Ένας επαγωγικός θερμαντήρας λειτουργεί με την αλληλεπίδραση των ρευμάτων που δημιουργούνται από το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο του επαγωγέα με μια μεταλλική επιφάνεια. Υπάρχουν πολλά σχέδια για την κατασκευή επαγωγικού θερμαντήρα με τα χέρια σας. Οι πιο προσιτές από αυτές είναι κατασκευές από σωλήνες πολυπροπυλενίου και έναν μετατροπέα συγκόλλησης.
Η αρχή της λειτουργίας του επαγωγικού θερμαντήρα
Όταν ένα εναλλασσόμενο ηλεκτρικό ρεύμα ρέει κατά μήκος του πηνίου του επαγωγέα, σχηματίζεται ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο γύρω από αυτό. Όταν ένας μεταλλικός πυρήνας με μαγνητικές ιδιότητες τοποθετείται στη μέση του πηνίου, η θερμοκρασία του αυξάνεται. Αυτή η επαγωγική θέρμανση είναι ένα φαινόμενο που προκαλείται από τα ρεύματα. Παρατηρείται μόνο όταν το τσοκ τροφοδοτείται από εναλλασσόμενο ηλεκτρικό ρεύμα, το οποίο έχει επαρκή συχνότητα αλλαγών στο σήμα και την κατεύθυνση. Όταν ένα ρεύμα DC εφαρμόζεται σε ένα επαγωγικό μέρος, δεν υπάρχει καμία αλλαγή στη θερμοκρασία του πυρήνα.
Η λειτουργία του επαγωγέα για τη θέρμανση των τεμαχίων εργασίας βασίζεται σε αυτήν την αρχή. Το κύριο συστατικό της μονάδας στις περισσότερες περιπτώσεις είναι μια σπειροειδής διαμόρφωση από μέταλλο. Σε εστίες μαγειρέματος, αυτός ο ρόλος παίζεται από ένα ισοπεδωμένο στοιχείο που βρίσκεται σε μικρή απόσταση από την εστία. Σε έναν λέβητα θέρμανσης, ο ρόλος του επαγωγέα παίζεται από έναν χαλύβδινο σωλήνα γεμάτο με ψυκτικό (η λειτουργία του εκτελείται από ένα υγρό).
Τα σημαντικά εξαρτήματα της υπό εξέταση μονάδας είναι ο εναλλάκτης και το θερμαντικό στοιχείο. Το πρώτο χρησιμοποιείται για την παροχή τροφοδοσίας επαρκώς υψηλής συχνότητας από ένα τυπικό οικιακό ηλεκτρικό δίκτυο 50 Hz. Το δεύτερο είναι μια μεταλλική δομή ικανή να απορροφά θερμότητα ενώ βρίσκεται στο πεδίο. Η γεννήτρια στέλνει ένα ηλεκτρικό ρεύμα προσαρμοσμένο στις απαιτούμενες παραμέτρους στον επαγωγέα (σπειροειδές στοιχείο). Σε αυτήν την περίπτωση, ένα ρεύμα φορτισμένων σωματιδίων διέρχεται από το πηνίο, δημιουργώντας ένα πεδίο. Το μέταλλο που τοποθετείται στη ζώνη δράσης του θερμαίνεται υπό τη δράση των ρευμάτων Fouquet χωρίς άμεση επαφή με τον επαγωγέα. Για τη θέρμανση νερού σε μια τέτοια μονάδα, πρέπει να έρχεται σε επαφή με το θερμαντικό στοιχείο. Το απλούστερο παράδειγμα ενός τέτοιου σχεδιασμού θα ήταν ένας μεταλλικός σωλήνας μέσω του οποίου διέρχεται ένα ρεύμα νερού. Στη διαδικασία, το υγρό ψύχει τους τοίχους, που παρατείνει τη διάρκεια ζωής της δομής.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της συσκευής
Η επαγωγική θέρμανση μπορεί να προσφέρει πολλά οφέλη που δεν μπορεί να προσφέρει η χρήση ηλεκτροδίων. Δεδομένου ότι η θέρμανση του υγρού πραγματοποιείται από ένα μεταλλικό στοιχείο που δεν συμμετέχει σε ηλεκτροχημικές αντιδράσεις, η ανθεκτικότητα της συσκευής εξαρτάται μόνο από το πηνίο. Η διάρκεια λειτουργίας της καθορίζεται από τη διάρκεια λειτουργίας της συσκευής. Ορισμένοι επαγωγείς παραμένουν σε λειτουργία για περισσότερα από 10 χρόνια. Αυτό σχετίζεται επίσης με τη συμβατότητα της μονάδας με διαφορετικούς τύπους υγρών μεταφοράς θερμότητας. Εκτός από το απλό νερό, τα λιπαντικά μηχανών και τα αντιψυκτικά σκευάσματα είναι κατάλληλα για αυτόν τον ρόλο.
Τα εσωτερικά μέρη της μονάδας δεν καλύπτονται με συσσώρευση ασβεστίου κατά τη χρήση.Λόγω της συνεχούς επαφής με το υγρό, η πιθανότητα υπερθέρμανσης των εξαρτημάτων μειώνεται, γεγονός που συμβάλλει επίσης στην παράταση της διάρκειας ζωής. Η μεταφορά στη συσκευή συνήθως φτάνει σε επαρκές επίπεδο ώστε να μην είναι απαραίτητη η εγκατάσταση αντλίας κυκλοφορίας. Δεν υπάρχει ανάγκη για ηχομονωτικά μέτρα - η συσκευή λειτουργεί αρκετά αθόρυβα.
Ωστόσο, ο επαγωγικός θερμαντήρας έχει επίσης αδυναμίες:
- Η συσκευή απαιτεί ηλεκτρική ενέργεια για να λειτουργήσει. Σε ένα δωμάτιο όπου δεν υπάρχει ηλεκτρικό ρεύμα ή δεν υπάρχει τρόπος πρόσβασης σε αυτό, ο λέβητας δεν θα μπορεί να λειτουργήσει. Σε μέρη με τακτικές διακοπές δικτύου, δεν θα λειτουργεί αποτελεσματικά.
- Όταν η θερμοκρασία αυξάνεται πάρα πολύ, το υγρό μεταφοράς θερμότητας μετατρέπεται σε αέρια κατάσταση. Αυτό προκαλεί μια ισχυρή αύξηση της πίεσης στη δομή, ως αποτέλεσμα της οποίας μπορεί να συμβεί ρήξη του σωλήνα. Για να αποφευχθεί αυτό, θα είναι απαραίτητο να εξοπλιστεί η εγκατάσταση με συσκευές ελέγχου πίεσης και θερμοκρασίας. Μπορεί να είναι ένας μετρητής πίεσης, ένας αισθητήρας θερμοκρασίας, μια συσκευή τερματισμού έκτακτης ανάγκης όταν οι παράμετροι είναι εκτός του καθορισμένου εύρους.
Η ανάγκη για πρόσθετα εργαλεία μπορεί να συμβάλει σε σημαντική αύξηση του κόστους εξοπλισμού για σπιτικό επαγωγικό θερμαντήρα.
Η συσκευή θεωρείται σχεδόν εντελώς αθόρυβη, αλλά στην πράξη αυτό δεν συμβαίνει πάντα. Αυτό ισχύει για βιομηχανικά μοντέλα και εγκαταστάσεις που έχουν σχεδιαστεί στο σπίτι.
Επιλογές σπιτικής συσκευής
Υπάρχουν διάφοροι τρόποι για να φτιάξετε μια θερμάστρα στο σπίτι. Η πιο προσιτή επιλογή είναι να φτιάξετε μια συσκευή από ηλεκτρική κουζίνα και σωλήνα πολυπροπυλενίου. Η συσκευή μετατροπέα είναι δύσκολο να εκτελεστεί, αλλά αρκετά ισχυρή.
Στοιχείο θέρμανσης σωλήνων
Αυτή η εξέλιξη περιλαμβάνει την αποσυναρμολόγηση ενός σπειροειδούς επαγωγέα εγκατεστημένου σε μια ηλεκτρική κουζίνα και τοποθέτηση ενός νέου σχεδίου στη θέση του. Για την κατασκευή του, θα χρειαστείτε ένα σωλήνα πολυπροπυλενίου μήκους 0,5 m και διαμέτρου 4 cm, ένα μαγνητικό στοιχείο, 5 ράβδους textolite, βρύσες για σύνδεση στο δίκτυο θέρμανσης. Θα χρειαστεί επίσης να αγοράσετε ένα πηνίο αγωγού με διατομή 2 mm² επικαλυμμένο με μόνωση από γυαλί (ένα τέτοιο καλώδιο χρησιμοποιείται συχνά σε συσκευές μετασχηματισμού συγκόλλησης) και μεταλλικά μαξιλάρια καθαρισμού για πλύσιμο πιάτων.
Η ακολουθία ενεργειών στην κατασκευή της συσκευής:
- Ένας μαγνήτης τοποθετείται στο σωλήνα και γεμίζει με πετσέτες (αντί για αυτά, είναι αποδεκτό το ψιλοκομμένο σύρμα).
- Οι στροφές είναι εφοδιασμένες με σπειρώματα.
- Οι ράβδοι είναι κολλημένες κατά μήκος του σώματος, πάνω στο οποίο τυλίγεται ένα σύρμα καλυμμένο με γυάλινη μόνωση.
- Η εστία αποσυναρμολογείται και ο εργοστασιακός επαγωγέας, που έχει τη μορφή επίπεδης σπείρας, αφαιρείται από αυτό. Μια έτοιμη δομή εγκαθίσταται στη θέση της.
Ο θερμαντήρας σε αυτή τη συσκευή είναι ένα μεταλλικό νιπτήρα τοποθετημένο στο εναλλασσόμενο πεδίο του πηνίου. Κατά την εκκίνηση του πάνελ σε μέγιστη λειτουργία με παράλληλη διέλευση νερού, θα αποδειχθεί ότι θα θερμανθεί κατά 15-20 ° C. Λαμβάνοντας υπόψη ότι τα πλακίδια που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή έχουν συνήθως ισχύ όχι μεγαλύτερη από 2000 W, η προκύπτουσα μονάδα είναι κατάλληλη για θέρμανση οικιστικών χώρων με εμβαδόν έως 25 m².
Η αποδοτικότητα της συσκευής μπορεί να αυξηθεί συνδέοντάς την σε μια μηχανή συγκόλλησης, αλλά μια τέτοια εργασία είναι γεμάτη με πολλές δυσκολίες. Πρώτον, η συσκευή θα πρέπει να αποσυναρμολογηθεί και να αναζητήσει θέσεις στο διάγραμμα που δεν έχουν ακόμη διορθωθεί. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι δημιουργείται συνεχές ρεύμα σε αυτό και απαιτείται εναλλασσόμενο ρεύμα για τη λειτουργία του θερμαντήρα. Δεύτερον, θα χρειαστεί να χρησιμοποιήσετε παχύτερη καλωδίωση (για παράδειγμα, χαλκό με διάμετρο 1,5 mm, καλυμμένο με σμάλτο) και να υπολογίσετε τον απαιτούμενο αριθμό στροφών.Τέλος, θα πρέπει να ενσωματωθεί ένας μηχανισμός ψύξης στην εγκατάσταση.
Συναρμολόγηση επαγωγικού λέβητα
Αυτή η λύση δεν περιλαμβάνει αποσυναρμολόγηση των πλακιδίων. Αντ 'αυτού, ο κύριος θα πρέπει να συγκολλήσει τη δεξαμενή λέβητα σύμφωνα με τις διαστάσεις του. Λαμβάνεται ένας σωλήνας προφίλ από ατσάλι με πάχος 2 mm και μέγεθος οπής 2 έως 4 cm. Θα χρειαστεί να φτιάξετε κενά στοιχεία από αυτό κατά μήκος του πλάτους του πίνακα. Οι σωλήνες συγκολλούνται κατά μήκος, που ταιριάζουν με τις μικρότερες πλευρές. Πάνω και κάτω στα τελικά μέρη, πρέπει να συγκολλήσετε ερμητικά ελαστικά σιδήρου. Οι τρύπες κατασκευάζονται σε αυτά και τοποθετούνται σπειροειδείς σωλήνες. Πρέπει επίσης να συγκολλήσετε μερικές γωνίες που σχηματίζουν ένα ράφι για το φούρνο.
Είναι απαραίτητο να βάψετε τη συσκευή με ανθεκτική στη θερμοκρασία σύνθεση σμάλτου. Αφού στεγνώσει και στερεωθεί, ο λέβητας τοποθετείται στον τοίχο και ενσωματώνεται στο σύστημα θέρμανσης. Η εστία χωράει σε φωλιά με γωνίες και συνδέεται με το ηλεκτρικό δίκτυο. Στη συνέχεια, πρέπει να γεμίσετε την εγκατάσταση με ψυκτικό, εξαέρωση μάζες αέρα και να αρχίσετε να θερμαίνετε το στοιχείο επαγωγής.
Ένας σπιτικός θερμαντήρας δεν είναι αρκετά ισχυρός για να θερμαίνει μεγάλους χώρους διαβίωσης. Σε έναν παγωμένο χειμώνα, θα μπορεί να θερμαίνει δύο μικρά δωμάτια. Κατά τη διάρκεια των μεταβατικών εποχών, όταν η εξωτερική θερμοκρασία του αέρα είναι περίπου μηδέν, η μονάδα θα μπορεί να εξυπηρετεί μεγάλες περιοχές - έως και 40 m2.
Από έναν μετατροπέα συγκόλλησης
Όταν σκοπεύετε να χρησιμοποιήσετε τη μηχανή συγκόλλησης, πρέπει να έχετε υπόψη ότι απαγορεύεται αυστηρά η απευθείας σύνδεση του επαγωγέα με τους ακροδέκτες του. Η παραβίαση αυτής της απαίτησης είναι γεμάτη με την απώλεια απόδοσης όλων των στοιχείων της εγκατάστασης. Για να συνδυάσει έναν επαγωγικό θερμαντήρα με μια μηχανή συγκόλλησης, ο τελευταίος θα πρέπει να πραγματοποιήσει έναν αριθμό πολύπλοκων χειρισμών που απαιτούν την εμπειρία του πλοιάρχου και μια λεπτομερή κατανόηση της συσκευής της μονάδας. Η πρωτεύουσα περιέλιξη πρέπει να συνδεθεί μετά τον μετατροπέα σημάτων υψηλής συχνότητας του μηχανισμού αντιστροφέα αντί του ενσωματωμένου επαγωγικού τσοκ. Επιπλέον, είναι απαραίτητο να συγκολληθεί η μονάδα συμπύκνωσης και να αποσυναρμολογηθεί η γέφυρα διόδων.
Πώς να φτιάξετε έναν ισχυρό επαγωγικό θερμαντήρα
Οι εξεταζόμενες συσκευές έχουν κατανάλωση ισχύος στην περιοχή των 2,5 kW. Για να δημιουργήσει μια συσκευή με υψηλότερο ρυθμό (4 kW), ένας πλοίαρχος χρειάζεται σοβαρές γνώσεις στον τομέα των ραδιοηλεκτρονικών. Δεν είναι ασφαλές για έναν άπειρο ραδιοερασιτέχνη να αναλάβει αυτό το έργο.
Μία από τις επιλογές μπορεί να είναι η κατασκευή μονάδας τροφοδοσίας με δύο ζεύγη περιελίξεων, μετασχηματιστή, οδηγό και πίνακες ελέγχου. Η τιμή της συχνότητας στην οποία λειτουργεί η μονάδα είναι κατώτερη από τη συντονισμένη. Δύο πηνία χρησιμοποιούνται για την τροφοδοσία των οδηγών, το ένα είναι για τον πίνακα ελέγχου και το άλλο είναι το τροφοδοτικό. Τροφοδοτεί την αντλία εκκίνησης ρελέ, ανεμιστήρα και ψύκτη.
Συμβουλές ασφαλείας
Τα φυτά αυτού του τύπου χρησιμοποιούνται ευρέως όχι μόνο για τη θέρμανση χώρου, αλλά και για την εκτέλεση εργασιών τήξης. Το κύριο πρόβλημα με τις οικιακές επαγωγικές συσκευές είναι η έλλειψη εξαρτημάτων που παρέχουν έλεγχο θερμοκρασίας και πίεσης και προστασία από εκρήξεις. Επομένως, κατά τη λειτουργία τέτοιων μονάδων, πρέπει να προσέχετε και να προσέχετε.
Πριν από την εκκίνηση του λέβητα, είναι απαραίτητο να ελέγξετε την πλήρωση της κοιλότητας με το ψυκτικό. Η θήκη, κατασκευασμένη από πολυμερή, θα αρχίσει να λιώνει χωρίς τακτική ψύξη με υγρό. Αυτό συνεπάγεται αλλαγές παραμόρφωσης και πλήρη αποτυχία της εγκατάστασης. Επίσης, ο κίνδυνος μπορεί να αντιπροσωπεύεται από την πτώση του θερμαινόμενου μετάλλου από το σώμα τήξης. Σε ένα τέτοιο περιστατικό, θα είναι απαραίτητο να αντικατασταθούν ορισμένα συγκροτήματα μονάδων.
Η συσκευή συνδέεται με ηλεκτρικό ρεύμα μέσω ξεχωριστού καλωδίου που τρέχει από την ασπίδα. Οι επαφές πρέπει να καλύπτονται με μονωτικό υλικό.Εάν μια μηχανή συγκόλλησης εμπλέκεται στη δομή, ο μετατροπέας πρέπει να είναι γειωμένη. Το καλώδιο που χρησιμοποιείται για αυτήν τη λειτουργία πρέπει να έχει μήκος 4-6 mm Για την αποφυγή υπερβολικής θέρμανσης της εγκατάστασης σε περίπτωση απουσίας νερού, συνιστάται η εγκατάσταση βαλβίδας υπερπίεσης στην είσοδο.
Συμπεράσματα και Προτάσεις
Υπάρχει λόγος να αναλάβετε την ανεξάρτητη κατασκευή της συσκευής εάν το νοικοκυριό διαθέτει ήδη επαγωγικό πίνακα. Το κόστος αγοράς του είναι αρκετά υψηλό και συγκρίσιμο με την τιμή ενός θερμαντήρα ηλεκτροδίου. Η ισχύς ορισμένων από αυτά τα μοντέλα φτάνει τα 10 kW, ενώ η εγκατάσταση με ένδειξη πάνω από 2,5 kW στο σπίτι μπορεί να γίνει μόνο από έναν κύριο με το κατάλληλο επίπεδο ικανότητας (τουλάχιστον, πρέπει να μπορείτε να συναρμολογήσετε έναν μετατροπέα συχνότητας κύκλωμα). Επίσης, πριν από την εγκατάσταση, είναι απαραίτητο να βεβαιωθείτε ότι δεν υπάρχουν ρωγμές και τρύπες μέσω των οποίων μπορεί να διαρρεύσει υγρό από τη γεννήτρια θερμότητας: ένα τέτοιο συμβάν μπορεί να προκαλέσει πυρκαγιά.
Ένας επαγωγικός θερμαντήρας απλού σχεδιασμού, σχεδιασμένος για να εξυπηρετεί μια μικρή έκταση του δωματίου, είναι εύκολο να φτιαχτεί χωρίς ειδική εκπαίδευση. Πιο ισχυρές και αποδοτικές επιλογές, για παράδειγμα με μια μηχανή συγκόλλησης ή δύο σανίδες, απαιτούν από τον συναρμολογητή να είναι ικανός στον τομέα των ηλεκτρονικών. Τα δομικά χαρακτηριστικά αυτών των εγκαταστάσεων απαιτούν την απόκτηση πρόσθετων ελέγχων για την εξασφάλιση της ασφάλειας.
