Principiul de funcționare al încălzitorului cu inducție

Un încălzitor inductiv funcționează prin interacțiunea curenților turbionari generați de câmpul electromagnetic al inductorului cu o suprafață metalică. Există mai multe scheme pentru realizarea unui încălzitor cu inducție cu propriile mâini. Cele mai accesibile dintre acestea sunt structurile din țevi din polipropilenă și un invertor de sudură.

Principiul de funcționare al încălzitorului cu inducție

Când un curent electric alternativ curge de-a lungul bobinei inductorului, în jurul său se formează un câmp electromagnetic. Când un miez metalic cu proprietăți magnetice este plasat în mijlocul bobinei, temperatura acestuia crește. Această încălzire prin inducție este un fenomen cauzat de curenții turbionari. Se observă numai atunci când șocul este alimentat de un curent electric alternativ, care are o frecvență suficientă de schimbări în semn și direcție. Când un curent continuu este aplicat unei părți inductive, nu există nicio modificare a temperaturii miezului.

Funcționarea inductorului pentru încălzirea pieselor se bazează pe acest principiu. Componenta principală a unității, în cele mai multe cazuri, este o configurație spirală din metal. În plitele de gătit, acest rol îl joacă un element turtit situat la mică distanță de plită. Într-un cazan de încălzire, rolul inductorului este jucat de un tub de oțel umplut cu un agent de răcire (funcția sa este îndeplinită de un lichid).

Componentele importante ale unității luate în considerare sunt alternatorul și elementul de încălzire. Primul este utilizat pentru a obține o sursă de alimentare cu o frecvență suficient de mare dintr-o rețea electrică rezidențială tipică de 50 Hz. A doua este o structură metalică capabilă să absoarbă căldura în timp ce se află în spațiu. Generatorul trimite un curent electric reglat la parametrii necesari către inductor (element în spirală). În acest caz, un flux de particule încărcate trece prin bobină, creând un câmp. Metalul plasat în zona sa de acțiune este încălzit sub acțiunea curenților Fouquet fără contact direct cu inductorul. Pentru a încălzi apa într-o astfel de unitate, aceasta trebuie să fie în contact cu elementul de încălzire. Cel mai simplu exemplu al unui astfel de design ar fi o țeavă metalică prin care trece un curent de apă. În acest proces, lichidul răcește pereții, ceea ce prelungește durata de viață a structurii.

Avantajele și dezavantajele dispozitivului

Încălzirea prin inducție poate oferi o serie de avantaje pe care utilizarea accesoriilor de electrod nu le poate oferi. Deoarece încălzirea lichidului este realizată de un element metalic care nu participă la reacții electrochimice, durabilitatea dispozitivului depinde doar de bobină. Durata funcționării sale este determinată de durata de funcționare a dispozitivului. Unele inductoare rămân operaționale mai mult de 10 ani. Acest lucru este legat și de compatibilitatea unității cu diferite tipuri de fluide de transfer termic. În plus față de apa simplă, uleiurile pentru mașini și formulările antigel sunt potrivite pentru acest rol.

Părțile interne ale unității nu sunt acoperite cu acumulări de calcar în timpul utilizării.Datorită contactului constant cu lichidul, se reduce posibilitatea supraîncălzirii pieselor, ceea ce contribuie și la prelungirea duratei de viață. Convecția în dispozitiv atinge de obicei un nivel suficient încât să nu fie necesară instalarea unei pompe de circulație. Nu este nevoie de măsuri de izolare fonică - dispozitivul funcționează destul de liniștit.

Cu toate acestea, încălzitorul cu inducție are și puncte slabe:

1. Dispozitivul necesită energie electrică pentru a funcționa. Într-o cameră în care nu există electricitate sau nu există nici o modalitate de a oferi acces la aceasta, cazanul nu va putea funcționa. În locurile cu întreruperi regulate ale rețelei, acesta nu va funcționa eficient.
2. Când temperatura crește prea mult, lichidul care transferă căldura se transformă într-o stare gazoasă. Acest lucru provoacă o creștere puternică a presiunii în structură, ca urmare a cărei rupere a țevii poate apărea. Pentru a preveni acest lucru, va fi necesar să echipați instalația cu dispozitive de control al presiunii și temperaturii. Poate fi un manometru, un senzor de temperatură, un dispozitiv de oprire de urgență atunci când parametrii sunt în afara intervalului specificat.

Nevoia de scule suplimentare poate contribui la o creștere semnificativă a costurilor echipamentelor pentru un încălzitor cu inducție de casă.

Dispozitivul este considerat aproape complet silențios, dar în practică acest lucru nu este întotdeauna cazul. Acest lucru se aplică modelelor industriale și instalațiilor proiectate la domiciliu.

Opțiuni de dispozitiv de casă

Există mai multe moduri de a face un încălzitor acasă. Cea mai accesibilă opțiune este realizarea unui dispozitiv dintr-o sobă electrică de bucătărie și o țeavă din polipropilenă. Dispozitivul invertor este dificil de executat, dar suficient de puternic.

Element de încălzire a țevilor

Această dezvoltare implică demontarea unui inductor spiralat instalat într-o sobă electrică și plasarea unui nou design în locul său. Pentru fabricarea acestuia, veți avea nevoie de un tub din polipropilenă de 0,5 m lungime și 4 cm diametru, un element magnetic, 5 tije textolite, robinete pentru conectarea la rețeaua de încălzire. De asemenea, va trebui să achiziționați o bobină de conductor cu o secțiune transversală de 2 mm² acoperită cu izolație din sticlă (un astfel de cablu este adesea utilizat în dispozitivele de transformare a sudării) și tampoane metalice pentru spălat vase.

Secvența de acțiuni în fabricarea dispozitivului:

1. Un magnet este plasat în tub și umplut cu șervețele (în locul lor, sârmă tocată este acceptabilă).
2. Curbele sunt prevăzute cu fire.
3. Tijele sunt lipite de-a lungul corpului, pe care se înfășoară un fir acoperit cu izolație din sticlă.
4. Plita este demontată și inductorul din fabrică, realizat sub formă de spirală plană, este îndepărtat de pe acesta. O structură pregătită este instalată în locul său.

Încălzitorul din acest aparat este un prosop metalic plasat în câmpul alternativ al bobinei. Când porniți panoul în modul maxim cu trecere paralelă a apei, acesta se va dovedi încălzit cu 15-20 ° C. Având în vedere că plăcile utilizate pentru construcție au de obicei o putere de cel mult 2000 W, unitatea rezultată este potrivită pentru încălzirea spațiilor rezidențiale cu o suprafață de până la 25 m².

Eficiența dispozitivului poate fi crescută prin conectarea la o mașină de sudat, dar o astfel de muncă este plină de o serie de dificultăți. În primul rând, dispozitivul va trebui demontat și căutat locuri pe diagramă care nu au fost încă corectate. Acest lucru se datorează faptului că este creat un curent continuu în acesta și este necesar un curent alternativ pentru ca funcționarea încălzitorului. În al doilea rând, va trebui să utilizați cabluri mai groase (de exemplu, cupru cu diametrul de 1,5 mm, acoperit cu un compus de smalț) și să calculați numărul necesar de spire.În cele din urmă, un mecanism de răcire va trebui să fie încorporat în instalație.

Asamblarea unui cazan cu inducție

Această soluție nu implică demontarea plăcilor. În schimb, comandantul va trebui să sudeze rezervorul cazanului în funcție de dimensiunile sale. Se ia un tub profilat din oțel cu o grosime de 2 mm și o dimensiune a găurilor de 2 cu 4 cm. Va fi necesar să se facă elemente goale din acesta de-a lungul lățimii panoului. Țevile sunt sudate longitudinal, potrivindu-se cu laturile mai mici. În sus și în jos până la părțile finale, trebuie să sudați ermetic anvelopele din fier. În ele se fac găuri și se instalează țevi filetate. De asemenea, trebuie să sudați câteva colțuri care formează un raft pentru cuptor.

Este necesar să vopsiți dispozitivul cu o compoziție de email rezistentă la temperatură. După ce s-a uscat și fixat, cazanul este montat pe perete și încorporat în sistemul de încălzire. Plita se potrivește într-un cuib cu colțuri și este conectată la rețeaua electrică. Apoi, trebuie să umpleți instalația cu un lichid de răcire, să purgați masele de aer și să începeți să încălziți elementul inductor.

Un încălzitor de casă nu este suficient de puternic pentru a încălzi spații mari de locuit. Într-o iarnă geroasă, va putea încălzi două camere mici. În timpul anotimpurilor de tranziție, când temperatura aerului exterior este în jurul valorii de zero, unitatea va putea deservi suprafețe mari - până la 40 m2.

De la un invertor de sudură

Atunci când intenționați să utilizați mașina de sudat, trebuie avut în vedere faptul că este strict interzisă conectarea directă a inductorului la bornele sale. Încălcarea acestei cerințe este plină de pierderea performanței tuturor elementelor instalației. Pentru a combina un încălzitor inductiv cu o mașină de sudat, acesta din urmă va trebui să efectueze o serie de manipulări complexe care necesită experiența comandantului și o înțelegere detaliată a dispozitivului unității. Înfășurarea primară trebuie să fie conectată după convertorul de semnale de înaltă frecvență al mecanismului invertorului în locul șocului inductiv încorporat. În plus, este necesar să lipiți unitatea de condensare și să demontați puntea diodei.

Cum se face un încălzitor cu inducție puternic

Dispozitivele considerate au un consum de energie în regiune de 2,5 kW. Pentru a realiza un dispozitiv cu o rată mai mare (4 kW), un maestru are nevoie de cunoștințe serioase în domeniul electronicii radio. Nu este sigur pentru un radioamator lipsit de experiență să își asume această muncă.

Una dintre opțiuni poate fi construirea unei unități de alimentare cu două perechi de înfășurări, un transformator, șofer și plăci de control. Valoarea frecvenței la care funcționează unitatea este inferioară celei rezonante. Două bobine sunt utilizate pentru alimentarea driverelor, una este pentru placa de control, iar cealaltă este cea de alimentare. Alimentează demarorul releului, ventilatorul și pompa de răcire.

Sfaturi de siguranta

Plantele de acest tip sunt utilizate pe scară largă nu numai pentru încălzirea spațiului, ci și pentru efectuarea lucrărilor de topire. Principala problemă cu dispozitivele de inducție de casă este lipsa componentelor care asigură controlul temperaturii și presiunii și protecție împotriva exploziei. Prin urmare, atunci când utilizați astfel de unități, trebuie să aveți grijă și prudență.

Înainte de a porni cazanul, este necesar să verificați umplerea cavității cu lichidul de răcire. Carcasa, realizată din polimeri, va începe să se topească fără răcire regulată cu lichid. Acest lucru implică modificări de deformare și eșec complet al instalării. De asemenea, pericolul poate fi reprezentat de căderea metalului încălzit din corpul de topire. Într-un astfel de incident, va fi necesar să se înlocuiască un număr de ansambluri de unități.

Dispozitivul este conectat la electricitate printr-un fir separat care trece de la scut. Contactele trebuie acoperite cu material izolant.Dacă o mașină de sudat este implicată în structură, invertorul său trebuie să fie împământat. Firul utilizat pentru această operațiune ar trebui să aibă o lățime de 4-6 mm. Pentru a preveni încălzirea excesivă a instalației în absența apei, este recomandabil să instalați o supapă de suprapresiune în intrare.

Concluzii si recomandari

Există un motiv pentru a prelua producția independentă a dispozitivului dacă gospodăria are deja un panou de inducție. Costul achiziționării acestuia este destul de mare și comparabil cu prețul unui încălzitor cu electrozi. Puterea unora dintre aceste modele ajunge la 10 kW, în timp ce realizarea unei instalații cu un indicator de peste 2,5 kW la domiciliu poate fi făcută doar de un maestru cu nivelul adecvat de competență (cel puțin, trebuie să puteți asambla un convertor de frecvență circuit). De asemenea, înainte de instalare, este necesar să vă asigurați că nu există fisuri și găuri prin care să se scurgă lichidul din generatorul de căldură: un astfel de incident poate provoca un incendiu.

Un încălzitor cu inducție cu un design simplu, conceput pentru a deservi o zonă mică a camerei, este ușor de realizat fără o pregătire specială. Opțiunile mai puternice și mai eficiente, de exemplu cu o mașină de sudat sau două plăci, necesită ca ansamblorul să fie competent în domeniul electronicii. Caracteristicile structurale ale acestor instalații necesită achiziționarea de controale suplimentare pentru a asigura siguranța.