Индуктивният нагревател функционира поради взаимодействието на вихровите токове, генерирани от електромагнитното поле на индуктора с метална повърхност. Има няколко схеми за изработка на индукционен нагревател със собствените си ръце. Най-достъпните от тях са конструкции, изработени от полипропиленова тръба и заваръчен инвертор.
Принципът на работа на индукционния нагревател
Когато променлив електрически ток тече в спирала на дросела, около него се образува електромагнитно поле. Когато се постави в средата на серпентината на сърцевината на метал с магнитни свойства, температурата му се повишава. Това индукционно нагряване е явление, което се случва под въздействието на вихрови токове. Наблюдава се само когато дроселът се захранва от променлив електрически ток, имащ достатъчна честота на промени в знака и посоката. Когато към индуктивната част се подава постоянен ток, температурата на сърцевината не се променя.
Функционирането на индуктор за нагряване на детайли се основава на този принцип. Основният компонент на блока в повечето случаи е спирална конфигурация от метал. В печките за готвене в тази роля се използва сплескан елемент, разположен на малко разстояние от плота. В котела ролята на индуктора се играе от стоманена тръба, напълнена с охлаждаща течност (функцията й е течна).
Важни компоненти на разглеждания блок са алтернатор и нагревателен елемент. Първият се използва за получаване на мощност на достатъчно висока честота от типична апартаментна електрическа мрежа с честота 50 Hz. Втората е метална конструкция, способна да абсорбира топлина, когато е на полето. Генераторът насочва електрически ток, намален до необходимите параметри към индуктора (спирален елемент). В този случай поток от заредени частици, създавайки поле, преминава през намотката. Метал, поставен в зоната му на действие, се нагрява от действието на токове Фукет без директен контакт с индуктора. За загряване на вода в такъв агрегат е необходимо да има контакт с нагревателния елемент. Най-простият пример за такъв дизайн би бил метална тръба, през която тече вода. В процеса течността охлажда стените, което удължава живота на конструкцията.
Предимства и недостатъци на устройството
Индукционното отопление може да осигури редица предимства, които не са в състояние да дадат използването на електродни устройства. Тъй като нагряването на течността се извършва от метален елемент, който не участва в електрохимичните реакции, трайността на устройството зависи само от намотката. Продължителността на работата му се определя от продължителността на устройството. Някои индуктори продължават да работят повече от 10 години. С това е свързана съвместимостта на устройството с различни видове течности за пренос на топлина. В допълнение към обикновената вода, за тази роля са подходящи машинни масла и незамръзващи съединения.
Вътрешността на устройството по време на употреба не се покрива от натрупване на мащаб. Поради постоянен контакт с течността, вероятността от прегряване на частите се намалява, което също помага да се удължи експлоатационният живот. Конвекцията в устройството обикновено достига достатъчно ниво, така че не е необходимо да се инсталира циркулационна помпа.Не са необходими мерки за шумоизолация - устройството работи доста тихо.
Индукционният нагревател обаче има и слабости:
- Устройството изисква електрическа енергия, за да функционира. В помещение, в което не се доставя електричество или няма начин да се осигури достъп до него, котелът няма да може да работи. На места с редовни прекъсвания на мрежата няма да работи ефективно.
- Ако температурата се повиши прекомерно, топлопредаващата течност се трансформира в газообразно състояние. Това провокира силно повишаване на налягането в конструкцията, в резултат на което може да се получи разкъсване на тръбата. За да не се случи това, ще е необходимо инсталацията да се оборудва с контрол на налягането и температурата. Това може да бъде манометър, температурен датчик, устройство за аварийно изключване, когато параметрите надхвърлят определения диапазон.
Необходимостта от допълнителни аксесоари може да допринесе за сериозно увеличение на разходите за оборудване за домашен индукционен нагревател.
Устройството се счита за почти напълно безшумно, но на практика това не винаги е така. Това се отнася за модели на промишлено производство и инсталации, проектирани у дома.
Опции за домашно устройство
Има няколко начина да направите нагревател у дома. Най-достъпният вариант е да направите устройство от кухненска електрическа печка и полипропиленова тръба. Трудно изпълнение, но достатъчно мощен е инверторният блок.
Нагревателен елемент за тръби
Това развитие включва демонтаж на спирален индуктор, инсталиран в електрическа печка, и поставяне на нов дизайн на негово място. За неговото производство ще е необходима полипропиленова тръба с дължина 0,5 м и диаметър 4 см, магнитен елемент, 5 текстолитови пръти, завои за свързване към отоплителна мрежа. Също така ще трябва да закупите бобина от проводник с площ на напречното сечение 2 mm², покрита със стъклен изол (такъв кабел често се използва в устройства за заваряване на трансформатори) и метални перални.
Последователността на етапите при производството на апарата:
- В тръбата се поставя магнит и се пълни с кърпи (вместо това е разрешено използването на нарязана тел).
- Монтирайте завои с нишки.
- Прътовете са залепени по протежение на тялото, върху които е навита тел, покрит със стъкло.
- Разглобете плота и извадете от нея фабричния индуктор, направен под формата на плоска спирала. На негово място е инсталиран подготвен дизайн.
Нагревателят в това устройство са метални перални, поставени в променливо поле на намотката. Когато панелът се стартира в максимален режим с успоредно предаване на вода, той ще се окаже загрят с 15-20 ° C. Като се има предвид, че плочките, използвани за строителството, обикновено имат мощност не повече от 2000 W, получената единица е подходяща за отопление на жилищни помещения до 25 m².
Ефективността на устройството може да се увеличи, като го свържете към заваръчната машина, но такава работа е изпълнена с редица трудности. Първо, устройството ще трябва да бъде разглобено и да потърси места, които все още не са изправени на схемата. Това се дължи на факта, че в него се създава постоянен ток и за функционирането на нагревателя е необходим променлив ток. На второ място, ще трябва да използвате по-дебело окабеляване (например мед с диаметър 1,5 мм, покрито със състав на емайла) и да изчислите необходимия брой завои. И накрая, ще е необходимо да се въведе охлаждащ механизъм в инсталацията.
Индукционен котел
Това решение не включва демонтаж на плочките. Вместо това капитанът ще трябва да заварява резервоара на котела според неговите размери.Профилна тръба се взема от стомана с дебелина 2 мм и размер на отвора 2 на 4 см. Необходимо е да се направят празни елементи от нея по ширината на панела. Тръбите са заварени по дължината, като комбинират по-малки страни. Горе и надолу до крайните части трябва да бъдат херметически заварени гуми, изработени от желязо. В тях са направени дупки и са монтирани тръби, оборудвани с нишки. Също така трябва да заварите няколко ъгъла, оформящи рафт за фурната.
Трябва да боядисате устройството с термоустойчив емайлов състав. След изсушаване и фиксиране котелът се монтира на стената и се нарязва в отоплителната система. Плота е поставена в гнездо с ъгли и свързана към електрическата мрежа. След това трябва да напълните инсталацията с охлаждаща течност, обезвъздушете въздушните маси и започнете да нагрявате индукторния елемент.
Домашният нагревател не е достатъчно мощност за отопление на големи жилищни помещения. В мразовита зима той ще може да отоплява две малки стаи. През преходните сезони, когато температурата на въздуха на улицата е около нула, агрегатът ще може да обслужва големи площи - до 40 м2.
От заваръчен инвертор
Ако възнамерявате да използвате заваръчна машина, трябва да се има предвид, че свързването на индуктора с неговите скоби е строго забранено. Нарушаването на това изискване е изпълнено със загуба на оперативност на всички елементи на инсталацията. За да се комбинира индуктивен нагревател със заваръчна машина, последната ще трябва да извърши редица сложни манипулации, които изискват опита на майстор и подробно разбиране на структурата на блока. Първичната намотка трябва да бъде свързана след високочестотния преобразувател на сигнала на инверторния механизъм, вместо вградения му индуктивен дросел. Освен това е необходимо да спойкате кондензационния блок и да демонтирате диодния мост.
Как да си направим мощен индукционен нагревател
Разгледаните устройства имат консумация на енергия в района на 2,5 kW. За да направи устройство с по-висок индикатор (4 кВт), капитанът се нуждае от сериозни познания в областта на радиоелектрониката. Неопитен радиолюбител е опасен да се заеме с тази работа.
Една опция може да бъде дизайн на захранване с два чифта намотки, трансформатор, драйвер и табло за управление. Стойността на честотата, с която работи апарата, е по-ниска от резонансната. Две намотки служат за захранване на драйвери, едната за таблото за управление, а едната е захранването. Той захранва стартовото реле, вентилатора и помпата за охладител.
Съвети за безопасност
Инсталациите от този тип се използват широко не само за отопление на помещения, но и за топене. Основният проблем, свързан с домашните индукционни устройства, е липсата на компоненти, които осигуряват контрол на температурата и налягането и защита от експлозия. Затова при работа с такива устройства трябва да се внимава.
Преди да стартирате котела, проверете запълването на кухината с охлаждаща течност. Тяло, направено от полимери, ще започне да се топи без редовно охлаждане на течността. Това води до промени в деформацията и пълен провал на инсталацията. Също така, опасността от изпадане на нагрятия метал от топящото се тяло. При такъв инцидент ще е необходимо да се заменят редица растителни компоненти.
Устройството е свързано към електричество чрез отделен проводник, който се води от щита. Контактите трябва да бъдат покрити с изолационен материал. Ако в проекта е включен заваръчен апарат, неговият инвертор трябва да бъде заземен. Проводникът, използван за тази операция, трябва да бъде 4-6 мм напречен.За да се предотврати прекомерното нагряване на инсталацията при липса на вода, е препоръчително да се монтира клапан със свръхналягане във входа.
Заключения и препоръки
Независимото производство на устройството е разумно, ако фермата вече има индукционен панел. Цената за придобиването му е доста висока и съпоставима с цената на електроден нагревател. Мощността на някои от тези модели достига 10 кВт, докато само майстор с подходящо ниво на компетентност може да направи инсталация у дома над 2,5 кВт (поне трябва да можете да сглобите верига на честотния преобразувател). Също така преди монтажа е необходимо да се уверите, че няма пропуски или дупки, през които може да изтече течност от източника на топлина: такъв инцидент може да причини пожар.
Индукционният нагревател с опростен дизайн, предназначен да обслужва малка площ от помещението, е лесно да се направи без специална подготовка. По-мощните и ефективни опции, например със заваръчна машина или две платки, изискват колектор от компетенции в областта на радиоелектрониката. Структурните особености на тези инсталации налагат придобиването на допълнителен контрол за гарантиране на безопасността.
