Nagrzewnica indukcyjna działa w wyniku oddziaływania prądów wirowych generowanych przez pole elektromagnetyczne cewki indukcyjnej z powierzchnią metalową. Istnieje kilka schematów tworzenia grzejnika indukcyjnego własnymi rękami. Najtańsze z nich to konstrukcje wykonane z rury polipropylenowej i falownika spawalniczego.
Zasada działania nagrzewnicy indukcyjnej
Kiedy przemienny prąd elektryczny przepływa przez spiralę dławika, wokół niego powstaje pole elektromagnetyczne. Po umieszczeniu na środku cewki rdzenia metalu o właściwościach magnetycznych jego temperatura wzrasta. To nagrzewanie indukcyjne jest zjawiskiem występującym pod wpływem prądów wirowych. Obserwuje się to tylko wtedy, gdy przepustnica jest zasilana przemiennym prądem elektrycznym o wystarczającej częstotliwości zmian znaku i kierunku. Gdy prąd stały jest dostarczany do części indukcyjnej, temperatura rdzenia nie zmienia się.
Działanie induktora do podgrzewania detali opiera się na tej zasadzie. Głównym składnikiem urządzenia w większości przypadków jest spiralna konfiguracja metalu. W piecach kuchennych w tej roli stosuje się spłaszczony element umieszczony w niewielkiej odległości od płyty. W bojlerze rolę induktora pełni stalowa rura wypełniona płynem chłodzącym (jej funkcją jest ciecz).
Ważnymi elementami rozważanego urządzenia są alternator i element grzewczy. Pierwszy służy do uzyskania mocy o wystarczająco wysokiej częstotliwości z typowej sieci elektrycznej mieszkania 50 Hz. Drugi to metalowa konstrukcja zdolna do pochłaniania ciepła w terenie. Generator kieruje prąd elektryczny zredukowany do wymaganych parametrów do cewki indukcyjnej (elementu spiralnego). W tym przypadku strumień cewki, tworząc pole, przechodzi przez cewkę. Metal umieszczony w strefie działania jest podgrzewany przez działanie prądów Fouquet bez bezpośredniego kontaktu z cewką indukcyjną. Aby podgrzać wodę w takim agregacie, konieczne jest jej kontakt z elementem grzewczym. Najprostszym przykładem takiej konstrukcji byłaby metalowa rura, przez którą przepływa woda. W tym procesie płyn chłodzi ściany, co wydłuża żywotność konstrukcji.
Zalety i wady urządzenia
Ogrzewanie indukcyjne może zapewnić szereg korzyści, które nie są w stanie zapewnić zastosowania urządzeń elektrodowych. Ponieważ podgrzewanie cieczy odbywa się za pomocą elementu metalowego, który nie bierze udziału w reakcjach elektrochemicznych, trwałość urządzenia zależy tylko od cewki. Czas jego działania zależy od czasu trwania urządzenia. Niektóre cewki indukcyjne działają dłużej niż 10 lat. Związana jest z tym kompatybilność urządzenia z różnymi rodzajami płynów przenoszących ciepło. Oprócz zwykłej wody do tej roli odpowiednie są oleje maszynowe i niezamarzające związki.
Wnętrze urządzenia podczas użytkowania nie jest pokryte nagromadzeniem kamienia. Ze względu na stały kontakt z cieczą zmniejsza się prawdopodobieństwo przegrzania części, co również pomaga wydłużyć żywotność. Konwekcja w urządzeniu zwykle osiąga wystarczający poziom, więc nie jest wymagane instalowanie pompy obiegowej.Nie ma potrzeby stosowania izolacji akustycznej - urządzenie działa dość cicho.
Jednak nagrzewnica indukcyjna ma również wady:
- Urządzenie wymaga energii elektrycznej do działania. W pomieszczeniu, w którym nie ma prądu lub nie ma możliwości zapewnienia do niego dostępu, kocioł nie będzie mógł działać. W miejscach z regularnymi przerwami w sieci nie będzie działać skutecznie.
- Jeśli temperatura nadmiernie wzrośnie, ciecz przenosząca ciepło przechodzi w stan gazowy. To powoduje silny wzrost ciśnienia w konstrukcji, w wyniku czego może nastąpić pęknięcie rury. Aby temu zapobiec, konieczne będzie wyposażenie instalacji w środki kontrolujące ciśnienie i temperaturę. Może to być manometr, czujnik temperatury, urządzenie do awaryjnego wyłączania, gdy parametry wykraczają poza określony zakres.
Zapotrzebowanie na dodatkowe akcesoria może przyczynić się do poważnego wzrostu kosztów wyposażenia domowej nagrzewnicy indukcyjnej.
Urządzenie jest uważane za prawie całkowicie ciche, ale w praktyce nie zawsze tak jest. Dotyczy to modeli produkcji przemysłowej i instalacji zaprojektowanych w domu.
Domowe opcje urządzenia
Istnieje kilka sposobów na wykonanie grzejnika w domu. Najbardziej przystępną opcją jest wykonanie urządzenia z kuchennego kuchenki elektrycznej i rury polipropylenowej. Trudna w wykonaniu, ale wystarczająco mocna jest jednostka falownika.
Element grzewczy do rur
Rozwój ten obejmuje demontaż spiralnego induktora zainstalowanego w kuchence elektrycznej i umieszczenie nowego projektu na jego miejscu. Do jego produkcji wymagana będzie polipropylenowa rura o długości 0,5 mi średnicy 4 cm, element magnetyczny, 5 prętów textolitowych, kolana do podłączenia do sieci grzewczej. Konieczne będzie również zakupienie cewki przewodnika o powierzchni przekroju 2 mm² pokrytej izolacją szklaną (taki kabel jest często stosowany w spawalniczych urządzeniach transformatorowych) i metalowych myjek.
Kolejność etapów produkcji aparatu:
- Magnes jest umieszczony w rurze i wypełniony myjkami (zamiast tego dopuszczalne jest użycie ciętego drutu).
- Zamontuj kolana za pomocą gwintów.
- Pręty są przyklejone wzdłuż korpusu, na który nawinięty jest drut pokryty szkłem.
- Zdemontuj płytę i wyjmij z niej cewkę fabryczną, wykonaną w postaci płaskiej spirali. Na jego miejscu jest zainstalowany przygotowany projekt.
Grzejnik w tym urządzeniu to metalowe myjki umieszczone w przemiennym polu cewki. Gdy panel zostanie uruchomiony w trybie maksymalnym z równoległym przesyłaniem wody, okaże się, że jest ogrzewany o 15-20 ° C. Biorąc pod uwagę, że płytki użyte do budowy zwykle mają moc nie większą niż 2000 W, uzyskana jednostka nadaje się do ogrzewania pomieszczeń mieszkalnych o powierzchni do 25 m².
Wydajność urządzenia można zwiększyć, podłączając go do spawarki, ale taka praca jest obarczona wieloma trudnościami. Po pierwsze, aparat będzie musiał zostać zdemontowany i poszukać miejsc, które nie zostały jeszcze wyprostowane na schemacie. Wynika to z faktu, że powstaje w nim prąd stały, a do działania grzejnika wymagany jest prąd przemienny. Po drugie, konieczne będzie użycie grubszego okablowania (na przykład miedzi o średnicy 1,5 mm, pokrytej kompozycją szkliwa) i oblicz wymaganą liczbę zwojów. Wreszcie konieczne będzie wprowadzenie mechanizmu chłodzącego do instalacji.
Zespół kotła indukcyjnego
To rozwiązanie nie wymaga demontażu płytek. Zamiast tego mistrz będzie musiał spawać zbiornik kotła zgodnie z jego wymiarami.Rura profilowa wykonana jest ze stali o grubości 2 mm i wymiarach otworów 2 na 4 cm, z których konieczne będzie wykonanie pustych elementów wzdłuż szerokości panelu. Rury są spawane wzdłuż długości, łącząc mniejsze boki. W górę iw dół do końcowych części muszą być hermetycznie spawane opony wykonane z żelaza. Wykonuje się w nich otwory i instaluje rury wyposażone w gwinty. Musisz również zespawać kilka narożników, tworząc półkę do piekarnika.
Musisz pomalować urządzenie odporną na ciepło kompozycją szkliwa. Po osuszeniu i zamocowaniu kocioł jest montowany na ścianie i wycinany w systemie grzewczym. Płyta jest umieszczona w gnieździe z narożnikami i podłączona do sieci elektrycznej. Następnie należy wypełnić instalację płynem chłodzącym, odpowietrzyć masy powietrza i rozpocząć nagrzewanie elementu induktorowego.
Domowy grzejnik nie wystarcza do ogrzania dużych pomieszczeń mieszkalnych. W mroźną zimę będzie mógł ogrzać dwa małe pokoje. W okresach przejściowych, kiedy temperatura powietrza na ulicy wynosi około zero, urządzenie będzie w stanie obsłużyć duże powierzchnie - do 40 m2.
Z falownika spawalniczego
Jeśli zamierzasz używać spawarki, należy pamiętać, że surowo zabrania się bezpośredniego podłączania cewki indukcyjnej do jej zacisków. Naruszenie tego wymogu jest obarczone utratą funkcjonalności wszystkich elementów instalacji. Aby połączyć nagrzewnicę indukcyjną z maszyną spawalniczą, ta ostatnia będzie musiała przeprowadzić szereg skomplikowanych manipulacji, które wymagają doświadczenia mistrza i szczegółowego zrozumienia struktury urządzenia. Uzwojenie pierwotne należy podłączyć za przetwornikiem wysokiej częstotliwości mechanizmu falownika zamiast jego wbudowanego dławika indukcyjnego. Ponadto konieczne jest lutowanie jednostki kondensacyjnej i demontaż mostka diodowego.
Jak zrobić potężną nagrzewnicę indukcyjną
Rozważane urządzenia mają pobór mocy w okolicach 2,5 kW. Aby stworzyć urządzenie o wyższym wskaźniku (4 kW), mistrz potrzebuje poważnej wiedzy w dziedzinie elektroniki radiowej. Niedoświadczony amator radiowy jest niebezpieczny do podjęcia tej pracy.
Jedną z opcji może być konstrukcja zasilacza z dwiema parami uzwojeń, transformatora, sterownika i płyty sterującej. Wartość częstotliwości, przy której działa jednostka, jest gorsza od wartości rezonansowej. Dwie cewki służą do zasilania sterowników, jedna do tablicy sterowania, a druga do zasilania. Zasila przekaźnik rozruchowy, wentylator i pompę chłodnicy.
Wskazówki bezpieczeństwa
Instalacje tego typu są szeroko stosowane nie tylko do ogrzewania pomieszczeń, ale także do topienia. Głównym problemem związanym z domowymi urządzeniami indukcyjnymi jest brak elementów zapewniających kontrolę temperatury i ciśnienia oraz ochronę przeciwwybuchową. Dlatego podczas obsługi takich urządzeń należy zachować ostrożność.
Przed uruchomieniem kotła sprawdź wypełnienie komory chłodziwem. Korpus wykonany z polimerów zacznie się topić bez regularnego chłodzenia cieczą. Pociąga to za sobą zmiany deformacji i całkowitą awarię instalacji. Ponadto może wystąpić niebezpieczeństwo utraty żarzącego się metalu z topniejącego korpusu. W takim wypadku konieczna będzie wymiana wielu elementów instalacji.
Urządzenie jest podłączone do prądu osobnym przewodem, który jest wyprowadzony z ekranu. Styki muszą być pokryte materiałem izolacyjnym. Jeśli w projekt zaangażowane jest urządzenie spawalnicze, jego falownik musi być uziemiony. Drut użyty do tej operacji powinien mieć szerokość 4-6 mm.Aby zapobiec nadmiernemu nagrzewaniu instalacji przy braku wody, zaleca się zainstalowanie zaworu nadciśnieniowego na wlocie.
Wnioski i Rekomendacje
Podjęcie niezależnej produkcji urządzenia jest uzasadnione, jeśli farma ma już panel indukcyjny. Koszt jego nabycia jest dość wysoki i porównywalny z ceną grzejnika elektrodowego. Moc niektórych z tych modeli sięga 10 kW, podczas gdy tylko rzemieślnik z odpowiednim poziomem kompetencji może wykonać instalację w domu powyżej 2,5 kW w domu (przynajmniej musisz być w stanie zmontować obwód przetwornicy częstotliwości). Ponadto przed instalacją należy upewnić się, że nie ma żadnych szczelin lub otworów, przez które mogłaby wyciekać ciecz ze źródła ciepła: taki wypadek może spowodować pożar.
Grzałka indukcyjna o prostej konstrukcji, zaprojektowana do obsługi niewielkiej powierzchni pomieszczenia, jest łatwa do wykonania bez specjalnego przygotowania. Bardziej wydajne i wydajne opcje, na przykład ze spawarką lub dwiema płytkami drukowanymi, wymagają kolektora kompetencji w dziedzinie elektroniki radiowej. Cechy strukturalne tych zakładów wymagają przejęcia dodatkowych kontroli w celu zapewnienia bezpieczeństwa.
