se conecta a la red eléctrica. Luego debe llenar la instalación con refrigerante, purgar las masas de aire y comenzar a calentar el elemento inductor.
El calentador casero no es suficiente para calentar grandes espacios habitables. En un invierno helado, podrá calentar dos habitaciones pequeñas. Durante las temporadas de transición, cuando la temperatura del aire en la calle es aproximadamente cero, la unidad podrá atender grandes áreas, hasta 40 m2.
Del inversor de soldadura
Si tiene la intención de utilizar una máquina de soldar, debe tener en cuenta que está estrictamente prohibido conectar el inductor a sus abrazaderas directamente. La violación de este requisito está cargada de la pérdida de operatividad de todos los elementos de la instalación. Para combinar un calentador inductivo con una máquina de soldar, este último deberá llevar a cabo una serie de manipulaciones complejas que requieren la experiencia de un maestro y una comprensión detallada de la estructura de la unidad. El devanado primario debe conectarse después del convertidor de señal de alta frecuencia del mecanismo inversor en lugar de su estrangulador inductivo incorporado. Además, es necesario soldar la unidad de condensación y desmontar el puente de diodos.
Cómo hacer un potente calentador de inducción
Los dispositivos considerados tienen un consumo de energía en la región de 2.5 kW. Para hacer un dispositivo con un indicador más alto (4 kW), el maestro necesita un conocimiento serio en el campo de la radioelectrónica. Un radioaficionado sin experiencia no es seguro para realizar este trabajo.
Una opción puede ser el diseño de una fuente de alimentación con dos pares de devanados, un transformador, un controlador y una placa de control. El valor de frecuencia con el que opera la unidad es inferior al resonante. Dos bobinas sirven para suministrar controladores, una para el tablero de control y otra es la alimentación. Alimenta el relé de arranque, el ventilador y la bomba de refrigeración.
Consejos de seguridad
Las instalaciones de este tipo son ampliamente utilizadas no solo para calentar espacios, sino también para fundir. El principal problema asociado con los dispositivos de inducción caseros es la falta de componentes que proporcionan control de temperatura y presión y protección contra explosiones. Por lo tanto, al operar tales unidades, se debe tener cuidado.
Antes de poner en marcha la caldera, verifique el llenado de la cavidad con refrigerante. Un cuerpo hecho de polímeros comenzará a derretirse sin un enfriamiento líquido regular. Esto implica cambios de deformación y una falla completa de la instalación. Además, puede ocurrir un peligro por la pérdida de metal incandescente del cuerpo de fusión. En tal incidente, será necesario reemplazar una serie de componentes de la planta.
El dispositivo está conectado a la electricidad a través de un cable separado, que se conduce desde el escudo. Los contactos deben estar cubiertos con material aislante. Si hay un aparato de soldadura involucrado en el diseño, su inversor debe estar conectado a tierra. El cable utilizado para esta operación debe tener 4-6 mm de ancho.Para evitar el calentamiento excesivo de la instalación en ausencia de agua, es aconsejable instalar una válvula de sobrepresión en la entrada.
Conclusiones y Recomendaciones
Asumir una fabricación independiente del dispositivo es razonable si la granja ya tiene un panel de inducción. El costo de su adquisición es bastante alto y comparable con el precio de un calentador de electrodos. La potencia de algunos de estos modelos alcanza los 10 kW, mientras que solo un artesano con el nivel adecuado de competencia puede realizar una instalación en el hogar por encima de 2.5 kW en el hogar (al menos debe poder ensamblar un circuito convertidor de frecuencia). Además, antes de la instalación, es necesario asegurarse de que no haya grietas ni agujeros a través de los cuales pueda salir líquido de la fuente de calor: un incidente de este tipo puede provocar un incendio.
El calentador de inducción de diseño simple, diseñado para dar servicio a un área pequeña de la habitación, es fácil de hacer sin una preparación especial. Las opciones más potentes y eficientes, por ejemplo, con una máquina de soldar o dos placas de circuito, requieren un colector de competencias en el campo de la radioelectrónica. Las características estructurales de estas plantas requieren la adquisición de controles adicionales para garantizar la seguridad.
