Ο επαγωγικός θερμαντήρας λειτουργεί λόγω της αλληλεπίδρασης των ριωδών 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 σωλήνα πολυπροπυλενίου και μετατροπέα συγκόλλησης.
Η αρχή της λειτουργίας του επαγωγικού θερμαντήρα
Όταν ένα εναλλασσόμενο ηλεκτρικό ρεύμα ρέει σε μια σπείρα πνιγμού, σχηματίζεται ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο γύρω από αυτό. Όταν τοποθετείται στη μέση του πηνίου του πυρήνα ενός μετάλλου με μαγνητικές ιδιότητες, η θερμοκρασία του αυξάνεται. Αυτή η επαγωγική θέρμανση είναι ένα φαινόμενο που συμβαίνει υπό την επίδραση των ρευμάτων. Παρατηρείται μόνο όταν το γκάζι τροφοδοτείται από εναλλασσόμενο ηλεκτρικό ρεύμα που έχει επαρκή συχνότητα αλλαγών στο σήμα και την κατεύθυνση. Όταν παρέχεται συνεχές ρεύμα στο επαγωγικό μέρος, η θερμοκρασία του πυρήνα δεν αλλάζει.
Η λειτουργία ενός επαγωγέα για τη θέρμανση των τεμαχίων εργασίας βασίζεται σε αυτήν την αρχή. Το κύριο συστατικό της μονάδας στις περισσότερες περιπτώσεις είναι μια σπειροειδής διαμόρφωση μετάλλου. Σε σόμπες μαγειρέματος, χρησιμοποιείται ένα επίπεδο επίπεδο στοιχείο που βρίσκεται σε μικρή απόσταση από την εστία. Στο λέβητα, ο ρόλος του επαγωγέα παίζεται από ένα χαλύβδινο σωλήνα γεμάτο ψυκτικό (η λειτουργία του είναι υγρή).
Σημαντικά εξαρτήματα της υπό εξέταση μονάδας είναι ένας εναλλάκτης και ένα θερμαντικό στοιχείο. Το πρώτο χρησιμοποιείται για την απόκτηση ισχύος αρκετά υψηλής συχνότητας από ένα τυπικό ηλεκτρικό δίκτυο διαμερισμάτων 50 Hz. Το δεύτερο είναι μια μεταλλική κατασκευή ικανή να απορροφά θερμότητα όταν βρίσκεται στο χωράφι. Η γεννήτρια κατευθύνει ένα ηλεκτρικό ρεύμα μειωμένο στις απαιτούμενες παραμέτρους στον επαγωγέα (σπειροειδές στοιχείο). Σε αυτήν την περίπτωση, μια ροή φορτισμένων σωματιδίων, δημιουργώντας ένα πεδίο, περνά μέσα από το πηνίο. Ένα μέταλλο τοποθετημένο στη ζώνη δράσης του θερμαίνεται με τη δράση των ρευμάτων Fouquet χωρίς άμεση επαφή με τον επαγωγέα. Για να θερμάνετε το νερό σε τέτοια συσσωματώματα, είναι απαραίτητο να έχετε επαφή με το θερμαντικό στοιχείο. Το απλούστερο παράδειγμα ενός τέτοιου σχεδιασμού θα ήταν ένας μεταλλικός σωλήνας μέσω του οποίου ρέει το νερό. Στη διαδικασία, το υγρό ψύχει τα τοιχώματα, γεγονός που παρατείνει τη διάρκεια ζωής της δομής.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της συσκευής
Η επαγωγική θέρμανση μπορεί να προσφέρει ορισμένα οφέλη που δεν είναι σε θέση να προσφέρουν τη χρήση συσκευών 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 της λειτουργίας της καθορίζεται από τη διάρκεια της συσκευής. Ορισμένοι επαγωγείς παραμένουν σε λειτουργία για περισσότερα από 10 χρόνια. Συνδέεται με αυτό είναι η συμβατότητα της μονάδας με διαφορετικούς τύπους υγρών μεταφοράς θερμότητας. Εκτός από το απλό νερό, τα λιπαντικά μηχανών και οι ενώσεις που δεν καταψύχουν είναι κατάλληλες για αυτόν τον ρόλο.
Το εσωτερικό της μονάδας κατά τη χρήση δεν καλύπτεται από συσσωρεύσεις κλίμακας. Λόγω της συνεχούς επαφής με το υγρό, μειώνεται η πιθανότητα υπερθέρμανσης των εξαρτημάτων, γεγονός που βοηθά επίσης στην παράταση της διάρκειας ζωής. Η μεταφορά στη συσκευή συνήθως φτάνει σε επαρκές επίπεδο, ώστε να μην απαιτείται εγκατάσταση αντλίας κυκλοφορίας.Δεν υπάρχει ανάγκη για μέτρα μόνωσης θορύβου - 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 παρέχεται ηλεκτρική ενέργεια ή δεν υπάρχει τρόπος πρόσβασης σε αυτό, ο λέβητας δεν θα μπορεί να λειτουργήσει. Σε μέρη με τακτικές διακοπές δικτύου, δεν θα λειτουργήσει αποτελεσματικά.
- Εάν η θερμοκρασία αυξηθεί υπερβολικά, 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 μέσα ελέγχου της πίεσης και της θερμοκρασίας. Αυτό μπορεί να είναι ένα μανόμετρο, ένας αισθητήρας θερμοκρασίας, μια συσκευή για τερματισμό έκτακτης ανάγκης όταν οι παράμετροι υπερβαίνουν το καθορισμένο εύρος.
Η ανάγκη για πρόσθετα αξεσουάρ μπορεί να συμβάλει σε μια σοβαρή αύξηση του κόστους του εξοπλισμού για ένα σπιτικό επαγωγικό θερμαντήρα.
Η συσκευή θεωρείται σχεδόν εντελώς αθόρυβη, αλλά στην πράξη αυτό δεν συμβαίνει πάντα. Αυτό ισχύει για μοντέλα βιομηχανικής παραγωγής 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. Δύσκολο στην εκτέλεση, αλλά αρκετά ισχυρό είναι η μονάδα μετατροπέα.
Στοιχείο θέρμανσης σωλήνων
Αυτή η εξέλιξη περιλαμβάνει την αποσυναρμολόγηση ενός σπειροειδούς επαγωγέα εγκατεστημένου σε μια ηλεκτρική κουζίνα και την τοποθέτηση ενός νέου σχεδίου στη θέση του. Για την κατασκευή του, θα χρειαστεί ένας σωλήνας πολυπροπυλενίου με μήκος 0,5 m και διάμετρο 4 cm, ένα μαγνητικό στοιχείο, 5 ράβδοι κλωστοϋλίτιδας, κάμψεις για σύνδεση σε ένα δίκτυο θέρμανσης. Θα χρειαστεί επίσης να αγοράσετε ένα πηνίο αγωγού με εμβαδόν διατομής 2 mm² επικαλυμμένο με γυαλί-isol (ένα τέτοιο καλώδιο χρησιμοποιείται συχνά σε συσκευές μετασχηματισμού συγκόλλησης) και μεταλλικά πλεκτά.
Η ακολουθία των βημάτων για την κατασκευή της συσκευής:
- Ένας μαγνήτης τοποθετείται στο σωληνάριο και γεμίζει με πετσέτες (επιτρέπεται η χρήση ψιλοκομμένου καλωδίου).
- Τοποθετήστε στροφές με σπειρώματα.
- Οι ράβδοι είναι κολλημένες κατά μήκος του σώματος, πάνω στο οποίο τυλίγεται ένα σύρμα επικαλυμμένο με γυαλί.
- Αποσυναρμολογήστε την εστία και αφαιρέστε από αυτό τον εργοστασιακό επαγωγέα, κατασκευασμένο με τη μορφή επίπεδης σπείρας. Στη θέση του, εγκαθίσταται ένα έτοιμο σχέδιο.
Η θερμάστρα αυτής της μονάδας είναι μεταλλικά πλεκτά που τοποθετούνται σε ένα εναλλασσόμενο πεδίο του πηνίου. Όταν το πάνελ ξεκινά σε μέγιστη λειτουργία με παράλληλη μετάδοση νερού, θα αποδειχθεί ότι θα θερμανθεί στους 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 έως 25 m².
Η αποδοτικότητα της συσκευής μπορεί να αυξηθεί συνδέοντάς την με τη μηχανή συγκόλλησης, αλλά μια τέτοια εργασία είναι γεμάτη με πολλές δυσκολίες. Πρώτον, η συσκευή θα πρέπει να αποσυναρμολογηθεί και να αναζητήσει μέρη που δεν έχουν ακόμη ευθυγραμμιστεί στο διάγραμμα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι δημιουργείται συνεχές ρεύμα και απαιτείται εναλλασσόμενο ρεύμα για τη λειτουργία του θερμαντήρα. Δεύτερον, θα χρειαστεί να χρησιμοποιήσετε μια παχύτερη καλωδίωση (για παράδειγμα, χαλκό με διάμετρο 1,5 mm, επικαλυμμένο με σύνθεση σμάλτου) και να υπολογίσετε τον απαιτούμενο αριθμό στροφών. Τέλος, θα είναι απαραίτητο να εισαχθεί ένας μηχανισμός ψύξης στην εγκατάσταση.
Επαγωγικό συγκρότημα 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.Ένας σωλήνας προφίλ λαμβάνεται από χάλυβα με πάχος 2 mm και διάσταση οπής 2 έως 4 cm. Είναι απαραίτητο να δημιουργηθούν κενά στοιχεία από αυτό κατά μήκος του πλάτους του πίνακα. Οι σωλήνες συγκολλούνται κατά μήκος, συνδυάζοντας μικρότερες πλευρές. Τα πάνω και κάτω άκρα πρέπει να είναι ερμητικά συγκολλημένα ελαστικά από σίδερο. Οι τρύπες κατασκευάζονται σε αυτά και εγκαθίστανται σωλήνες εξοπλισμένοι με σπειρώματα. Πρέπει επίσης να συγκολλήσετε μερικές γωνίες σχηματίζοντας ένα ράφι για το φούρνο.
Πρέπει να βάψετε τη συσκευή με ανθεκτική στη θερμότητα σύνθεση σμάλτου. Μετά το στέγνωμα και τη στερέωση, ο λέβητας τοποθετείται στον τοίχο και κόβεται στο σύστημα θέρμανσης. Η εστία τοποθετείται σε φωλιά με γωνίες και συνδέεται με το δίκτυο. Στη συνέχεια, πρέπει να γεμίσετε την εγκατάσταση με ψυκτικό, να εξαερώσετε τις μάζες αέρα και να αρχίσετε να θερμαίνετε το στοιχείο επαγωγής.
Ο σπιτικός θερμαντήρας δεν έχει αρκετή ισχύ για τη θέρμανση μεγάλων χώρων διαβίωσης. Σε έναν παγωμένο χειμώνα, θα μπορεί να θερμαίνει δύο μικρά δωμάτια. Κατά τη διάρκεια των μεταβατικών εποχών, όταν η θερμοκρασία του αέρα στο δρόμο είναι περίπου μηδέν, η μονάδα θα μπορεί να εξυπηρετήσει μεγάλες περιοχές - έως και 40 m2.
Από μετατροπέα συγκόλλησης
Εάν σκοπεύετε να χρησιμοποιήσετε μια μηχανή συγκόλλησης, πρέπει να έχετε υπόψη ότι απαγορεύεται αυστηρά η απευθείας σύνδεση του επαγωγέα με τους σφιγκτήρες του. Η παραβίαση αυτής της απαίτησης είναι γεμάτη με την απώλεια λειτουργικότητας 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 ενός πλοιάρχου και μια λεπτομερή κατανόηση της δομής της μονάδας. Η κύρια περιέλιξη πρέπει να συνδεθεί μετά τον μετατροπέα σήματος 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 υψηλότερη ένδειξη (4 kW), ο πλοίαρχος χρειάζεται σοβαρές γνώσεις στον τομέα των ραδιο ηλεκτρονικών. Ένας άπειρος ραδιοερασιτέχνης δεν είναι ασφαλής για την εκτέλεση αυτής της εργασίας.
Μία επιλογή μπορεί να είναι ο σχεδιασμός ενός τροφοδοτικού με δύο ζεύγη περιελίξεων, έναν μετασχηματιστή, έναν οδηγό και έναν πίνακα ελέγχου. Η τιμή συχνότητας στην οποία λειτουργεί η μονάδα είναι κατώτερη από τη συντονισμένη. Δύο πηνία χρησιμεύουν για την τροφοδοσία των οδηγών, ένα για τον πίνακα ελέγχου και ένα είναι τροφοδοτικό. Τροφοδοτεί την αντλία ρελέ εκκίνησης, ανεμιστήρα και ψύκτη.
Συμβουλές ασφαλείας
Εγκαταστάσεις αυτού του τύπου χρησιμοποιούνται ευρέως όχι μόνο για θέρμανση χώρου, αλλά και για τήξη. Το κύριο πρόβλημα που σχετίζεται 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.
Πριν από την εκκίνηση του λέβητα, ελέγξτε την πλήρωση της κοιλότητας με ψυκτικό. Ένα σώμα από πολυμερή θα αρχίσει να λιώνει χωρίς κανονική ψύξη υγρού. Αυτό συνεπάγεται αλλαγές παραμόρφωσης και πλήρη αποτυχία της εγκατάστασης. Επίσης, μπορεί να προκύψει κίνδυνος από την απώλεια πυρακτωμένου μετάλλου από το σώμα τήξης. Σε ένα τέτοιο περιστατικό, θα πρέπει να αντικατασταθούν ορισμένα συστατικά του φυτού.
Η συσκευή συνδέεται με ηλεκτρικό ρεύμα μέσω ξεχωριστού καλωδίου, το οποίο οδηγείται από την ασπίδα. Οι επαφές πρέπει να καλύπτονται με μονωτικό υλικό. Εάν εμπλέκεται μια συσκευή συγκόλλησης στο σχεδιασμό, ο μετατροπέας πρέπει να είναι γειωμένη. Το σύρμα που χρησιμοποιείται για αυτήν τη λειτουργία πρέπει να έχει πλάτος 4-6 mm.Για την αποφυγή υπερβολικής θέρμανσης της εγκατάστασης απουσία νερού, συνιστάται η εγκατάσταση βαλβίδας υπερπίεσης στην είσοδο.
Συμπεράσματα και Προτάσεις
Η ανάληψη ανεξάρτητης κατασκευής της συσκευής είναι λογική εάν το αγρόκτημα διαθέτει ήδη πίνακα επαγωγής. Το κόστος της απόκτησής του είναι αρκετά υψηλό και συγκρίσιμο με την τιμή ενός θερμαντήρα ηλεκτροδίου. Η ισχύς ορισμένων από αυτά τα μοντέλα φτάνει τα 10 kW, ενώ μόνο ένας τεχνίτης με το κατάλληλο επίπεδο ικανότητας μπορεί να κάνει μια εγκατάσταση στο σπίτι πάνω από 2,5 kW στο σπίτι (τουλάχιστον πρέπει να μπορείτε να συναρμολογήσετε ένα κύκλωμα μετατροπέα συχνότητας). Επίσης, πριν από την εγκατάσταση, είναι απαραίτητο να βεβαιωθείτε ότι δεν υπάρχουν κενά ή τρύπες μέσω των οποίων μπορεί να διαρρεύσει υγρό από την πηγή θερμότητας: ένα τέτοιο συμβάν μπορεί να προκαλέσει πυρκαγιά.
Η επαγωγική θερμάστρα απλού σχεδιασμού, σχεδιασμένη για να εξυπηρετεί μια μικρή περιοχή του δωματίου, είναι εύκολο να φτιαχτεί χωρίς ειδική προετοιμασία. Πιο ισχυρές και αποδοτικές επιλογές, για παράδειγμα, με μια μηχανή συγκόλλησης ή δύο πλακέτες κυκλωμάτων, απαιτούν έναν συλλέκτη ικανοτήτων στον τομέα των ραδιο ηλεκτρονικών. Τα δομικά χαρακτηριστικά αυτών των εγκαταστάσεων απαιτούν την απόκτηση πρόσθετων ελέγχων για τη διασφάλιση της ασφάλειας.
