Le chauffage inductif fonctionne en raison de l'interaction des courants de Foucault générés par le champ électromagnétique de l'inducteur avec une surface métallique. Il existe plusieurs méthodes pour fabriquer un radiateur à induction de vos propres mains. Les plus abordables d'entre eux sont des structures en tube de polypropylène et un onduleur de soudage.
Le principe de fonctionnement du chauffage par induction
Lorsqu'un courant électrique alternatif circule dans la spirale d'un étranglement, un champ électromagnétique se forme autour de lui. Lorsqu'elle est placée au milieu de la bobine du noyau d'un métal à propriétés magnétiques, sa température augmente. Ce chauffage par induction est un phénomène qui se produit sous l'influence des courants de Foucault. Il n'est observé que lorsque l'accélérateur est alimenté par un courant électrique alternatif ayant une fréquence suffisante de changements de signe et de direction. Lorsqu'un courant continu est fourni à la partie inductive, la température centrale ne change pas.
Le fonctionnement d'une inductance pour chauffer des pièces est basé sur ce principe. Le composant principal de l'unité dans la plupart des cas est une configuration en spirale de métal. Dans les cuisinières, un élément aplati situé à une faible distance de la table de cuisson est utilisé dans ce rôle. Dans la chaudière, le rôle de l'inducteur est joué par un tube en acier rempli de liquide de refroidissement (sa fonction est liquide).
Les composants importants de l'unité considérée sont un alternateur et un élément chauffant. Le premier est utilisé pour obtenir une puissance d'une fréquence suffisamment élevée à partir d'un réseau électrique typique d'appartement de 50 Hz. Le second est une structure métallique capable d'absorber la chaleur sur le terrain. Le générateur dirige un courant électrique réduit aux paramètres requis vers l'inductance (élément en spirale). Dans ce cas, un flux de particules chargées, créant un champ, traverse la bobine. Un métal placé dans sa zone d'action est chauffé par l'action des courants de Fouquet sans contact direct avec l'inducteur. Pour chauffer l'eau dans un tel agrégat, il est nécessaire d'avoir son contact avec l'élément chauffant. L'exemple le plus simple d'une telle conception serait un tuyau métallique à travers lequel l'eau s'écoule. Dans le processus, le fluide refroidit les murs, ce qui prolonge la durée de vie de la structure.
Avantages et inconvénients de l'appareil
Le chauffage par induction peut offrir un certain nombre d'avantages qui ne sont pas en mesure de donner l'utilisation de dispositifs à électrodes. Puisque le chauffage du liquide est effectué par un élément métallique qui ne participe pas aux réactions électrochimiques, la durabilité du dispositif ne dépend que de la bobine. La durée de son fonctionnement est déterminée par la durée de l'appareil. Certains inducteurs restent opérationnels pendant plus de 10 ans. Ceci est associé à la compatibilité de l'unité avec différents types de fluides caloporteurs. En plus de l'eau ordinaire, les huiles pour machines et les composés antigel conviennent à ce rôle.
L'intérieur de l'unité pendant l'utilisation n'est pas couvert par des accumulations de tartre. En raison du contact constant avec le liquide, la probabilité de surchauffe des pièces est réduite, ce qui contribue également à prolonger la durée de vie. La convection dans l'appareil atteint généralement un niveau suffisant pour qu'il ne soit pas nécessaire d'installer une pompe de circulation.Il n'y a pas besoin de mesures d'isolation acoustique - l'appareil fonctionne assez silencieusement.
Cependant, le chauffage par induction présente également des faiblesses:
- L'appareil nécessite de l'énergie électrique pour fonctionner. Dans une pièce où l'électricité n'est pas fournie ou où il n'y a aucun moyen d'y accéder, la chaudière ne pourra pas fonctionner. Dans les endroits avec des interruptions régulières du réseau, cela ne fonctionnera pas efficacement.
- Si la température augmente excessivement, le liquide caloporteur se transforme en un état gazeux. Cela provoque une forte augmentation de la pression dans la structure, ce qui peut entraîner une rupture de la conduite. Pour éviter que cela ne se produise, il sera nécessaire d'équiper l'installation de moyens de contrôle de la pression et de la température. Il peut s'agir d'un manomètre, d'un capteur de température, d'un dispositif d'arrêt d'urgence lorsque les paramètres dépassent la plage spécifiée.
Le besoin d'accessoires supplémentaires peut contribuer à une augmentation sérieuse du coût de l'équipement pour un appareil de chauffage à induction fait maison.
L'appareil est considéré comme presque totalement silencieux, mais en pratique ce n'est pas toujours le cas. Cela s'applique aux modèles de production industrielle et aux installations conçues à domicile.
Options d'appareil maison
Il existe plusieurs façons de fabriquer un radiateur à la maison. L'option la plus abordable consiste à fabriquer un appareil à partir d'une cuisinière électrique de cuisine et d'un tuyau en polypropylène. L'exécution est difficile à réaliser, mais elle est suffisamment puissante.
Élément chauffant de tuyau
Ce développement implique le démontage d'une inductance en spirale installée dans un poêle électrique, et la mise en place d'un nouveau design à sa place. Pour sa fabrication, un tube en polypropylène d'une longueur de 0,5 m et d'un diamètre de 4 cm, un élément magnétique, 5 tiges de textolite, des coudes pour la connexion à un réseau de chauffage seront nécessaires. Vous devrez également acheter une bobine de conducteur d'une section de 2 mm² recouverte de verre isolant (un tel câble est souvent utilisé dans les appareils de transformateur de soudage) et des débarbouillettes métalliques.
La séquence des étapes de la fabrication de l'appareil:
- Un aimant est placé dans le tube et rempli de débarbouillettes (l'utilisation de fil haché est autorisée à la place).
- Montez les coudes avec des filetages.
- Des tiges sont collées le long du corps, sur lesquelles est enroulé un fil recouvert de verre.
- Démontez la table de cuisson et retirez-la de l'inductance d'usine, réalisée sous la forme d'une spirale plate. À sa place, une conception préparée est installée.
Le réchauffeur dans cette unité sont des débarbouillettes métalliques placées dans un champ alternatif de la bobine. Lorsque le panneau est lancé en mode maximum avec transmission parallèle d'eau, il se révélera chauffé de 15-20 ° C. Étant donné que les carreaux utilisés pour la construction ont généralement une puissance ne dépassant pas 2000 W, l'unité résultante est adaptée pour chauffer des locaux résidentiels jusqu'à 25 m².
L'efficacité de l'appareil peut être augmentée en le connectant à la machine à souder, mais un tel travail présente un certain nombre de difficultés. Tout d'abord, l'appareil devra être démonté et rechercher des endroits qui n'ont pas encore été redressés sur le schéma. Cela est dû au fait qu'un courant continu y est créé et qu'un courant alternatif est requis pour le fonctionnement du radiateur. Deuxièmement, il sera nécessaire d'utiliser un câblage plus épais (par exemple, du cuivre d'un diamètre de 1,5 mm, recouvert d'une composition d'émail) et de calculer le nombre de tours requis. Enfin, il sera nécessaire d'introduire un mécanisme de refroidissement dans l'installation.
Ensemble chaudière à induction
Cette solution n'implique pas le démontage des carreaux. Au lieu de cela, le maître devra souder le réservoir de la chaudière en fonction de ses dimensions.Un tube profilé est en acier d'une épaisseur de 2 mm et d'une dimension de trou de 2 sur 4 cm, il est nécessaire d'en faire des éléments vierges le long de la largeur du panneau. Les tuyaux sont soudés sur toute la longueur, combinant des côtés plus petits. De haut en bas jusqu'aux pièces d'extrémité doivent être des pneus soudés hermétiquement en fer. Des trous y sont réalisés et des tuyaux équipés de filetages sont installés. Vous devez également souder quelques coins formant une étagère pour le four.
Vous devez peindre l'appareil avec une composition d'émail résistant à la chaleur. Après séchage et fixation, la chaudière est montée sur le mur et découpée dans le système de chauffage. La table de cuisson est placée dans un nid à coins et connectée au secteur. Ensuite, vous devez remplir l'installation de liquide de refroidissement, purger les masses d'air et commencer à chauffer l'élément inducteur.
Le chauffage fait maison n'est pas assez puissant pour chauffer de grands espaces de vie. Par un hiver glacial, il pourra chauffer deux petites pièces. Pendant les saisons de transition, lorsque la température de l'air dans la rue est d'environ zéro, l'unité sera en mesure de desservir de grandes surfaces - jusqu'à 40 m2.
De l'onduleur de soudage
Si vous avez l'intention d'utiliser une machine à souder, il faut garder à l'esprit que la connexion directe de l'inducteur à ses pinces est strictement interdite. La violation de cette exigence est lourde de perte d'opérabilité de tous les éléments de l'installation. Afin de combiner un appareil de chauffage inductif avec une machine à souder, cette dernière devra effectuer un certain nombre de manipulations complexes qui nécessitent l'expérience d'un maître et une compréhension détaillée de la structure de l'unité. L'enroulement primaire doit être connecté après le convertisseur de signal haute fréquence du mécanisme onduleur au lieu de sa self inductive intégrée. De plus, il est nécessaire de souder l'unité de condensation et de démonter le pont de diodes.
Comment fabriquer un puissant appareil de chauffage par induction
Les appareils considérés ont une consommation électrique de l'ordre de 2,5 kW. Pour fabriquer un appareil avec un indicateur plus élevé (4 kW), le maître a besoin de connaissances approfondies dans le domaine de la radioélectronique. Un radio-amateur inexpérimenté n'est pas en mesure d'entreprendre ce travail.
Une option peut être la conception d'une alimentation avec deux paires d'enroulements, un transformateur, un pilote et une carte de commande. La valeur de fréquence à laquelle l'unité fonctionne est inférieure à la résonance. Deux bobines servent à alimenter les pilotes, une pour la carte de commande et une pour l'alimentation. Il alimente le relais de démarrage, le ventilateur et la pompe du refroidisseur.
Conseils de sécurité
Les installations de ce type sont largement utilisées non seulement pour le chauffage des locaux, mais aussi pour la fusion. Le principal problème associé aux appareils à induction faits maison est le manque de composants assurant un contrôle de la température et de la pression et une protection contre les explosions. Par conséquent, lors de l'utilisation de ces unités, des précautions doivent être prises.
Avant de démarrer la chaudière, vérifiez le remplissage de la cavité avec du liquide de refroidissement. Un corps en polymères commencera à fondre sans refroidissement liquide régulier. Cela entraîne des modifications de déformation et une défaillance complète de l'installation. En outre, un danger peut survenir en raison de la perte de métal incandescent du corps en fusion. Dans un tel incident, il sera nécessaire de remplacer un certain nombre de composants de l'usine.
L'appareil est connecté à l'électricité via un fil séparé, qui est conduit à partir du blindage. Les contacts doivent être recouverts d'un matériau isolant. Si un appareil de soudage est utilisé dans la conception, son onduleur doit être mis à la terre. Le fil utilisé pour cette opération doit avoir une largeur de 4 à 6 mm.Pour éviter un échauffement excessif de l'installation en l'absence d'eau, il est conseillé d'installer une vanne de surpression dans l'entrée.
Conclusions et Recommendations
Il est raisonnable de procéder à une fabrication indépendante de l'appareil si l'exploitation possède déjà un panneau d'induction. Le coût de son acquisition est assez élevé et comparable au prix d'un chauffe-électrode. La puissance de certains de ces modèles atteint 10 kW, alors que seul un artisan ayant le niveau de compétence approprié peut réaliser une installation avec un indicateur supérieur à 2,5 kW à la maison (au moins il faut pouvoir assembler un circuit convertisseur de fréquence). De plus, avant l'installation, il est nécessaire de s'assurer qu'il n'y a aucun espace ou trou à travers lequel le liquide de la source de chaleur peut s'échapper: un tel incident peut provoquer un incendie.
Un radiateur à induction de conception simple, conçu pour desservir une petite zone d'une pièce, est facile à réaliser sans préparation spéciale. Des options plus puissantes et plus efficaces, par exemple avec un poste à souder ou deux circuits imprimés, nécessitent un collecteur de compétences dans le domaine de la radioélectronique. Les caractéristiques structurelles de ces usines nécessitent l'acquisition de commandes supplémentaires pour assurer la sécurité.
