Cum să faceți un încălzitor inductiv dintr-un invertor de sudură de mâna dumneavoastră

Cazanele de încălzire prin inducție – sunt aparate care se caracterizează printr-un randament foarte ridicat. Acestea permit reducerea semnificativă a costurilor cu energia electrică în comparație cu aparatele tradiționale echipate cu elemente de încălzire.

Modelele de producție industrială nu sunt ieftine. Cu toate acestea, orice meșter de acasă care deține un set simplu de unelte poate realiza un încălzitor prin inducție. Pentru a-l ajuta, vă oferim o descriere detaliată a principiului de funcționare și a asamblării unui încălzitor eficient.

Principiul de funcționare al încălzitorului prin inducție

Încălzirea prin inducție este imposibilă fără utilizarea a trei elemente principale:

• inductorului;
• generator;
• elementului de încălzire.

Inductorul reprezintă o bobină, de obicei realizată din sârmă de cupru, cu ajutorul căreia se generează un câmp magnetic. Generatorul de curent alternativ este utilizat pentru a obține un flux de înaltă frecvență din fluxul standard al rețelei electrice casnice cu o frecvență de 50 Hz.

Ca element de încălzire se utilizează un obiect metalic capabil să absoarbă energia termică sub acțiunea câmpului magnetic. Dacă conectați corect aceste elemente, puteți obține un aparat de înaltă performanță, care este perfect potrivit pentru încălzirea lichidului termic și pentru încălzirea casei.

Cu ajutorul generatorului, curentul electric cu caracteristicile necesare este furnizat inductorului, adică bobinei de cupru. La trecerea prin aceasta, fluxul de particule încărcate formează un câmp magnetic.

Principiul de funcționare al încălzitoarelor prin inducție se bazează pe apariția curenților electrici în interiorul conductoarelor, care apar sub influența câmpurilor magnetice

Particularitatea câmpului constă în faptul că are capacitatea de a schimba direcția undelor electromagnetice la frecvențe înalte. Dacă în acest câmp se plasează un obiect metalic, acesta va începe să se încălzească fără contact direct cu inductorul, sub acțiunea curenților turbionari creați.

Curentul electric de înaltă frecvență, care vine de la invertor la bobina de inducție, creează un câmp magnetic cu un vector al undelor magnetice în continuă schimbare. Metalul plasat în acest câmp se încălzește rapid.

Absența contactului face ca pierderile de energie la trecerea dintr-o formă în alta să fie neglijabile, ceea ce explică randamentul ridicat al centralelor de inducție.

Pentru a încălzi apa pentru circuitul de încălzire, este suficient să asigurați contactul acesteia cu un încălzitor metalic. Adesea, ca element de încălzire se folosește o țeavă metalică prin care se trece pur și simplu un flux de apă. Apa răcește în același timp încălzitorul, ceea ce îi prelungește semnificativ durata de viață.

Electromagnetul dispozitivului de inducție se obține prin înfășurarea unui fir în jurul unui miez din feromagnet. Bobina de inducție rezultată se încălzește și transmite căldura corpului încălzit sau agentului termic care curge în apropiere, prin schimbătorul de căldură.

Avantajele și dezavantajele aparatului

Încălzitorul prin inducție cu curenți turbionari are o mulțime de avantaje. Acestea includ: o schemă simplă de fabricat singur, fiabilitate ridicată, randament ridicat, costuri relativ scăzute la energie electrică, durată lungă de exploatare, probabilitate mică de apariție a defecțiunilor etc.

Performanța dispozitivului poate fi semnificativă, iar unitățile de acest tip sunt utilizate cu succes în industria metalurgică. În ceea ce privește viteza de încălzire a agentului termic, dispozitivele de acest tip concurează cu încredere cu centralele electrice tradiționale, temperatura apei din sistem atingând rapid nivelul necesar.

În timpul funcționării cazanului cu inducție, încălzitorul vibrează ușor. Această vibrație scutură depunerile de calcar și alte posibile impurități de pe pereții țevii metalice, astfel încât un astfel de aparat are nevoie de curățare extrem de rar. Desigur, sistemul de încălzire trebuie protejat de aceste impurități cu ajutorul unui filtru mecanic.

Bobina de inducție încălzește metalul (țeava sau bucățile de sârmă) plasate în interiorul ei, cu ajutorul curenților turbionari de înaltă frecvență, contactul nu este obligatoriu.

Contactul constant cu apa minimizează și probabilitatea de ardere a încălzitorului, ceea ce este o problemă destul de frecventă pentru cazanele tradiționale cu rezistențe. În ciuda vibrației, cazanul funcționează extrem de silențios, nu va fi necesară o izolare fonică suplimentară la locul de instalare a aparatului.

Cazanele cu inducție sunt bune și prin faptul că aproape niciodată nu au scurgeri, dacă montajul sistemului este executat corect. Aceasta este o calitate foarte valoroasă pentru încălzirea electrică, deoarece exclude sau reduce semnificativ probabilitatea apariției situațiilor periculoase.

Absența scurgerilor se datorează modului fără contact de transmitere a energiei termice către încălzitor. Agentul termic poate fi încălzit, cu ajutorul tehnologiei descrise mai sus, aproape până la starea de vapori.

Aceasta asigură o convecție termică suficientă pentru a stimula deplasarea eficientă a agentului termic prin țevi. În majoritatea cazurilor, sistemul de încălzire nu va trebui echipat cu o pompă de circulație, deși totul depinde de particularitățile și schema sistemului specific de încălzire.

Uneori, pompa de circulație este necesară. Instalarea aparatului este relativ simplă. Deși pentru aceasta vor fi necesare unele abilități de montare a aparatelor electrice și a țevilor de încălzire. Dar acest aparat convenabil și fiabil are și o serie de dezavantaje, de care trebuie să se țină cont.

De exemplu, cazanul încălzește nu numai agentul termic, ci și tot spațiul de lucru din jurul său. Trebuie alocată o încăpere separată pentru un astfel de agregat și îndepărtate din ea toate obiectele străine. Pentru o persoană, șederea prelungită în imediata apropiere a unui cazan în funcțiune poate fi, de asemenea, nesigură.

Pentru funcționare, încălzitoarele cu inducție au nevoie de curent electric. Atât dispozitivele de casă, cât și echipamentele fabricate din fabrică se conectează la rețeaua casnică de curent alternativ.

Pentru funcționarea aparatului este necesară energie electrică. În localitățile unde nu există acces liber la acest bun al civilizației, cazanul cu inducție va fi inutil. Și acolo unde se înregistrează întreruperi frecvente de curent, acesta va demonstra o eficiență scăzută. La o manipulare neglijentă a aparatului, poate avea loc o explozie.

Dacă se supraîncălzește agentul termic, acesta se va transforma în abur. Ca urmare, presiunea în sistem va crește brusc, ceea ce conductele nu vor suporta, ele se vor sparge. De aceea, pentru funcționarea normală a sistemului, aparatul trebuie echipat cel puțin cu un manometru, și chiar mai bine – cu un dispozitiv de oprire de urgență, termostat etc.

Toate acestea pot crește semnificativ costul cazanului cu inducție de casă. Deși aparatul este considerat practic silențios, nu este întotdeauna așa. Unele modele, din diverse motive, pot emite totuși unele zgomote. Pentru un dispozitiv realizat independent, probabilitatea unui astfel de rezultat crește.

În construcția încălzitoarelor cu inducție, atât cele din fabrică, cât și cele de casă, practic nu există componente care se uzează. Ele servesc mult timp și funcționează impecabil.

Pașii de fabricare a dispozitivului de casă

Realizarea unui astfel de dispozitiv independent nu este atât de dificilă. Pentru aceasta veți avea nevoie de:

1. Confecționați elementul de încălzire.
2. Realizați bobina inductorului din sârmă de cupru.
3. Luați un generator de curent alternativ gata făcut.
4. Conectați încălzitorul cu bobina la sistemul de încălzire.
5. Conectați bobina la generator.
6. Alimentați cu energie electrică sistemul.
7. Faceți o pornire de probă pentru a verifica funcționarea agregatului.

În modelele industriale, ca încălzitor se folosește o țeavă metalică cu pereți groși, dar asigurarea unei puteri suficiente a dispozitivului de casă pentru a încălzi un astfel de element este foarte dificilă și nu are mare sens. Bobina cu inducție poate încălzi orice metal, deci încălzitorul poate fi modificat.

Modelele industriale de cazane cu inducție sunt echipate cu un element de încălzire realizat dintr-o țeavă metalică groasă. În condiții casnice, a copia un astfel de agregat este dificil.

Ca și carcasă pentru încălzitorul cu inducție din invertor de sudură se folosește o bucată de țeavă din plastic. Aceasta trebuie să aibă un diametru puțin mai mare decât țevile de încălzire. Lungimea țevii pentru încălzitor poate fi de aproximativ un metru, diametrul interior poate fi variat între 50-80 mm.

Pentru conectarea încălzitorului la sistem, trebuie instalate adaptoare în partea inferioară și superioară a carcasei. Partea inferioară a țevii trebuie închisă cu un grătar, apoi în interiorul carcasei se pune un material de umplutură constând din particule mici de metal. Materialul de umplutură se poate obține, de exemplu, din sârmă, tijă, țeavă metalică îngustă etc.

Lungimea segmentelor poate fi variată arbitrar. Cel mai adesea se folosește sârmă de oțel cu diametrul de 6-8 mm, care se taie pur și simplu în bucăți mici. Unii meșteri recomandă să o taie în tije lungi, de aproximativ 90 cm, adică aproape pe lungimea încălzitorului.

Pentru carcasa elementului de încălzire al cazanului prin inducție, pe care l-ați confecționat de mâna dumneavoastră, veți avea nevoie de o țeavă din plastic largă, cu un diametru de aproximativ 50 mm.

Cu cât rezistența magnetică a oțelului din care este fabricată sârma este mai mare, cu atât aceasta se va încălzi mai bine. În funcție de dimensiunile acestor bucăți, se alege și plasa de protecție, care se montează în partea de jos a carcasei. Materialul de umplutură se toarnă sau se așează în țeavă până sus. După aceasta, partea superioară se închide, de asemenea, cu o plasă.

Schema permite să vă faceți o idee despre cum să conectați spirala de inducție la încălzitorul cazanului și la aparatul de sudură.

Astfel, încălzitorul artizanal pentru cazanul prin inducție arată ca o țeavă groasă din plastic, umplută cu bucăți de metal și închisă la ambele capete cu o plasă. În partea de sus și de jos, încălzitorul are adaptoare pentru conectarea la circuitul de încălzire. Țeava polimerică pentru încălzitor trebuie să aibă pereți suficient de groși.

În plus, niciun plastic nu este potrivit pentru aceste scopuri; materialul trebuie să suporte efectul unei încălziri destul de puternice și, în același timp, să nu emită substanțe periculoase în atmosferă sau în agentul termic. Acum trebuie să confecționați grila de inducție. Pentru aceasta, luați sârmă de cupru și o înfășurați direct pe carcasa încălzitorului.

În unele modele de încălzitoare prin inducție artizanale, în locul țevii din plastic se folosește un tub îngust de cupru. Aceasta nu este cea mai bună variantă, deoarece va fi dificil să răsuciți corect un astfel de element într-o spirală.

Cu cât mai multe spire de sârmă, cu atât mai bine. Se consideră că bobina de inducție trebuie să aibă cel puțin 90 de spire. Inductorul se înfășoară pe țeavă foarte strâns, între spire nu trebuie să existe niciun spațiu.

Pentru înfășurare este potrivit un fir de cupru izolat de 1-1,5 mm. Un cablu mai gros nu este necesar aici, deoarece va îngreuna lucrările de înfășurare și va fi mai dificil să plasați spirele una lângă alta.

Această schemă vă va ajuta să conectați corect bobina inductorului la aparatul de sudură cu invertor; dacă faceți acest lucru incorect, bobina se va transforma într-un electromagnet (+)

Prezența spațiilor poate duce la apariția zgomotului din cauza vibrațiilor care însoțesc funcționarea unui astfel de agregat. În timp, această situație poate duce la deteriorarea izolației, ceea ce va provoca un scurtcircuit între spire.

În partea de sus și de jos, pe lângă adaptoare, trebuie instalate robinete de închidere. Acestea sunt necesare pentru a asigura posibilitatea de a opri apa în circuitul de încălzire atunci când este necesar.

La instalarea încălzitorului, trebuie să rețineți că capătul său inferior trebuie să fie îndreptat spre retur, conducta destinată colectării agentului termic răcit într-un sistem de încălzire cu două țevi. Cel mai simplu mod de a obține un generator de câmp alternativ – este să luați un invertor de la un aparat de sudură.

Contactele bobinei de inducție se conectează la polii invertorului. De îndată ce se aplică alimentarea electrică la agregat și se conectează la rețea, cazanul de inducție de casă va începe să funcționeze.

Pentru fabricarea unui astfel de dispozitiv, este potrivit chiar și un aparat de sudură ieftin, de exemplu, un model de producție chinezească, care permite reglarea intensității curentului începând de la 10 A. Lângă adaptorul de pe conducta de alimentare, trebuie să instalați un senzor al termoregulatorului. Conexiunea invertorului de sudură se realizează prin acest termoregulator.

La ieșiri, trebuie să puneți diode redresoare. Pentru aceasta, va trebui să deschideți carcasa aparatului de sudură și să lipiți conductorii la ieșire, apoi să îi conectați la diode. Dacă conexiunea se face fără diode, direct, atunci la înfășurare va ajunge un curent cu tensiune redresată, iar bobina va funcționa ca un electromagnet, nu ca un inductor.

Pentru crearea spiralei de inducție, se recomandă să utilizați un fir de cupru cu secțiunea de 1,5 mm într-o înveliș izolator fiabil; trebuie să faceți aproximativ 90 de spire.

În unele aparate de sudură moderne există un senzor de contact care pornește funcționarea în momentul în care electrodul atinge suprafața de lucru. Acest moment trebuie să îl luați în considerare pentru ca senzorul fie să se activeze la momentul potrivit, fie să nu influențeze funcționarea cazanului de casă.

Dacă un meșter neexperimentat întâmpină probleme la modificarea aparatului de sudură, este mai bine să solicite consultanță profesională.

Pentru fabricarea unui cazan de inducție de casă, puteți lua orice aparat de sudură cu caracteristici potrivite. La nevoie, dispozitivul poate fi folosit din nou pentru lucrări de sudare.

Dacă totul este făcut corect, aparatul de sudură poate fi folosit în viitor în scopul său inițial. Va trebui să dezlipiți conductorii cu diodele și să efectuați reasamblarea. Sub acțiunea curentului alternativ de înaltă frecvență, bobina de inducție va crea un câmp magnetic.

Metalul aflat în interiorul carcasei polimerice va începe să se încălzească și să transfere căldură apei care circulă prin circuitul de încălzire. Pentru încălzirea agentului termic, dispozitivul va avea nevoie de doar câteva minute.

Locul pentru încălzitorul cu inducție trebuie ales corect. Agregatul trebuie să fie amplasat la 800 mm sub nivelul tavanului, iar de pereți și obiecte de mobilier trebuie să fie separat de cel puțin 300 mm.

Câteva cuvinte despre siguranță

Cazanele cu inducție de casă, de obicei, nu sunt echipate cu sisteme de control și protecție, ceea ce le face nesigure. Prin urmare, înainte de a porni agregatul, este necesar să vă asigurați că cavitatea carcasei este umplută cu agent termic lichid.

Dacă carcasa polimerică a încălzitorului este supusă unei încălziri constante fără a fi spălată de agentul termic, aceasta se va topi pur și simplu, uneori ducând nu numai la deformarea încălzitorului, ci și la deteriorarea completă a acestuia.

Agregatele de acest tip sunt adesea utilizate pentru încălzirea și topirea metalelor. Temperaturile ridicate obținute de la încălzitorul cu inducție necesită o atenție deosebită la problemele de siguranță.

Periculoasă poate fi și căderea umpluturii metalice incandescente din carcasa topită. În acest caz, va trebui să demontați aproape complet dispozitivul și să faceți un nou element de încălzire pentru acesta.

Conectarea la alimentarea electrică trebuie efectuată printr-un cablu separat, tras de la tablou. Bineînțeles, este necesar să izolați cu grijă toate contactele. Invertorul aparatului de sudură trebuie, de asemenea, împământat, acesta este un aspect important pentru asigurarea siguranței.

În acest caz, va fi necesar un cablu cu o secțiune transversală de cel puțin patru milimetri. Unii specialiști recomandă să optați pentru un cablu de șase milimetri. Pentru a preveni supraîncălzirea încălzitorului cu inducție de casă din cauza lipsei apei în sistem, este recomandat să instalați o supapă de presiune în exces la intrarea în încălzitor.

Aparatul de încălzire cu inducție ocupă relativ puțin loc, dar trebuie amplasat la o anumită distanță de tavan, pereți, mobilă etc.

Un dispozitiv de casă de acest tip, neechipat cu mijloace speciale de protecție, este un obiect potențial periculos care necesită o monitorizare constantă. De aceea, merită să cheltuiți puțin mai mulți bani, dar să cumpărați dispozitivele necesare.

În același timp, nu strică să evaluați costurile, poate că achiziționarea unui cazan cu inducție gata făcut nu va fi cu mult mai scumpă. Dispozitivele industriale sunt de obicei echipate cu toată protecția necesară.

Particularitățile și tehnologia pas cu pas de fabricare a unei alte variante de cazan cu inducție de casă pentru sistemul de încălzire sunt prezentate aici.

Concluzii și material video util pe această temă

Video #1. Prezentarea principiilor încălzirii prin inducție:

Video #2. O variantă interesantă de fabricare a unui încălzitor cu inducție:

Pentru instalarea unui încălzitor cu inducție nu este necesară obținerea unei autorizații de la organele de control, modelele industriale ale unor astfel de dispozitive sunt complet sigure, fiind potrivite atât pentru o casă privată, cât și pentru un apartament obișnuit. Dar proprietarii de agregate de casă nu trebuie să uite de măsurile de siguranță.

Vă rugăm să comentați materialul pe care vi l-am propus spre consultare. Puneți întrebări cu privire la aspectele interesante sau neclare. Poate aveți propria experiență în construirea sau instalarea unui cazan cu inducție? Puteți povesti și plasa fotografii unice în blocul de comentarii de mai jos.