Induktiivinen lämmitin toimii induktorin sähkömagneettisen kentän muodostamien pyörrevirtojen vuorovaikutuksesta metallipinnan kanssa. Induktiivisen lämmittimen valmistamiseksi omilla käsillä on useita järjestelmiä. Edullisimpia niistä ovat polypropeeniputkesta ja hitsausinvertteristä valmistetut rakenteet.
Induktiivisen lämmittimen toimintaperiaate
Kun vaihtuva sähkövirta virtaa kuristimen spiraalissa, sen ympärille muodostuu sähkömagneettinen kenttä. Kun se sijoitetaan magneettisilla ominaisuuksilla varustetun metallin ytimen käämin keskelle, sen lämpötila nousee. Tämä induktiokuumennus on ilmiö, joka tapahtuu pyörrevirtojen vaikutuksesta. Se havaitaan vain, kun kaasu saa virtaa vaihtovirralla, jolla on riittävä merkki- ja suunnanmuutostaajuus. Kun induktiiviseen osaan syötetään tasavirta, ytimen lämpötila ei muutu.
Työkappaleiden lämmittämisen induktorin toiminta perustuu tähän periaatteeseen. Yksikön pääkomponentti on useimmissa tapauksissa metallin kierrekokoonpano. Keittouuneissa tässä roolissa käytetään litistettyä elementtiä, joka sijaitsee pieni etäisyys keittotasosta. Kattilassa induktorin roolia peittää teräsputki, joka on täytetty jäähdytysnesteellä (sen tehtävä on nestemäinen).
Tärkeitä tarkasteltavana olevan yksikön komponentteja ovat vaihtovirtalaturi ja lämmityselementti. Ensimmäistä käytetään riittävän korkean taajuuden tehon saamiseen tyypillisestä 50 Hz: n asunnon sähköverkosta. Toinen on metallirakenne, joka kykenee absorboimaan lämpöä kentällä ollessaan. Generaattori ohjaa vaadittuihin parametreihin vähennetyn sähkövirran induktoriin (spiraalielementti). Tässä tapauksessa varautuneiden hiukkasten virta, joka luo kentän, kulkee kelan läpi. Toiminta-alueelleen sijoitettua metallia kuumennetaan Fouquet-virtausten vaikutuksella ilman suoraa kosketusta induktoriin. Veden lämmittämiseksi tällaisessa aggregaatissa on välttämätöntä, että sen kosketus lämmityselementtiin on. Yksinkertaisin esimerkki tällaisesta suunnittelusta olisi metalliputki, jonka läpi vesi virtaa. Prosessissa neste jäähdyttää seinät, mikä pidentää rakenteen käyttöikää.
Laitteen edut ja haitat
Induktiolämmitys voi tarjota useita etuja, jotka eivät pysty tarjoamaan elektrodilaitteiden käyttöä. Koska nesteen kuumennus suoritetaan metalliosalla, joka ei osallistu sähkökemiallisiin reaktioihin, laitteen kestävyys riippuu vain käämistä. Laitteen kesto määrää sen toiminnan keston. Jotkut induktorit ovat toiminnassa yli 10 vuotta. Tähän liittyy laitteen yhteensopivuus erityyppisten lämmönsiirtonesteiden kanssa. Pelkän veden lisäksi, koneöljyt ja jäätymättömät yhdisteet ovat sopivia tähän tehtävään.
Laitteen sisäosaa ei peitetä käytön aikana. Jatkuvaan kosketukseen nesteen kanssa osien ylikuumenemisen todennäköisyys pienenee, mikä myös auttaa pidentämään käyttöikää. Laitteen konvektio saavuttaa yleensä riittävän tason, joten kiertovesipumpun asentamista ei tarvita.Meluneristystoimenpiteitä ei tarvita - laite toimii melko hiljaisesti.
Induktiivisella lämmittimellä on kuitenkin myös heikkouksia:
- Laite vaatii sähköenergiaa toimiakseen. Kattila ei pysty toimimaan huoneessa, jossa sähköä ei toimiteta tai jos sitä ei voida käyttää. Paikoissa, joissa verkon keskeytykset ovat säännöllisiä, se ei toimi tehokkaasti.
- Jos lämpötila nousee liikaa, lämmönsiirtoeste muuttuu kaasumaiseksi. Tämä aiheuttaa voimakkaan paineen nousun rakenteessa, minkä seurauksena putken repeämä voi tapahtua. Tämän estämiseksi on tarpeen varustaa asennus välineillä paineen ja lämpötilan säätämiseksi. Tämä voi olla manometri, lämpötila-anturi, hätäpysäytyslaite, kun parametrit ylittävät määritellyn alueen.
Lisälaitteiden tarve voi osaltaan lisätä kotitekoisen induktiolämmittimen laitteiden kustannuksia huomattavasti.
Laitetta pidetään melkein täysin hiljaisena, mutta käytännössä näin ei aina ole. Tämä koskee teollisuustuotannon malleja ja kotona suunniteltuja asennuksia.
Kotitekoiset laitevaihtoehdot
Lämmittimen valmistamiseksi kotona on useita tapoja. Halvin vaihtoehto on tehdä laite keittiön sähköuunista ja polypropeeniputkesta. Vaikea suorittaa, mutta tarpeeksi tehokas on invertteriosa.
Putken lämmityselementti
Tähän kehitykseen sisältyy sähköuuniin asennetun kierrekelan purkaminen ja uuden mallin asettaminen sen tilalle. Valmistusta varten tarvitaan polypropeeniputki, jonka pituus on 0,5 m ja halkaisija 4 cm, magneettielementti, 5 tekstoliittitankoa, taivutukset lämmitysverkkoon liittämistä varten. Sinun on myös ostettava johdinkela, jonka poikkileikkauspinta-ala on 2 mm² ja joka on päällystetty lasi-isolilla (tällaista kaapelia käytetään usein hitsausmuuntajalaitteissa) ja metallisia pesulappuja.
Vaiheiden jakso laitteen valmistuksessa:
- Putkeen asetetaan magneetti ja täytetään pesulappuilla (katkaistun langan käyttö on sen sijaan sallittu).
- Asenna taivutukset langoilla.
- Tangot on liimattu vartaloa pitkin, johon kelataan lasilla päällystetty lanka.
- Irrota liesi ja poista siitä tehdas induktori, joka on tehty litteän spiraalin muodossa. Sen sijaan asennetaan valmis suunnitelma.
Tämän yksikön lämmitin on metallisia pesulappuja, jotka on sijoitettu käämin vuorottelevaan kenttään. Kun paneeli käynnistetään maksimitilassa veden samanaikaisen siirron kanssa, se osoittautuu lämmitettäväksi 15 - 20 ° C. Kun otetaan huomioon, että rakentamiseen käytettävien laattojen teho on yleensä enintään 2000 W, tuloksena saatu yksikkö soveltuu asuintilojen lämmitykseen enintään 25 m²: iin.
Laitteen tehokkuutta voidaan parantaa kytkemällä se hitsauslaitteeseen, mutta tällainen työ on monien vaikeuksien alainen. Ensinnäkin laite on purettava ja etsittävä paikkoja, joita ei ole vielä oikaistu kaaviosta. Tämä johtuu siitä, että siihen luodaan tasavirta ja lämmittimen toimintaan tarvitaan vaihtovirta. Toiseksi on käytettävä paksumpaa johdotusta (esimerkiksi kuparia, jonka halkaisija on 1,5 mm, päällystetty emaliyhdistelmällä) ja laskettava tarvittava kierrosluku. Lopuksi on tarpeen ottaa käyttöön jäähdytysmekanismi asennukseen.
Induktiokattilan kokoonpano
Tämä ratkaisu ei sisällä laattojen purkamista. Sen sijaan päällikön on hitsata kattilan säiliö mittojensa mukaan.Profiiliputki on otettu teräksestä, jonka paksuus on 2 mm ja reiän mitat 2 x 4 cm, ja siitä on tehtävä tyhjät elementit paneelin leveydeltä. Putket hitsataan pituutta pitkin yhdistämällä pienemmät sivut. Ylä- ja alaspäin päätyosien on oltava hermeettisesti hitsattuja, raudasta valmistettuja renkaita. Niissä tehdään reikiä ja asennetaan kierteillä varustetut putket. Sinun on myös hitsattava pari kulmaa, jotka muodostavat uunin hyllyn.
Laite on maalattava lämmönkestävällä emalikoostumuksella. Kuivauksen ja kiinnityksen jälkeen kattila asennetaan seinälle ja leikataan lämmitysjärjestelmään. Keittotaso on sijoitettu nurkkaan pesään ja kytketty verkkoon. Sitten sinun on täytettävä asennus jäähdytysnesteellä, poistettava ilmamassat ja aloitettava induktorielementin lämmitys.
Kotitekoinen lämmitin ei riitä suuren lämmitystilan lämmittämiseen. Pakkasella talvella hän pystyy lämmittämään kaksi pientä huonetta. Siirtymäkausien aikana, kun ilman lämpötila kadulla on noin nolla, yksikkö pystyy palvelemaan suuria alueita - jopa 40 m2.
Hitsausinvertteristä
Jos aiot käyttää hitsauslaitetta, on pidettävä mielessä, että induktorin kytkeminen suoraan kiinnittimiin on ehdottomasti kielletty. Tämän vaatimuksen rikkominen merkitsee asennuksen kaikkien osien toimintakyvyn menettämistä. Induktiivisen lämmittimen yhdistämiseksi hitsauskoneeseen jälkimmäisessä on suoritettava useita monimutkaisia käsittelyjä, jotka edellyttävät päällikön kokemusta ja yksityiskohtaista ymmärrystä yksikön rakenteesta. Ensiökäämi on kytkettävä taajuusmuuttajan mekaanisen korkeataajuussignaalimuuntimen jälkeen sen sisäänrakennetun induktiivisen kuristimen sijaan. Lisäksi on juotettava lauhdeyksikkö ja purettava diodesilta.
Kuinka tehdä tehokas induktiolämmitin
Tarkasteltujen laitteiden virrankulutus on noin 2,5 kW. Laitteen valmistamiseksi, jolla on korkeampi osoitin (4 kW), isäntä tarvitsee vakavia tietoja radioelektroniikan alalta. Kokematon radioamatööri ei ole turvallista suorittaa tätä työtä.
Yksi vaihtoehto voi olla virtalähteen suunnittelu, jossa on kaksi paria käämiä, muuntaja, ohjain ja ohjauskortti. Taajuusarvo, jolla yksikkö toimii, on alempi kuin resonanssiarvo. Kaksi kelaa toimittaa kuljettajia, toinen ohjauskortille ja toinen virta. Se syöttää käynnistysrelettä, tuuletinta ja jäähdytinpumppua.
Turvallisuus vinkkejä
Tämän tyyppisiä laitoksia käytetään laajalti paitsi tilan lämmitykseen myös sulattamiseen. Pääasiallinen kotitekoisiin induktiolaitteisiin liittyvä ongelma on komponenttien puute, jotka tarjoavat lämpötilan ja paineen hallinnan ja räjähdyssuojan. Siksi tällaista yksikköä käytettäessä on oltava varovainen.
Ennen kattilan käynnistämistä tarkista onkalon täyttö jäähdytysnesteellä. Polymeereistä valmistettu runko alkaa sulaa ilman säännöllistä nestejäähdytystä. Tämä edellyttää muodonmuutoksia ja asennuksen täydellistä epäonnistumista. Myös hehkuvan metallin menetyksestä sulatuskappaleesta voi aiheutua vaara. Tällaisessa tapauksessa on tarpeen korvata joukko laitoksen komponentteja.
Laite on kytketty sähköön erillisen johtimen kautta, joka johdetaan suojuksesta. Koskettimet on peitettävä eristysmateriaalilla. Jos hitsauslaite on mukana suunnittelussa, sen invertteri on maadoitettava. Tässä toiminnassa käytetyn johtimen tulee olla 4–6 mm poikki.Laitoksen liiallisen kuumenemisen estämiseksi ilman vettä on suositeltavaa asentaa ylipaineventtiili tuloaukkoon.
Päätelmät ja suositukset
Laitteen itsenäisen valmistuksen aloittaminen on kohtuullista, jos tilalla on jo induktiopaneeli. Sen hankintamenot ovat melko korkeat ja verrattavissa elektrodilämmittimen hintaan. Joidenkin näiden mallien teho saavuttaa 10 kW, kun taas vain asianmukaisen pätevyyden omaava käsityöläinen voi tehdä asennuksen kotona yli 2,5 kW: n kotona (ainakin sinun on voitava koota taajuusmuuttajapiiri). Ennen asennusta on myös varmistettava, ettei siinä ole aukkoja tai reikiä, joiden läpi lämmönlähteestä tuleva neste voi vuotaa: tällainen vaara voi aiheuttaa tulipalon.
Yksinkertaisen muotoiltu induktiolämmitin, joka on suunniteltu palvelemaan pieniä huonetiloja, on helppo valmistaa ilman erityistä valmistelua. Tehokkaammat ja tehokkaammat vaihtoehdot, esimerkiksi hitsauskoneella tai kahdella piirilevyllä, edellyttävät pätevyyden kerääjää radioelektroniikan alalla. Näiden laitosten rakenteelliset ominaisuudet edellyttävät ylimääräisten hallintalaitteiden hankkimista turvallisuuden varmistamiseksi.
