Indukčný ohrievač funguje v dôsledku interakcie vírivých prúdov generovaných elektromagnetickým poľom induktora s kovovým povrchom. Existuje niekoľko schém na výrobu indukčného ohrievača vlastnými rukami. Najdôležitejšie z nich sú konštrukcie vyrobené z polypropylénového potrubia a zvárací invertor.
Princíp činnosti indukčného ohrievača
Keď v špirále tlmivky tečie striedavý elektrický prúd, okolo neho sa vytvára elektromagnetické pole. Keď je umiestnená uprostred cievky jadra z kovu s magnetickými vlastnosťami, jeho teplota stúpa. Toto indukčné zahrievanie je jav, ktorý sa vyskytuje pod vplyvom vírivých prúdov. Pozoruje sa to len vtedy, keď je plyn poháňaný striedavým elektrickým prúdom, ktorý má dostatočnú frekvenciu zmien znamienka a smeru. Ak je do induktívnej časti privádzaný jednosmerný prúd, teplota jadra sa nemení.
Fungovanie induktora pre ohrev obrobkov je založené na tomto princípe. Hlavnou zložkou jednotky je vo väčšine prípadov špirálová konfigurácia kovu. Pri varných peciach sa v tejto úlohe používa sploštený prvok umiestnený v malej vzdialenosti od varnej dosky. V kotli zohráva úlohu induktora oceľová rúrka naplnená chladivom (jej funkcia je kvapalina).
Dôležitými súčasťami uvažovanej jednotky sú alternátor a vyhrievací článok. Prvý sa používa na získanie energie s dostatočne vysokou frekvenciou z typickej bytovej elektrickej siete s 50 Hz. Druhou je kovová konštrukcia schopná absorbovať teplo, keď je na poli. Generátor usmerňuje elektrický prúd redukovaný na požadované parametre do induktora (špirálový prvok). V tomto prípade prúdi cievka prúd nabitých častíc vytvárajúcich pole. Kov umiestnený vo svojej zóne pôsobenia je zahrievaný pôsobením fuletových prúdov bez priameho kontaktu s induktorom. Na zohrievanie vody v takomto kamenive je potrebné mať kontakt s vykurovacím telesom. Najjednoduchším príkladom takejto konštrukcie by bola kovová rúra, ktorou preteká voda. Pritom tekutina ochladzuje steny, čo predlžuje životnosť štruktúry.
Výhody a nevýhody zariadenia
Indukčné zahrievanie môže poskytnúť množstvo výhod, ktoré nie sú schopné poskytnúť použitie elektródových zariadení. Pretože zahrievanie kvapaliny je uskutočňované kovovým prvkom, ktorý sa nezúčastňuje elektrochemických reakcií, trvá životnosť zariadenia iba na cievke. Trvanie jeho činnosti je určené dobou trvania zariadenia. Niektoré induktory zostávajú funkčné dlhšie ako 10 rokov. S tým je spojená kompatibilita jednotky s rôznymi druhmi teplonosných tekutín. Pre túto úlohu sú vhodné okrem čistej vody aj strojové oleje a nemrznúce zmesi.
Vnútro jednotky počas používania nie je pokryté hromadením vodného kameňa. Pravidelným kontaktom s kvapalinou sa znižuje pravdepodobnosť prehriatia častí, čo tiež pomáha predĺžiť životnosť. Konvekcia v zariadení obvykle dosahuje dostatočnú úroveň, takže nie je potrebné inštalovať obehové čerpadlo.Nie sú potrebné žiadne opatrenia na zvukovú izoláciu - zariadenie pracuje celkom ticho.
Indukčný ohrievač má však aj slabé stránky:
- Na fungovanie zariadenia je potrebná elektrická energia. V miestnosti, kde nie je dodávaná elektrina alebo nie je možné zabezpečiť prístup k nej, nebude môcť kotol pracovať. Na miestach s pravidelným prerušením siete to nebude fungovať efektívne.
- Ak teplota nadmerne stúpa, prechádza teplonosná tekutina do plynného stavu. To vyvoláva výrazné zvýšenie tlaku v štruktúre, v dôsledku čoho môže dôjsť k prasknutiu potrubia. Aby sa tomu zabránilo, bude potrebné zariadenie vybaviť reguláciou tlaku a teploty. Môže ísť o manometer, snímač teploty, zariadenie na núdzové vypnutie, keď parametre prekročia špecifikovaný rozsah.
Potreba ďalšieho príslušenstva môže prispieť k výraznému zvýšeniu nákladov na vybavenie pre domáce indukčné ohrievače.
Zariadenie sa považuje za takmer úplne tiché, ale v praxi to tak nie je vždy. Platí to pre modely priemyselnej výroby a inštalácií navrhnutých doma.
Možnosti domáceho zariadenia
Existuje niekoľko spôsobov, ako si doma vyrobiť ohrievač. Najlacnejšou možnosťou je vyrobiť zariadenie z kuchynského elektrického sporáka a polypropylénovej rúrky. Pri vykonávaní je náročná, ale dostatočne výkonná je meničová jednotka.
Vykurovacie teleso potrubia
Tento vývoj zahŕňa demontáž špirálového induktora inštalovaného v elektrickom kachle a umiestnenie nového dizajnu na jeho miesto. Na jeho výrobu bude potrebná polypropylénová trubica s dĺžkou 0,5 ma priemerom 4 cm, magnetický prvok, 5 textitových tyčí, ohyby na pripojenie k vykurovacej sieti. Budete tiež musieť kúpiť cievku s prierezom 2 mm² potiahnutú skleneným izolom (taký kábel sa často používa v zariadeniach na zváranie transformátorov) a kovové žínky.
Postupnosť krokov pri výrobe prístroja:
- Do skúmavky sa vloží magnet a naplní sa žinku (namiesto toho je možné použiť nasekaný drôt).
- Namontujte ohyby so závitom.
- Tyče sú prilepené pozdĺž tela, na ktorý je navinutý drôt potiahnutý sklom.
- Demontujte varnú dosku a vyberte z nej indukčný induktor vo forme plochej špirály. Namiesto toho je nainštalovaný pripravený dizajn.
Ohrievač v tejto jednotke sú kovové žinky umiestnené v striedavom poli cievky. Keď sa panel spustí v maximálnom režime so súbežným prenosom vody, ukázalo sa, že sa zohreje na 15 až 20 ° C. Vzhľadom na to, že dlaždice používané na výstavbu majú obvykle výkon najviac 2000 W, je výsledná jednotka vhodná na vykurovanie obytných priestorov do 25 m².
Účinnosť zariadenia sa môže zvýšiť jeho pripojením na zváracie zariadenie, ale takáto práca je spojená s množstvom problémov. Po prvé, bude potrebné prístroj rozobrať a vyhľadať miesta, ktoré ešte neboli na schéme narovnané. Je to spôsobené skutočnosťou, že sa v nej vytvára jednosmerný prúd a na fungovanie ohrievača je potrebný striedavý prúd. Po druhé, bude potrebné použiť hrubšie káble (napríklad meď s priemerom 1,5 mm, potiahnuté smaltovým zložením) a vypočítať požadovaný počet závitov. Nakoniec bude potrebné do zariadenia zaviesť chladiaci mechanizmus.
Zostava indukčného kotla
Toto riešenie nezahŕňa rozobratie dlaždíc. Namiesto toho musí kapitán zvariť nádrž kotla podľa svojich rozmerov.Profilová rúrka je vyrobená z ocele s hrúbkou 2 mm a rozmerom otvoru 2 x 4 cm, z ktorej bude potrebné vytvoriť polotovary pozdĺž šírky panelu. Rúry sú zvárané po celej dĺžke, kombinujúce menšie strany. Hore a dole po koncové časti musia byť hermeticky zvárané pneumatiky zo železa. Vyrábajú sa v nich otvory a sú inštalované rúrky vybavené závitmi. Musíte tiež zvariť niekoľko rohov a vytvoriť poličku pre rúru.
Zariadenie musíte natrieť tepelne odolnou smaltovanou kompozíciou. Po zaschnutí a upevnení je kotol namontovaný na stene a nastrihaný do vykurovacieho systému. Varná doska je umiestnená v hniezde s rohmi a napojená na sieť. Potom musíte naplniť zariadenie chladivom, odvzdušniť vzduchové masy a začať zahrievať indukčný prvok.
Domáce kúrenie nestačí na vykurovanie veľkých obytných priestorov. V mrazivej zime bude môcť vykurovať dve malé miestnosti. Počas prechodných období, keď je teplota vzduchu na ulici približne 0, bude jednotka schopná obslúžiť veľké plochy - až do 40 m2.
Zo zváracieho meniča
Ak máte v úmysle používať zvárací stroj, musíte mať na pamäti, že priame pripojenie induktora k jeho svorkám je prísne zakázané. Porušenie tejto požiadavky je spojené so stratou funkčnosti všetkých prvkov zariadenia. Aby bolo možné kombinovať indukčný ohrievač so zváracím strojom, bude musieť vykonávať rad komplexných manipulácií, ktoré si vyžadujú skúsenosti kapitána a podrobné pochopenie štruktúry jednotky. Primárne vinutie musí byť pripojené namiesto vysokofrekvenčného prevodníka signálu mechanizmu invertora namiesto vstavanej indukčnej tlmivky. Okrem toho je potrebné spájkovaciu kondenzačnú jednotku spájať a demontovať diódový mostík.
Ako vyrobiť výkonný indukčný ohrievač
Uvažované zariadenia majú spotrebu energie v oblasti 2,5 kW. Na výrobu zariadenia s vyšším ukazovateľom (4 kW) potrebuje kapitán vážne znalosti v oblasti rádiovej elektroniky. Neskúsený rádioamatér nie je bezpečný na vykonanie tejto práce.
Jednou z možností môže byť návrh napájacieho zdroja s dvoma pármi vinutí, transformátor, vodič a riadiaca doska. Hodnota frekvencie, pri ktorej jednotka pracuje, je nižšia ako hodnota rezonančná. Na napájanie vodičov slúžia dve cievky, jedna pre riadiacu dosku a jedna je napájacia. Napája štartovacie relé, ventilátor a čerpadlo chladiča.
Bezpečnostné tipy
Zariadenia tohto typu sa široko používajú nielen na vykurovanie miestností, ale aj na tavenie. Hlavným problémom spojeným s domácimi indukčnými zariadeniami je nedostatok komponentov, ktoré poskytujú reguláciu teploty a tlaku a ochranu pred výbuchom. Preto sa pri prevádzke takýchto jednotiek musí postupovať opatrne.
Pred uvedením kotla do prevádzky skontrolujte naplnenie dutiny chladivom. Teleso vyrobené z polymérov sa začne topiť bez pravidelného chladenia tekutinami. To má za následok zmeny deformácie a úplné zlyhanie inštalácie. Nebezpečenstvo môže nastať aj v dôsledku straty žiarovky z taviaceho telesa. V takom prípade bude potrebné vymeniť niekoľko komponentov zariadenia.
Zariadenie je pripojené k elektrine samostatným drôtom, ktorý je vedený z tienenia. Kontakty musia byť pokryté izolačným materiálom. Ak je do konštrukcie zapojený zvárací prístroj, musí byť jeho menič uzemnený. Drôt použitý na túto operáciu by mal mať priemer 4 až 6 mm.Aby sa zabránilo nadmernému zahrievaniu zariadenia v neprítomnosti vody, odporúča sa do prívodu namontovať pretlakový ventil.
Závery a odporúčania
Nezávislá výroba zariadenia je primeraná, ak už farma má indukčný panel. Náklady na jeho obstaranie sú pomerne vysoké a porovnateľné s cenou elektródového ohrievača. Výkon niektorých z týchto modelov dosahuje 10 kW, zatiaľ čo iba remeselník so správnou úrovňou spôsobilosti môže vykonať inštaláciu doma nad 2,5 kW doma (aspoň musíte byť schopní zostaviť obvod frekvenčného meniča). Pred inštaláciou je tiež potrebné zabezpečiť, aby nedošlo k žiadnym trhlinám alebo dieram, cez ktoré môže unikať tekutina zo zdroja tepla: takýto incident môže spôsobiť požiar.
Indukčný ohrievač s jednoduchým dizajnom, určený na údržbu malej časti miestnosti, sa dá ľahko pripraviť bez osobitnej prípravy. Výkonnejšie a efektívnejšie možnosti, napríklad so zváracím strojom alebo dvoma doskami s plošnými spojmi, si vyžadujú kolekciu kompetencií v oblasti rádiovej elektroniky. Štrukturálne vlastnosti týchto zariadení si vyžadujú získanie ďalších kontrol na zaistenie bezpečnosti.
