Индуктивен нагревател работи чрез взаимодействие на вихрови токове, генерирани от електромагнитното поле на индуктора с метална повърхност. Има няколко схеми за направа на индукционен нагревател със собствените си ръце. Най-достъпните от тях са конструкции, изработени от полипропиленови тръби и заваръчен инвертор.
Принципът на действие на индукционния нагревател
Когато по бобината на индуктора тече променлив електрически ток, около него се образува електромагнитно поле. Когато в средата на намотката се постави метална сърцевина с магнитни свойства, нейната температура се повишава. Това индукционно нагряване е явление, причинено от вихрови токове. Наблюдава се само когато дроселът се захранва от променлив електрически ток, който има достатъчна честота на промени в знака и посоката. Когато се прилага постоянен ток към индуктивна част, няма промяна в температурата на сърцевината.
Работата на индуктора за нагряване на заготовките се основава на този принцип. Основният компонент на устройството в повечето случаи е спирална конфигурация, изработена от метал. При котлоните за готвене тази роля играе сплескан елемент, разположен на малко разстояние от плота. В отоплителния котел ролята на индуктора се играе от стоманена тръба, пълна с охлаждаща течност (неговата функция се изпълнява от течност).
Важните компоненти на разглеждания блок са алтернаторът и нагревателният елемент. Първият се използва за получаване на захранване с достатъчно висока честота от типична жилищна електрическа мрежа от 50 Hz. Втората е метална конструкция, способна да абсорбира топлина, докато е в полевото пространство. Генераторът изпраща електрически ток, настроен към необходимите параметри към индуктора (спирален елемент). В този случай поток от заредени частици преминава през намотката, създавайки поле. Поставеният в зоната му на действие метал се загрява под действието на токове на Фуке без директен контакт с индуктора. За да загрява вода в такъв уред, той трябва да е в контакт с нагревателния елемент. Най-простият пример за такъв дизайн би била метална тръба, през която преминава поток от вода. В процеса течността охлажда стените, което удължава живота на конструкцията.
Предимства и недостатъци на устройството
Индукционното отопление може да осигури редица предимства, които използването на електродни приставки не може да осигури. Тъй като нагряването на течността се извършва от метален елемент, който не участва в електрохимични реакции, трайността на устройството зависи само от намотката. Продължителността на неговата работа се определя от продължителността на работата на устройството. Някои индуктори остават в експлоатация повече от 10 години. Това е свързано и със съвместимостта на уреда с различни видове течности за пренос на топлина. В допълнение към обикновената вода за тази роля са подходящи машинните масла и композициите против замръзване.
Вътрешните части на уреда не са покрити с варовикови натрупвания по време на употреба.Поради постоянен контакт с течност, възможността от прегряване на частите е намалена, което също допринася за удължаване на експлоатационния живот. Конвекцията в устройството обикновено достига достатъчно ниво, че не е необходимо да се инсталира циркулационна помпа. Няма нужда от шумоизолационни мерки - устройството работи доста тихо.
Индукционният нагревател обаче има и слабости:
- Устройството изисква електрическа енергия, за да функционира. В помещение, където няма електричество или няма начин да се осигури достъп до него, котелът няма да може да работи. На места с редовни прекъсвания в мрежата няма да работи ефективно.
- Когато температурата се повиши твърде много, топлопредаващата течност преминава в газообразно състояние. Това провокира силно повишаване на налягането в конструкцията, в резултат на което може да се получи руптура на тръбата. За да се предотврати това, ще е необходимо инсталацията да бъде оборудвана с устройства за контрол на налягането и температурата. Това може да бъде манометър, датчик за температура, устройство за аварийно изключване, когато параметрите са извън посочения диапазон.
Необходимостта от допълнителни инструменти може да допринесе за значително увеличаване на разходите за оборудване за самоделен индукционен нагревател.
Устройството се счита за почти напълно безшумно, но на практика това не винаги е така. Това се отнася за индустриални модели и инсталации, проектирани у дома.
Опции за домашно приспособление
Има няколко начина да направите нагревател у дома. Най-достъпният вариант е да направите устройство от кухненска електрическа печка и полипропиленова тръба. Инверторното устройство е трудно за изпълнение, но достатъчно мощно.
Тръбен нагревателен елемент
Това развитие включва демонтиране на спирален индуктор, инсталиран в електрическа печка и поставяне на нов дизайн на негово място. За неговото производство ще ви трябва полипропиленова тръба с дължина 0,5 м и диаметър 4 см, магнитен елемент, 5 текстолитови пръчки, кранове за свързване към отоплителната мрежа. Също така ще трябва да закупите намотка от проводник с напречно сечение 2 mm², покрита със стъклена изолация (такъв кабел често се използва в заваръчни трансформаторни устройства) и метални подложки за миене на съдове.
Последователността на действията при производството на устройството:
- В тръбата се поставя магнит и се пълни с кърпи за миене (вместо тях е приемлива нарязана тел).
- Завоите са снабдени с конци.
- По тялото са залепени пръти, върху които се навива тел, покрита със стъклена изолация.
- Плочата се разглобява и фабричният индуктор, направен под формата на плоска спирала, се отстранява от нея. На негово място е монтирана подготвена конструкция.
Нагревателят в този апарат е метална кърпа за миене, поставена в променливото поле на намотката. При стартиране на панела в максимален режим с паралелно преминаване на вода, той ще се окаже загрят с 15-20 ° C. Като се има предвид, че използваните за строителството плочки обикновено имат мощност не повече от 2000 W, получената единица е подходяща за отопление на жилищни помещения с площ до 25 m².
Ефективността на устройството може да бъде увеличена чрез свързването му със заваръчна машина, но такава работа е изпълнена с редица трудности. Първо, устройството ще трябва да бъде разглобено и да потърси места на диаграмата, които все още не са коригирани. Това се дължи на факта, че в него се създава постоянен ток и е необходим променлив ток, за да функционира нагревателят. На второ място, ще трябва да използвате по-дебела окабеляване (например мед с диаметър 1,5 мм, покрита с емайлирана смес) и да изчислите необходимия брой завъртания.И накрая, в инсталацията ще трябва да се включи охлаждащ механизъм.
Сглобяване на индукционен котел
Това решение не включва разглобяване на плочките. Вместо това капитанът ще трябва да завари резервоара на котела според неговите размери. Взема се профилна тръба от стомана с дебелина 2 мм и размер на отвора 2 на 4 см. От нея ще е необходимо да се направят празни елементи по ширината на панела. Тръбите са заварени по дължина, съвпадащи с по-малките страни. Нагоре и надолу до крайните части, трябва херметично да заварявате железни гуми. В тях се правят дупки и се монтират тръби с резба. Също така трябва да заварявате няколко ъгъла, които образуват рафт за фурната.
Необходимо е да се боядисва устройството с устойчив на температура емайлов състав. След като изсъхне и се закрепи, котелът се монтира на стената и се вгражда в отоплителната система. Плочата се вписва в гнездо с ъгли и е свързана към електрическата мрежа. След това трябва да напълните инсталацията с охлаждаща течност, да обезвъздушите въздушните маси и да започнете да загрявате индуктивния елемент.
Домашният нагревател не е достатъчно мощен, за да отоплява големи жилищни пространства. В мразовита зима той ще може да отоплява две малки стаи. По време на преходните сезони, когато температурата на външния въздух е около нула, устройството ще може да обслужва големи площи - до 40 m2.
От заваръчен инвертор
Когато възнамерявате да използвате заваръчната машина, трябва да се има предвид, че е строго забранено директно свързване на индуктора към неговите клеми. Нарушаването на това изискване е изпълнено със загуба на производителност на всички елементи на инсталацията. За да се комбинира индуктивен нагревател със заваръчна машина, последният ще трябва да извърши редица сложни манипулации, които изискват опит на капитана и подробно разбиране на устройството на устройството. Първичната намотка трябва да бъде свързана след преобразувателя на високочестотни сигнали на инверторния механизъм вместо вградения му индуктивен дросел. Освен това е необходимо да се запои кондензационната единица и да се демонтира диодният мост.
Как да направя мощен индукционен нагревател
Разглежданите устройства имат консумация на енергия около 2,5 kW. За да направи устройство с по-висока скорост (4 kW), майсторът се нуждае от сериозни познания в областта на радиоелектрониката. Не е безопасно за неопитен радиолюбител да се заеме с тази работа.
Една от опциите може да бъде конструкция на захранващ блок с две двойки намотки, трансформатор, драйвер и контролни табла. Стойността на честотата, с която работи устройството, е по-ниска от резонансната. За захранване на драйверите се използват две намотки, едната е за контролната платка, а другата е захранващата. Той захранва релейния стартер, вентилатора и охладителната помпа.
Съвети за безопасност
Растенията от този тип се използват широко не само за отопление на помещения, но и за извършване на топилни работи. Основният проблем на домашно приготвените индукционни устройства е липсата на компоненти, които осигуряват контрол на температурата и налягането и защита от експлозия. Следователно при работа с такива устройства трябва да се внимава и да се внимава.
Преди да стартирате котела, е необходимо да проверите запълването на кухината с охлаждащата течност. Корпусът, изработен от полимери, ще започне да се топи без редовно охлаждане с течност. Това води до промени в деформацията и пълен отказ на инсталацията. Също така опасността може да бъде представена от отлагането на нагрятия метал от топящото се тяло. При такъв инцидент ще е необходимо да се подменят редица модулни възли.
Устройството е свързано към електричество чрез отделен проводник, който минава от щита. Контактите трябва да бъдат покрити с изолационен материал.Ако в конструкцията е включена заваръчна машина, нейният инвертор трябва да бъде заземен. Проводникът, използван за тази операция, трябва да бъде с диаметър 4-6 mm. За да се предотврати прекомерно нагряване на инсталацията при липса на вода, препоръчително е да се монтира клапан за свръхналягане във входа.
Заключения и препоръки
Има причина да се заемем с независимото производство на устройството, ако домакинството вече има индукционен панел. Разходите за закупуването му са доста високи и сравними с цената на електроден нагревател. Мощността на някои от тези модели достига 10 kW, докато извършването на инсталация с индикатор над 2,5 kW у дома може да се извърши само от майстор с подходящо ниво на компетентност (поне трябва да можете да сглобите честотен преобразувател верига). Също така, преди инсталацията е необходимо да се уверите, че няма пукнатини и дупки, през които течността от топлинния генератор може да изтече: такъв инцидент може да причини пожар.
Индукционен нагревател с опростен дизайн, проектиран да обслужва малка площ от стаята, е лесно да се направи без специално обучение. По-мощните и ефективни опции, например със заваръчна машина или две дъски, изискват асемблерът да е компетентен в областта на електрониката. Структурните характеристики на тези инсталации налагат придобиването на допълнителни устройства за управление, за да се гарантира безопасността.
