En induktiv värmare fungerar genom samverkan mellan virvelströmmar som genereras av induktans elektromagnetiska fält med en metallyta. Det finns flera scheman för att skapa en induktionsvärmare med egna händer. De mest prisvärda av dem är strukturer gjorda av polypropenrör och en svetsomvandlare.
Principen för drift av induktionsvärmare
När en växelström flyter längs induktansspolen bildas ett elektromagnetiskt fält runt den. När en metallkärna med magnetiska egenskaper placeras i mitten av spolen stiger temperaturen. Denna induktionsuppvärmning är ett fenomen som orsakas av virvelströmmar. Det observeras endast när choken drivs av en växelström, som har tillräcklig frekvens av förändringar i tecken och riktning. När en likström matas till en induktiv del sker ingen förändring i kärntemperaturen.
Induktorn för uppvärmning av arbetsstyckena bygger på denna princip. Huvudkomponenten i enheten är i de flesta fall en spiralkonfiguration gjord av metall. I kokplattor spelas denna roll av ett tillplattat element som ligger på kort avstånd från hällen. I en värmepanna spelas induktans roll av ett stålrör fyllt med kylvätska (dess funktion utförs av en vätska).
De viktiga komponenterna i den aktuella enheten är generator och värmeelement. Den första används för att erhålla strömförsörjning med en tillräckligt hög frekvens från ett typiskt bostadsnät på 50 Hz. Den andra är en metallkonstruktion som kan absorbera värme i fältutrymmet. Generatorn skickar en elektrisk ström anpassad till de nödvändiga parametrarna till induktorn (spiralelementet). I detta fall passerar en ström av laddade partiklar genom spolen och skapar ett fält. Metallen som placeras i dess verkningszon värms upp under påverkan av Fouquet-strömmar utan direkt kontakt med induktorn. För att värma vatten i en sådan enhet måste den vara i kontakt med värmeelementet. Det enklaste exemplet på en sådan design skulle vara ett metallrör genom vilket en vattenström passerar. I processen kyler vätskan väggarna, vilket förlänger strukturens livslängd.
Fördelar och nackdelar med enheten
Induktionsuppvärmning kan ge ett antal fördelar som användningen av elektrodfästen inte kan ge. Eftersom uppvärmningen av vätskan utförs av ett metallelement som inte deltar i elektrokemiska reaktioner beror enhetens hållbarhet bara på spolen. Varaktigheten av dess drift bestäms av enhetens driftstid. Vissa induktorer är i drift i mer än tio år. Detta är också relaterat till enhetens kompatibilitet med olika typer av värmeöverföringsvätskor. Förutom vanligt vatten är maskinoljor och frostskyddsformuleringar lämpliga för denna roll.
Enhetens inre delar täcks inte av kalkavlagringar under användning.På grund av konstant kontakt med vätska minskas risken för överhettning av delar, vilket också bidrar till en förlängd livslängd. Konvektion i enheten når vanligtvis en tillräcklig nivå att det inte är nödvändigt att installera en cirkulationspump. Det finns inget behov av ljudisolering - enheten fungerar ganska tyst.
Induktionsvärmaren har dock också svagheter:
- Enheten kräver elektrisk energi för att fungera. I ett rum där det inte finns el eller det inte finns något sätt att ge tillgång till den kommer inte pannan att kunna arbeta. På platser med regelbundna nätverksavbrott fungerar det inte effektivt.
- När temperaturen stiger för mycket förvandlas den värmeöverförande vätskan till ett gasformigt tillstånd. Detta framkallar en kraftig ökning av trycket i strukturen, vilket kan leda till att rörbrott kan uppstå. För att förhindra att detta händer kommer det att bli nödvändigt att utrusta installationen med tryck- och temperaturkontrollanordningar. Det kan vara en tryckmätare, en temperatursensor, en nödstängningsanordning när parametrarna ligger utanför det angivna intervallet.
Behovet av ytterligare verktyg kan bidra till en betydande ökning av utrustningskostnaderna för en hemlagad induktionsvärmare.
Enheten anses vara nästan helt tyst, men i praktiken är det inte alltid fallet. Detta gäller industriella modeller och installationer som är designade hemma.
Hemgjorda enhetsalternativ
Det finns flera sätt att göra en värmare hemma. Det mest prisvärda alternativet är att tillverka en enhet från en köksspis och ett polypropenrör. Inverterarenheten är svår att utföra, men tillräckligt kraftfull.
Rörvärmeelement
Denna utveckling innebär att demontera en spiralinduktor installerad i en elektrisk spis och placera en ny design på sin plats. För tillverkningen behöver du ett polypropenrör 0,5 m långt och 4 cm i diameter, ett magnetiskt element, 5 textolitstänger, kranar för anslutning till värmenätet. Du måste också köpa en ledarspole med ett tvärsnitt på 2 mm² belagt med glasisolering (en sådan kabel används ofta i svetstransformatoranordningar) och metallskurningsplattor för diskning.
Åtgärdssekvensen vid tillverkningen av enheten:
- En magnet placeras i röret och fylls med tvättlappar (istället för dem är hackad tråd acceptabel).
- Böjningarna är försedda med trådar.
- Stänger är limmade längs kroppen, på vilken en tråd täckt med glasisolering lindas.
- Hällen tas isär och fabriksinduktorn, tillverkad i form av en platt spiral, tas bort från den. En förberedd struktur installeras på sin plats.
Värmaren i denna apparat är en tvättduk av metall placerad i spolens alternerande fält. När panelen startas i maximalt läge med parallellt vattenpass, kommer den att bli uppvärmd med 15-20 ° C. Med tanke på att plattorna som används för konstruktionen vanligtvis inte har en effekt på högst 2000 W, är den resulterande enheten lämplig för uppvärmning av bostäder med en yta på upp till 25 m².
Anordningens effektivitet kan ökas genom att ansluta den till en svetsmaskin, men sådant arbete har många svårigheter. För det första måste enheten demonteras och letas efter platser i diagrammet som ännu inte har rättats till. Detta beror på att en likström skapas i den, och en växelström krävs för att värmaren ska fungera. För det andra måste du använda tjockare ledningar (till exempel koppar med en diameter på 1,5 mm, täckt med en emaljförening) och beräkna önskat antal varv.Slutligen måste en kylmekanism införlivas i installationen.
Montering av en induktionspanna
Denna lösning innebär inte att demontera brickorna. Istället måste befälhavaren svetsa pannans tank enligt dess mått. Ett profilrör av stål med en tjocklek av 2 mm och en hålstorlek av 2 x 4 cm tas. Det kommer att bli nödvändigt att göra tomma element från det längs panelens bredd. Rören svetsas i längden och matchar de mindre sidorna. Upp och ner till änddelarna måste du hermetiskt svetsa järndäck. Hål är gjorda i dem och gängade rör installeras. Du måste också svetsa ett par hörn som bildar en hylla för ugnen.
Det är nödvändigt att måla enheten med en temperaturbeständig emaljkomposition. Efter att den har torkat och fixats är pannan monterad på väggen och inbäddad i värmesystemet. Hällen passar in i boet med hörn och är ansluten till elnätet. Då måste du fylla installationen med kylvätska, lufta luftmassor och börja värma induktorelementet.
En hemlagad värmare är inte tillräckligt kraftfull för att värma upp stora bostadsutrymmen. På en frostig vinter kommer han att kunna värma upp två små rum. Under övergångssäsongerna, när utelufttemperaturen är runt noll, kommer enheten att kunna betjäna stora ytor - upp till 40 m2.
Från en svetsomformare
När man tänker använda svetsmaskinen måste man komma ihåg att det är strängt förbjudet att ansluta induktorn till dess anslutningar direkt. Brott mot detta krav är förknippat med prestandaförlusten för alla delar av installationen. För att kombinera en induktiv värmare med en svetsmaskin måste den senare utföra ett antal komplexa manipulationer som kräver befälhavarens erfarenhet och en detaljerad förståelse av enhetens enhet. Primärlindningen måste anslutas efter omvandlaren av högfrekventa signaler från växelriktarmekanismen istället för dess inbyggda induktiva choke. Dessutom är det nödvändigt att lödda kondensationsenheten och demontera diodbryggan.
Hur man gör en kraftfull induktionsvärmare
De berörda enheterna har en strömförbrukning i området 2,5 kW. För att göra en enhet med högre hastighet (4 kW) behöver en mästare seriös kunskap inom radioelektronik. Det är inte säkert för en oerfaren radioamatör att ta på sig detta arbete.
Ett av alternativen kan vara en konstruktion av en strömförsörjningsenhet med två par lindningar, en transformator, förare och styrkort. Värdet på frekvensen vid vilken enheten arbetar är sämre än den resonanta. Två spolar används för att leverera drivrutinerna, den ena är för styrkortet, och den andra för strömförsörjningen. Det driver relästarter, fläkt och kylpump.
Säkerhetstips
Växter av denna typ används ofta inte bara för uppvärmning utan också för smältverk. Det största problemet med hemgjorda induktionsanordningar är bristen på komponenter som ger temperatur- och tryckreglering och explosionsskydd. Därför måste man vara försiktig och försiktig när man använder sådana enheter.
Innan du startar pannan är det nödvändigt att kontrollera fyllningen av håligheten med kylvätskan. Lådan, tillverkad av polymerer, kommer att börja smälta utan regelbunden kylning med vätska. Detta medför deformationsförändringar och fullständigt fel på installationen. Faran kan också representeras av nedfallet av den uppvärmda metallen från den smältande kroppen. I en sådan händelse kommer det att bli nödvändigt att byta ut ett antal enhetsenheter.
Enheten är ansluten till el via en separat ledning som går från skärmen. Kontakterna måste täckas med isoleringsmaterial.Om en svetsmaskin är inblandad i strukturen måste dess omformare jordas. Tråden som används för denna operation ska vara 4-6 mm bred. För att förhindra överdriven uppvärmning av anläggningen i frånvaro av vatten, är det lämpligt att installera en övertrycksventil i inloppet.
Slutsatser och Rekommendationer
Det finns en anledning att ta på sig den oberoende tillverkningen av enheten om hushållet redan har en induktionspanel. Kostnaden för att köpa den är ganska hög och jämförbar med priset på en elektrodvärmare. Kraften i vissa av dessa modeller når 10 kW, medan en installation med en indikator över 2,5 kW hemma bara kan göras av en mästare med rätt kompetensnivå (åtminstone måste du kunna montera en frekvensomvandlare krets). Innan installationen är det också nödvändigt att se till att det inte finns några sprickor och hål genom vilka vätska från värmegeneratorn kan läcka ut: en sådan händelse kan orsaka brand.
En induktionsvärmare med enkel design, utformad för att betjäna ett litet område av rummet, är lätt att göra utan speciell utbildning. Mer kraftfulla och effektiva alternativ, till exempel med en svetsmaskin eller två kort, kräver att montören är kompetent inom elektronikområdet. De strukturella egenskaperna hos dessa installationer kräver förvärv av ytterligare kontroller för att säkerställa säkerheten.
