Induktivni grijač funkcionira zbog interakcije vrtložnih struja koje generira elektromagnetsko polje induktora s metalnom površinom. Postoji nekoliko shema za izradu indukcijskog grijača vlastitim rukama. Najprihvatljiviji od njih su konstrukcije izrađene od polipropilenske cijevi i invertera za zavarivanje.
Princip rada indukcijskog grijača
Kad izmjenična električna struja teče u spiralu prigušnice, oko nje se formira elektromagnetsko polje. Kada se postavi na sredinu zavojnice jezgre metala s magnetskim svojstvima, njegova temperatura raste. Ovo indukcijsko grijanje je pojava koja se javlja pod utjecajem vrtložnih struja. Primjećuje se samo kada se leptira na napajanje izmjeničnom električnom strujom koja ima dovoljnu frekvenciju promjena znaka i smjera. Kad se na induktivni dio napaja istosmjerna struja, temperatura jezgre se ne mijenja.
Djelovanje induktora za grijanje obratka temelji se na ovom principu. Glavna komponenta jedinice u većini slučajeva je spiralna konfiguracija metala. U štednjacima se u ovoj ulozi koristi izravnani element smješten na maloj udaljenosti od ploče za kuhanje. U kotlu ulogu induktora igra čelična cijev napunjena rashladnom tekućinom (njegova funkcija je tekućina).
Važne komponente jedinice koja se razmatra su alternator i grijaći element. Prva se koristi za dobivanje snage dovoljno visoke frekvencije iz tipične apartmanske električne mreže od 50 Hz. Druga je metalna konstrukcija sposobna apsorbirati toplinu kada su u polju. Generator usmjerava električnu struju smanjenu na potrebne parametre na induktor (spiralni element). U ovom slučaju, tok nabijenih čestica, stvarajući polje, prolazi kroz zavojnicu. Metal stavljen u zonu djelovanja zagrijava se djelovanjem Fouquetovih struja bez izravnog dodira s induktorom. Za zagrijavanje vode u takvom agregatu potrebno je imati njegov kontakt s grijaćim elementom. Najjednostavniji primjer takvog dizajna bila bi metalna cijev kroz koju teče voda. U tom procesu tekućina hladi zidove, što produžava životni vijek strukture.
Prednosti i nedostaci uređaja
Indukcijsko grijanje može pružiti brojne prednosti koje nisu u mogućnosti dati uporabu elektroda. Budući da zagrijavanje tekućine vrši metalni element koji ne sudjeluje u elektrokemijskim reakcijama, trajnost uređaja ovisi samo o zavojnici. Trajanje njegovog rada određuje se trajanjem uređaja. Neki induktori djeluju više od 10 godina. Uz to je povezana kompatibilnost jedinice s različitim vrstama tekućina za prijenos topline. Osim obične vode, za tu su ulogu prikladna strojna ulja i sredstva za smrzavanje.
Unutrašnjost jedinice tijekom uporabe nije prekrivena nakupinama kamenca. Zbog stalnog kontakta s tekućinom smanjuje se vjerojatnost pregrijavanja dijelova, što također pomaže produljiti životni vijek. Konvekcija u uređaju obično doseže dovoljnu razinu tako da nije potrebno instalirati cirkulacijsku pumpu.Ne trebaju mjere za izolaciju od buke - uređaj djeluje prilično tiho.
Međutim, indukcijski grijač također ima slabosti:
- Za funkcioniranje uređaja potrebna je električna energija. U prostoriji u kojoj se ne opskrbljuje električnom energijom ili ne postoji način da joj se osigura pristup, kotao neće moći raditi. Na mjestima s redovitim prekidima mreže neće djelovati učinkovito.
- Ako se temperatura povisuje, tekućina koja prenosi toplinu pretvara se u plinovito stanje. To izaziva snažno povećanje tlaka u strukturi, zbog čega može doći do pucanja cijevi. Da se to ne bi dogodilo, morat ćete opremiti instalaciju kontrolom tlaka i temperature. To može biti manometar, temperaturni senzor, uređaj za isključivanje u nuždi kada parametri prelaze zadani raspon.
Potreba dodatnog pribora može pridonijeti ozbiljnom povećanju troškova opreme za kućni indukcijski grijač.
Uređaj se smatra gotovo potpuno tihim, ali u praksi to nije uvijek slučaj. Ovo se odnosi na modele industrijske proizvodnje i instalacija dizajniranih kod kuće.
Opcije domaćeg uređaja
Postoji nekoliko načina kako napraviti grijač kod kuće. Najpristupačnija opcija je napraviti uređaj od kuhinjskog električnog štednjaka i polipropilenske cijevi. Teško u izvedbi, ali dovoljno snažan je pretvarač.
Grijaći element cijevi
Ovaj razvoj uključuje demontažu spiralnog induktora ugrađenog u električni štednjak i postavljanje novog dizajna na njegovo mjesto. Za njegovu izradu trebat će polipropilenska cijev duljine 0,5 m i promjera 4 cm, magnetski element, 5 tektolitnih šipki, zavoja za spajanje na mrežu grijanja. Također ćete trebati kupiti svitak vodiča s površinom presjeka 2 mm² prekriven staklenim izolom (takav se kabel često koristi u uređajima za zavarivanje transformatora) i metalnim umivaonicima.
Slijed koraka u proizvodnji uređaja:
- Magnet se stavlja u cijev i napuni krpama (umjesto toga dopuštena je upotreba sjeckane žice).
- Montirajte zavoje s nitima.
- Šipke su zalijepljene duž tijela, na koje je namotana žica obložena staklom.
- Rastavite ploču i uklonite iz nje tvornički induktor, izrađen u obliku ravne spirale. Na njegovom mjestu instaliran je pripremljeni dizajn.
Grijač u ovoj jedinici su metalni umivaonici postavljeni u naizmjenično polje zavojnice. Kada se ploča pokrene u maksimalnom načinu s paralelnim prijenosom vode, ispostaviće se da se zagrijava za 15-20 ° C. S obzirom da pločice koje se koriste za izgradnju obično imaju snagu ne veću od 2000 W, dobivena jedinica pogodna je za grijanje stambenih prostora do 25 m².
Učinkovitost uređaja može se povećati povezivanjem sa strojem za zavarivanje, ali takav je rad prepun brojnih poteškoća. Prvo, aparat je potrebno rastaviti i potražiti mjesta koja još nisu ispravljena na dijagramu. To je zbog činjenice da se u njemu stvara direktna struja, a za funkcioniranje grijača potrebna je izmjenična struja. Drugo, bit će potrebno koristiti deblje ožičenje (na primjer, bakar promjera 1,5 mm, obložen sastavom emajla) i izračunati potrebni broj okreta. Napokon, u instalaciju će biti potrebno uvesti mehanizam za hlađenje.
Montaža indukcijskog kotla
Ovo rješenje ne uključuje rastavljanje pločica. Umjesto toga, majstor će morati zavariti spremnik kotla prema svojim dimenzijama.Profilna cijev uzima se od čelika debljine 2 mm i dimenzije rupa 2 do 4 cm. Od nje je potrebno napraviti prazne elemente duž širine ploče. Cijevi su zavarene duž duljine, kombinirajući manje strane. Gore i dolje do krajnjih dijelova trebaju biti hermetički zavarene gume od željeza. U njima se izrađuju rupe i ugrađuju se cijevi opremljene navojima. Također morate zavariti nekoliko uglova koji čine policu za pećnicu.
Morate obojiti uređaj sastavom cakline otporne na toplinu. Nakon sušenja i fiksiranja, kotao je montiran na zid i izrezan u sustav grijanja. Ploča za kuhanje postavljena je u gnijezdo s uglovima i spojena na mrežu. Zatim morate ispuniti instalaciju rashladnom tekućinom, ispuhati zračne mase i započeti zagrijavanje elementa induktora.
Domaći grijač nema dovoljno snage za zagrijavanje velikih životnih prostora. Po mraznoj zimi moći će zagrijati dvije male sobe. Tijekom prijelaznih sezona, kada je temperatura zraka na ulici oko nule, jedinica će moći opsluživati velike površine - do 40 m2.
Od pretvarača za zavarivanje
Ako namjeravate koristiti stroj za zavarivanje, mora se imati na umu da je izravno zabranjivanje spajanja induktora na njegove stezaljke. Kršenje ovog zahtjeva prepun je gubitka operabilnosti svih elemenata instalacije. Kako bi se kombinirao induktivni grijač sa strojem za zavarivanje, potonji će morati provesti niz složenih manipulacija koje zahtijevaju iskustvo majstora i detaljno razumijevanje strukture jedinice. Primarno navijanje mora biti povezano nakon visokofrekventnog pretvarača signala pretvaračkog mehanizma, umjesto ugrađenog induktivnog prigušivača. Pored toga, potrebno je lemljenje kondenzacijske jedinice i demontiranje diodnog mosta.
Kako napraviti moćan indukcijski grijač
Razmatrani uređaji imaju potrošnju energije u području od 2,5 kW. Za izradu uređaja s većim indikatorom (4 kW) majstor treba ozbiljna znanja iz područja radio-elektronike. Neiskusni radioamater nesiguran je u ovom poslu.
Jedna opcija može biti dizajn napajanja s dva para namotaja, transformatora, pokretača i upravljačke ploče. Vrijednost frekvencije na kojoj jedinica radi je niža od rezonantne. Dvije zavojnice služe za napajanje vozača, jedna za upravljačku ploču, a jedna za napajanje. Napaja se startnim relejem, ventilatorom i pumpom za hladnjak.
Savjeti za sigurnost
Instalacije ove vrste naširoko se koriste ne samo za grijanje prostora, već i za taljenje. Glavni problem vezan uz domaće indukcijske uređaje je nedostatak komponenti koje osiguravaju kontrolu temperature i tlaka te zaštitu od eksplozije. Stoga, kada radite s takvim jedinicama, morate biti oprezni.
Prije pokretanja kotla provjerite punjenje šupljine rashladnom tekućinom. Tijelo od polimera počet će se rastopiti bez redovitog hlađenja tekućinom. To povlači za sobom promjene deformacije i potpuni neuspjeh instalacije. Također, opasnost može nastati gubitkom metala sa žarnom niti iz tijela koje se topi. U takvom incidentu bit će potrebno zamijeniti niz biljnih sastojaka.
Uređaj je spojen na struju kroz zasebnu žicu koja se vodi iz štita. Kontakti moraju biti prekriveni izolacijskim materijalom. Ako u dizajnu sudjeluje aparat za zavarivanje, njegov pretvarač mora biti uzemljen. Žica koja se koristi za ovaj postupak treba biti širine 4-6 mm.Kako biste spriječili prekomjerno zagrijavanje instalacije u nedostatku vode, preporučljivo je u dovod instalirati nadtlačni ventil.
Zaključci i preporuke
Neovisna proizvodnja uređaja je prihvatljiva ako farma već ima indukcijsku ploču. Trošak njegove nabavke prilično je visok i usporediv s cijenom elektrode grijača. Snaga nekih od ovih modela doseže 10 kW, dok samo obrtnik s odgovarajućom razinom stručnosti može napraviti instalaciju s pokazateljem većim od 2,5 kW kod kuće (barem morate biti u mogućnosti spojiti frekvencijski pretvarač). Također, prije instalacije potrebno je osigurati da nema praznina ili rupa kroz koje može procuriti tekućina iz izvora topline: takav incident može izazvati požar.
Indukcijski grijač jednostavnog dizajna, dizajniran za opsluživanje malog područja prostorije, lako je napraviti bez posebne pripreme. Snažnije i učinkovitije opcije, na primjer, sa strojem za zavarivanje ili s dvije pločice, zahtijevaju skupljača kompetencija u području radio-elektronike. Strukturne značajke ovih postrojenja zahtijevaju nabavu dodatnih kontrola za osiguranje sigurnosti.
