Il riscaldatore induttivo funziona grazie all'interazione delle correnti parassite generate dal campo elettromagnetico dell'induttore con una superficie metallica. Esistono diversi schemi per realizzare un riscaldatore a induzione con le tue mani. I più convenienti sono le strutture in tubo di polipropilene e un inverter per saldatura.
Il principio di funzionamento del riscaldatore a induzione
Quando una corrente elettrica alternata scorre in una spirale di uno starter, attorno ad esso si forma un campo elettromagnetico. Quando posizionato nel mezzo della bobina del nucleo di un metallo con proprietà magnetiche, la sua temperatura aumenta. Questo riscaldamento ad induzione è un fenomeno che si verifica sotto l'influenza delle correnti parassite. Si osserva solo quando l'acceleratore è alimentato da una corrente elettrica alternata avente una frequenza sufficiente di variazioni di segno e direzione. Quando viene fornita una corrente continua alla parte induttiva, la temperatura interna non cambia.
Il funzionamento di un induttore per il riscaldamento di pezzi si basa su questo principio. Il componente principale dell'unità nella maggior parte dei casi è una configurazione a spirale di metallo. Nelle stufe di cottura, in questo ruolo viene utilizzato un elemento appiattito situato a una piccola distanza dal piano cottura. Nella caldaia, il ruolo dell'induttore è svolto da un tubo di acciaio riempito di liquido refrigerante (la sua funzione è liquida).
Componenti importanti dell'unità in esame sono un alternatore e un elemento riscaldante. Il primo viene utilizzato per ottenere la potenza di una frequenza sufficientemente elevata da una tipica rete elettrica dell'appartamento di 50 Hz. Il secondo è una struttura metallica in grado di assorbire il calore quando sul campo. Il generatore dirige una corrente elettrica ridotta ai parametri richiesti all'induttore (elemento a spirale). In questo caso, un flusso di particelle cariche, creando un campo, passa attraverso la bobina. Un metallo posizionato nella sua zona di azione viene riscaldato dall'azione delle correnti di Fouquet senza contatto diretto con l'induttore. Per riscaldare l'acqua in un tale aggregato, è necessario avere il suo contatto con l'elemento riscaldante. L'esempio più semplice di tale progetto sarebbe un tubo di metallo attraverso il quale scorre l'acqua. Nel processo, il fluido raffredda le pareti, prolungando la vita della struttura.
Vantaggi e svantaggi del dispositivo
Il riscaldamento ad induzione può offrire una serie di vantaggi che non sono in grado di fornire l'uso di dispositivi ad elettrodi. Poiché il riscaldamento del liquido viene effettuato da un elemento metallico che non prende parte alle reazioni elettrochimiche, la durata del dispositivo dipende solo dalla bobina. La durata del suo funzionamento è determinata dalla durata del dispositivo. Alcuni induttori rimangono operativi per più di 10 anni. A ciò si associa la compatibilità dell'unità con diversi tipi di fluidi per il trasferimento di calore. Oltre all'acqua pura, oli per macchine e composti non congelanti sono adatti per questo ruolo.
L'interno dell'unità durante l'uso non è coperto da accumuli di scala. A causa del costante contatto con il liquido, la probabilità di surriscaldamento delle parti è ridotta, il che aiuta anche a prolungare la durata. La convezione nel dispositivo di solito raggiunge un livello sufficiente per cui non è necessario installare una pompa di circolazione.Non sono necessarie misure di isolamento acustico: il dispositivo funziona in modo abbastanza silenzioso.
Tuttavia, il riscaldatore a induzione presenta anche punti deboli:
- Il dispositivo richiede energia elettrica per funzionare. In una stanza in cui l'elettricità non viene fornita o non è possibile accedervi, la caldaia non sarà in grado di funzionare. In luoghi con interruzioni di rete regolari, non funzionerà in modo efficace.
- Se la temperatura aumenta eccessivamente, il liquido termovettore si trasforma in uno stato gassoso. Ciò provoca un forte aumento della pressione nella struttura, a seguito della quale può verificarsi la rottura del tubo. Per evitare che ciò accada, sarà necessario dotare l'installazione di mezzi per controllare la pressione e la temperatura. Può trattarsi di un manometro, un sensore di temperatura, un dispositivo per l'arresto di emergenza quando i parametri vanno oltre l'intervallo specificato.
La necessità di accessori aggiuntivi può contribuire a un serio aumento del costo delle apparecchiature per un riscaldatore a induzione fatto in casa.
Il dispositivo è considerato quasi completamente silenzioso, ma in pratica non è sempre così. Questo vale per i modelli di produzione industriale e le installazioni progettate in casa.
Opzioni del dispositivo fatto in casa
Esistono diversi modi per realizzare un riscaldatore a casa. L'opzione più economica è quella di realizzare un dispositivo da una stufa elettrica da cucina e un tubo in polipropilene. In esecuzione difficile, ma abbastanza potente è l'unità inverter.
Elemento riscaldante per tubi
Questo sviluppo comporta lo smantellamento di un induttore a spirale installato in una stufa elettrica e il posizionamento di un nuovo design al suo posto. Per la sua fabbricazione, saranno necessari un tubo in polipropilene con una lunghezza di 0,5 me un diametro di 4 cm, un elemento magnetico, 5 aste di textolite, curve per il collegamento a una rete di riscaldamento. Sarà inoltre necessario acquistare una bobina di conduttore con una sezione di 2 mm² rivestita con isolante in vetro (un cavo di questo tipo viene spesso utilizzato nei dispositivi di trasformazione del saldatore) e salviette metalliche.
La sequenza di passaggi nella fabbricazione dell'apparato:
- Un magnete viene inserito nel tubo e riempito di salviette (è invece consentito l'uso di filo tritato).
- Montare le curve con i fili.
- Le aste sono incollate lungo il corpo, su cui viene avvolto un filo rivestito di vetro.
- Smontare il piano cottura e rimuovere da esso l'induttore di fabbrica, realizzato sotto forma di una spirale piatta. Al suo posto, viene installato un progetto preparato.
Il riscaldatore di questa unità è costituito da salviette metalliche posizionate in un campo alternato della bobina. Quando il pannello viene lanciato nella modalità massima con trasmissione parallela dell'acqua, si rivelerà riscaldato di 15-20 ° C. Considerando che le piastrelle utilizzate per l'edilizia di solito hanno una potenza non superiore a 2000 W, l'unità risultante è adatta per riscaldare locali residenziali fino a 25 m².
L'efficienza del dispositivo può essere aumentata collegandolo alla saldatrice, ma tale lavoro è irto di una serie di difficoltà. Innanzitutto, l'apparato dovrà essere smontato e cercare luoghi che non sono stati ancora raddrizzati sul diagramma. Ciò è dovuto al fatto che in esso viene creata una corrente continua e per il funzionamento del riscaldatore è necessaria una corrente alternata. In secondo luogo, sarà necessario utilizzare un cablaggio più spesso (ad esempio rame con un diametro di 1,5 mm, rivestito con una composizione di smalto) e calcolare il numero di giri richiesto. Infine, sarà necessario introdurre un meccanismo di raffreddamento nell'installazione.
Gruppo caldaia a induzione
Questa soluzione non comporta lo smontaggio delle piastrelle. Invece, il master dovrà saldare il serbatoio della caldaia in base alle sue dimensioni.Un tubo profilato è realizzato in acciaio con uno spessore di 2 mm e una dimensione del foro di 2 per 4 cm, da cui sarà necessario realizzare elementi vuoti lungo la larghezza del pannello. I tubi sono saldati lungo la lunghezza, combinando i lati più piccoli. Su e giù per le parti finali devono essere pneumatici saldati ermeticamente in ferro. In essi sono realizzati dei fori e sono installati tubi dotati di filetti. È inoltre necessario saldare un paio di angoli che formano una mensola per il forno.
È necessario dipingere il dispositivo con una composizione di smalto resistente al calore. Dopo l'essiccazione e il fissaggio, la caldaia viene montata sulla parete e tagliata nell'impianto di riscaldamento. Il piano cottura è collocato in un nido con angoli e collegato alla rete elettrica. Quindi è necessario riempire l'installazione con refrigerante, spurgare le masse d'aria e iniziare a riscaldare l'elemento dell'induttore.
Il riscaldatore fatto in casa non è sufficiente per riscaldare ampi spazi abitativi. In un inverno gelido, sarà in grado di riscaldare due piccole stanze. Durante le stagioni di transizione, quando la temperatura dell'aria nella strada è circa zero, l'unità sarà in grado di servire grandi aree - fino a 40 m2.
Da inverter di saldatura
Se si intende utilizzare una saldatrice, è necessario tenere presente che è severamente vietato collegare direttamente l'induttore ai suoi morsetti. La violazione di questo requisito è irta della perdita di operabilità di tutti gli elementi dell'installazione. Al fine di combinare un riscaldatore induttivo con una saldatrice, quest'ultima dovrà effettuare una serie di manipolazioni complesse che richiedono l'esperienza di un maestro e una comprensione dettagliata della struttura dell'unità. L'avvolgimento primario deve essere collegato dopo il convertitore di segnale ad alta frequenza del meccanismo dell'inverter anziché il suo induttore induttivo incorporato. Inoltre, è necessario saldare l'unità di condensazione e smontare il ponte a diodi.
Come realizzare un potente riscaldatore a induzione
I dispositivi considerati hanno un consumo di energia nella regione di 2,5 kW. Per realizzare un dispositivo con un indicatore più alto (4 kW), il master necessita di conoscenze approfondite nel campo dell'elettronica radio. Un radioamatore inesperto non è sicuro di intraprendere questo lavoro.
Un'opzione può essere la progettazione di un alimentatore con due coppie di avvolgimenti, un trasformatore, un driver e una scheda di controllo. Il valore di frequenza a cui l'unità opera è inferiore a quello risonante. Due bobine servono per alimentare i driver, uno per la scheda di controllo e uno è energia. Alimenta il relè di avviamento, la ventola e la pompa di raffreddamento.
Suggerimenti per la sicurezza
Installazioni di questo tipo sono ampiamente utilizzate non solo per il riscaldamento degli ambienti, ma anche per la fusione. Il problema principale associato ai dispositivi di induzione fatti in casa è la mancanza di componenti che forniscono controllo della temperatura e della pressione e protezione dalle esplosioni. Pertanto, quando si utilizzano tali unità, è necessario prestare attenzione.
Prima di avviare la caldaia, controllare il riempimento della cavità con liquido refrigerante. Un corpo fatto di polimeri inizierà a sciogliersi senza un regolare raffreddamento a liquido. Ciò comporta cambiamenti di deformazione e un completo fallimento dell'installazione. Inoltre, può verificarsi un pericolo a causa della perdita di metallo incandescente dal corpo in fusione. In tal caso, sarà necessario sostituire una serie di componenti dell'impianto.
Il dispositivo è collegato all'elettricità attraverso un filo separato, che è guidato dallo schermo. I contatti devono essere coperti con materiale isolante. Se nella progettazione è coinvolto un apparecchio di saldatura, il suo inverter deve essere collegato a terra. Il filo utilizzato per questa operazione deve avere un diametro di 4-6 mm.Per evitare un riscaldamento eccessivo dell'installazione in assenza di acqua, si consiglia di installare una valvola di sovrapressione sull'ingresso.
Conclusioni e Raccomandazioni
Assumere una fabbricazione indipendente del dispositivo è ragionevole se l'azienda dispone già di un pannello a induzione. Il costo della sua acquisizione è piuttosto elevato e paragonabile al prezzo di un riscaldatore per elettrodi. La potenza di alcuni di questi modelli raggiunge i 10 kW, mentre a casa solo un master con il livello di competenza adeguato può effettuare un'installazione con un indicatore superiore a 2,5 kW (almeno è necessario essere in grado di assemblare un circuito convertitore di frequenza). Inoltre, prima dell'installazione, è necessario assicurarsi che non vi siano crepe o buchi attraverso i quali può fuoriuscire liquido dalla fonte di calore: un tale incidente può causare un incendio.
Il riscaldatore a induzione dal design semplice, progettato per servire una piccola area della stanza, è facile da realizzare senza una preparazione speciale. Opzioni più potenti ed efficienti, ad esempio, con una saldatrice o due circuiti stampati, richiedono un collezionista di competenze nel campo dell'elettronica radio. Le caratteristiche strutturali di questi impianti richiedono l'acquisizione di controlli aggiuntivi per garantire la sicurezza.
