- Zasada działania nagrzewnicy indukcyjnej
- Zalety i wady urządzenia
- Domowe kroki produkcyjne
- Kilka słów o bezpieczeństwie
- Wnioski i przydatne wideo na ten temat
Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Kotły indukcyjne to urządzenia charakteryzujące się bardzo wysoką wydajnością. Pozwalają znacznie obniżyć koszty energii w porównaniu z tradycyjnymi urządzeniami wyposażonymi w elementy grzejne.
Modele produkcji przemysłowej nie są tanie. Jednak każdy rzemieślnik, który jest właścicielem prostego zestawu narzędzi, może samodzielnie wykonać nagrzewnicę indukcyjną. Aby mu pomóc, oferujemy szczegółowy opis zasady działania i montażu efektywnego grzejnika.
Zasada działania nagrzewnicy indukcyjnej
Ogrzewanie indukcyjne jest niemożliwe bez użycia trzech głównych elementów:
- induktor;
- generator;
- element grzejny.
Induktor jest cewką, zwykle wykonaną z drutu miedzianego, z jego pomocą generuje pole magnetyczne. Alternator jest wykorzystywany do wytwarzania strumienia wysokiej częstotliwości ze standardowego strumienia domowej sieci elektrycznej o częstotliwości 50 Hz.
Metalowy przedmiot zdolny do pochłaniania energii cieplnej pod wpływem pola magnetycznego jest używany jako element grzewczy. Jeśli prawidłowo łączysz te elementy, możesz uzyskać urządzenie o wysokiej wydajności, które jest idealne do ogrzewania płynu przenoszącego ciepło i ogrzewania domu.
Przy użyciu generatora prąd elektryczny o wymaganych charakterystykach jest dostarczany do cewki indukcyjnej, tj. na cewce miedzianej. Podczas przechodzenia przez niego strumień naładowanych cząstek tworzy pole magnetyczne.
Zasada działania nagrzewnic indukcyjnych opiera się na występowaniu prądów elektrycznych wewnątrz przewodników pojawiających się pod wpływem pól magnetycznych.
Osobliwością tego pola jest możliwość zmiany kierunku fal elektromagnetycznych przy wysokich częstotliwościach. Jeśli jakikolwiek metalowy przedmiot zostanie umieszczony w tym polu, zacznie się nagrzewać bez bezpośredniego kontaktu z cewką indukcyjną pod wpływem generowanych prądów wirowych.
Prąd elektryczny wysokiej częstotliwości z falownika do cewki indukcyjnej tworzy pole magnetyczne ze stale zmieniającym się wektorem fal magnetycznych. Metal umieszczony w tym polu szybko się nagrzewa.
Brak kontaktu pozwala na zmniejszenie strat energii podczas przejścia z jednego typu do drugiego, co wyjaśnia zwiększoną wydajność kotłów indukcyjnych.
Aby podgrzać wodę do obiegu grzewczego, wystarczy zapewnić jej kontakt z metalową grzałką. Często metalowa rura jest wykorzystywana jako element grzewczy, przez który po prostu przechodzi woda. Woda jednocześnie chłodzi grzałkę, co znacznie wydłuża jej żywotność.
Elektromagnes indukcyjny jest wytwarzany przez nawijanie drutu wokół rdzenia ferromagnetycznego. Powstała w ten sposób cewka indukcyjna jest ogrzewana i przekazuje ciepło do ogrzewanego ciała lub płynu chłodzącego przepływającego obok niego przez wymiennik ciepła.
Zalety i wady urządzenia
Istnieje wiele „plusów” nagrzewnicy indukcyjnej wirowej. Jest to prosty schemat niezależnej produkcji, zwiększonej niezawodności, wysokiej wydajności, stosunkowo niskich kosztów energii, długiej żywotności, niskiego prawdopodobieństwa awarii itp.
Wydajność urządzenia może być znacząca, urządzenia tego typu są z powodzeniem stosowane w przemyśle metalurgicznym. Dzięki szybkości ogrzewania płynu chłodzącego tego typu urządzenia pewnie konkurują z tradycyjnymi kotłami elektrycznymi, temperatura wody w systemie szybko osiąga wymagany poziom.
Podczas pracy kotła indukcyjnego grzejnik lekko wibruje. Ta wibracja wstrząsa kamieniem i innymi możliwymi zanieczyszczeniami z metalowych ścianek rur, dlatego taki instrument rzadko wymaga czyszczenia. Oczywiście system grzewczy powinien być chroniony przed tymi zanieczyszczeniami za pomocą filtra mechanicznego.
Cewka indukcyjna ogrzewa metal (rurę lub kawałki drutu) umieszczone wewnątrz niej za pomocą prądów wirowych o wysokiej częstotliwości, kontakt nie jest konieczny
Stały kontakt z wodą minimalizuje prawdopodobieństwo przepalenia grzałki, co jest dość powszechnym problemem w przypadku tradycyjnych kotłów z elementami grzewczymi. Pomimo wibracji kocioł jest wyjątkowo cichy, nie jest wymagana dodatkowa izolacja w miejscu instalacji urządzenia.
Nawet kotły indukcyjne są dobre, ponieważ prawie nigdy nie przeciekają, chyba że instalacja systemu jest prawidłowa. Jest to bardzo cenna jakość dla ogrzewania elektrycznego, ponieważ eliminuje lub znacznie zmniejsza prawdopodobieństwo niebezpiecznych sytuacji.
Brak przecieków wynika z bezstykowego sposobu przenoszenia energii cieplnej do grzejnika. Czynnik chłodzący za pomocą opisanej powyżej technologii można ogrzewać prawie do stanu pary.
Zapewnia to wystarczającą konwekcję ciepła, aby stymulować efektywny ruch chłodziwa przez rury. W większości przypadków system grzewczy nie musi być wyposażony w pompę cyrkulacyjną, choć wszystko zależy od cech i schematu konkretnego systemu grzewczego.
Czasami potrzebna jest pompa obiegowa. Zainstaluj urządzenie jest stosunkowo łatwe. Chociaż będzie to wymagało pewnych umiejętności w zakresie instalacji urządzeń elektrycznych i rur grzewczych. Ale to poręczne i niezawodne urządzenie ma wiele wad, które również należy wziąć pod uwagę.
Na przykład kocioł ogrzewa nie tylko płyn chłodzący, ale także całą otaczającą go przestrzeń roboczą. Konieczne jest przydzielenie takiej jednostce oddzielnego pomieszczenia i usunięcie z niej wszystkich ciał obcych. Dla osoby długi pobyt w pobliżu działającego kotła może być również niebezpieczny.
Do pracy nagrzewnice indukcyjne wymagają prądu elektrycznego. Zarówno domowe, jak i fabryczne urządzenia są podłączone do domowego zasilacza sieciowego.
Do obsługi urządzenia wymagana jest energia elektryczna. W obszarach, w których nie ma wolnego dostępu do tej korzyści cywilizacji, puli indukcyjnej będzie bezużyteczny. Tak, a tam, gdzie występują częste przerwy w dostawie prądu, będzie on wykazywał niską wydajność. W przypadku niedbałego obchodzenia się z urządzeniem może dojść do wybuchu.
Jeśli przegrzejesz płyn chłodzący, zamieni się w parę. W rezultacie ciśnienie w systemie gwałtownie wzrośnie, a rury po prostu nie wytrzymają, pękną. Dlatego dla normalnej pracy systemu urządzenie powinno być wyposażone przynajmniej w manometr, a jeszcze lepiej w awaryjne urządzenie wyłączające, termostat itp.
Wszystko to może znacznie zwiększyć koszt domowej kotła indukcyjnego. Chociaż urządzenie uważa się za praktycznie ciche, nie zawsze tak jest. Niektóre modele z różnych powodów mogą nadal generować hałas. W przypadku urządzenia wykonanego niezależnie prawdopodobieństwo takiego wyniku wzrasta.
Przy projektowaniu zarówno fabrycznych, jak i improwizowanych nagrzewnic indukcyjnych praktycznie nie ma elementów zużywających się. Służą przez długi czas i działają bez zarzutu.
Domowe kroki produkcyjne
Samo stworzenie takiego urządzenia nie jest takie trudne. Do tego będziesz potrzebował:
- Zrób element grzejny.
- Zrób cewkę indukcyjną z drutu miedzianego.
- Przygotuj alternator.
- Podłączyć grzałkę cewki do systemu grzewczego.
- Podłącz cewkę do generatora.
- Włącz system.
- Wykonaj test, aby sprawdzić działanie urządzenia.
W modelach przemysłowych metalowa rura o grubych ścianach jest używana jako grzejnik, ale jest to bardzo trudne i nie ma większego sensu zapewnienie wystarczającej mocy dla improwizowanego urządzenia do ogrzewania takiego elementu. Cewka indukcyjna jest w stanie ogrzać dowolny metal, więc grzejnik można modyfikować.
Modele przemysłowe kotłów indukcyjnych są wyposażone w element grzejny z grubej rury metalowej. W domu kopiowanie takiej jednostki jest trudne
Jako obudowa nagrzewnicy indukcyjnej z falownika spawalniczego stosuje się kawałek rury z tworzywa sztucznego. Powinien mieć nieco większą średnicę niż rury grzewcze. Długość rury dla grzejnika może wynosić około jednego metra, średnicę wewnętrzną można zmieniać w granicach 50-80 mm.
Aby podłączyć grzejnik do systemu, należy zainstalować adaptery w dolnej i górnej części obudowy. Dno rury musi być zamknięte kratką, następnie wypełniacz składający się z małych cząstek metalu jest umieszczany wewnątrz korpusu. Możliwe jest uzyskanie wypełniacza, na przykład z drutu, pręta, wąskiej metalowej rury itp.
Długość segmentów może być dowolnie zmieniana. Najczęściej do tego celu używa się drutu stalowego o średnicy 6-8 mm, który jest po prostu cięty na małe kawałki. Niektórzy mistrzowie zalecają pocięcie go na długie pręty, po około 90 cm, tj. prawie długość grzejnika.
Do korpusu elementu grzejnego kotła indukcyjnego, który został wykonany ręcznie, potrzebna będzie szeroka rura z tworzywa sztucznego o średnicy około 50 mm
Im wyższa odporność magnetyczna stali, z której wykonany jest drut, tym lepiej się nagrzeje. W zależności od wielkości tych elementów, wybrana jest również siatka ochronna, która jest zamontowana w dolnej części obudowy. Wypełniacz jest nalewany lub układany w rurze na samą górę. Następnie górna część jest również zamykana siatką.
Schemat pozwala uzyskać pomysł, jak podłączyć cewkę indukcyjną do podgrzewacza kotła i spawarki
Dlatego domowy grzejnik do kotła indukcyjnego wygląda jak gruba rura z tworzywa sztucznego, wypełniona metalowymi elementami i zamknięta po obu stronach siatką. Od góry i od dołu grzejnik ma adaptery do podłączenia do obiegu grzewczego. Rura polimerowa do grzejnika musi mieć wystarczająco grube ściany.
Ponadto, żadne tworzywo sztuczne do tych celów nie jest odpowiednie, materiał musi przenosić skutki dość silnego ciepła i nie uwalniać żadnych niebezpiecznych substancji do atmosfery ani do chłodziwa. Teraz konieczne jest wykonanie kraty indukcyjnej. Aby to zrobić, weź drut miedziany i nawiń go bezpośrednio na korpus grzejnika.
W niektórych modelach domowych nagrzewnic indukcyjnych zamiast rury z tworzywa sztucznego stosuje się wąską rurkę miedzianą. Nie jest to najlepsza opcja, ponieważ nie jest łatwo prawidłowo złożyć taki element.
Im więcej zwojów drutu, tym lepiej. Uważa się, że cewka indukcyjna powinna mieć co najmniej 90 obrotów. Cewka jest bardzo ciasno nawinięta na rurze, nie powinno być przerwy między cewkami.
Przewód izolowany miedzią 1-1, 5 mm nadaje się do nawijania. Grubszy kabel nie jest tutaj potrzebny, ponieważ utrudnia również pracę uzwojenia, trudniej będzie układać zakręty dokładnie.
Obwód ten pomoże prawidłowo podłączyć cewkę induktora do spawarki inwerterowej, jeśli zostanie to zrobione nieprawidłowo, cewka zamieni się w elektromagnes (+)
Obecność luk może prowadzić do hałasu z powodu wibracji, któremu towarzyszy praca takiej jednostki. Z czasem sytuacja ta może doprowadzić do zniszczenia izolacji, co spowoduje obwód międzyprzerwowy.
Oprócz adapterów, powyżej i poniżej należy zainstalować zawory odcinające. Są one potrzebne, aby w razie potrzeby wyłączyć wodę w obiegu grzewczym.
Podczas instalacji nagrzewnicy należy pamiętać, że jej dolny koniec powinien być skierowany do rury powrotnej, rury przeznaczonej do zbierania chłodzonego chłodziwa w dwururowym systemie grzewczym. Najprostszym sposobem uzyskania generatora pola przemiennego jest zabranie falownika z urządzenia spawalniczego.
Styki cewki indukcyjnej są podłączone do biegunów falownika. Gdy tylko zasilanie zostanie doprowadzone do urządzenia i zostanie włączone, domowy kocioł indukcyjny zacznie działać.
Do produkcji takiego urządzenia nadaje się nawet niedroga spawarka, na przykład model wykonany w Chinach, który pozwala na regulację natężenia prądu od poziomu 10 A. Zainstaluj czujnik termostatu w pobliżu zasilacza. Połączenie falownika spawalniczego odbywa się za pośrednictwem tego regulatora temperatury.
Na wyjściach należy umieścić diody prostownicze. W tym celu należy otworzyć korpus spawarki i przylutować przewody do gniazda, a następnie podłączyć je do diod. Jeśli łączysz się bez diod bezpośrednio, to prąd o wyprostowanym napięciu trafi do uzwojenia, a cewka będzie działać jako elektromagnes, a nie jako cewka.
Aby stworzyć cewkę indukcyjną, zaleca się użycie drutu miedzianego o przekroju 1, 5 mm w niezawodnej osłonie izolacyjnej, należy wykonać około 90 obrotów
W niektórych nowoczesnych spawarkach znajduje się czujnik dotykowy, który zaczyna pracę w momencie, gdy elektroda dotyka powierzchni roboczej. Ten moment należy wziąć pod uwagę, aby czujnik wyzwolił się w odpowiednim momencie lub nie wpłynął na działanie domowego kotła.
Jeśli niedoświadczony rzemieślnik ma problemy z przeróbką spawarki, lepiej zasięgnąć profesjonalnej porady.
Do produkcji kotła indukcyjnego własnymi rękami można wziąć dowolną spawarkę o odpowiednich właściwościach. W razie potrzeby urządzenie można ponownie wykorzystać do spawania.
W przypadku prawidłowego wykonania urządzenie spawalnicze w przyszłości może być używane zgodnie z jego przeznaczeniem. Konieczne będzie odlutowanie przewodów za pomocą diod i wykonanie odwrotnego montażu. Pod wpływem prądu przemiennego o wysokiej częstotliwości cewka indukcyjna wytworzy pole magnetyczne.
Metal w obudowie polimerowej zacznie się nagrzewać i przekazywać ciepło do wody, która krąży wokół obwodu grzewczego. Rozgrzanie płynu chłodzącego zajmie urządzeniu zaledwie kilka minut.
Lokalizacja nagrzewnicy indukcyjnej powinna być wybrana prawidłowo. Urządzenie powinno znajdować się 800 mm poniżej sufitu, a co najmniej 300 mm powinno oddzielać go od ścian i mebli.
Kilka słów o bezpieczeństwie
Samodzielne kotły indukcyjne zwykle nie są wyposażone w systemy sterowania i ochrony, co czyni je niebezpiecznymi. Dlatego przed włączeniem urządzenia należy upewnić się, że wnęka ciała jest wypełniona płynem przenoszącym ciepło.
Jeśli polimerowy korpus nagrzewnicy zostanie poddany stałemu nagrzewaniu bez płukania czynnikiem chłodzącym, po prostu stopi się, czasami prowadzi to nie tylko do deformacji nagrzewnicy, ale także do jej całkowitego uszkodzenia.
Kruszywa tego typu są często używane do spalania i wytapiania metali. Wysokie temperatury uzyskane z nagrzewnicy indukcyjnej wymagają szczególnej uwagi w kwestiach bezpieczeństwa.
Niebezpieczne może być również wypadnięcie gorącego metalowego wypełniacza ze stopionego ciała. W tym przypadku konieczne jest prawie całkowite rozmontowanie urządzenia i stworzenie nowego elementu grzejnego.
Połączenia zasilania należy wykonać za pomocą oddzielnego kabla od ekranu. Oczywiście konieczne jest zamknięcie wszystkich styków izolacją. Zgrzewarka inwerterowa również musi być uziemiona, jest to ważny punkt dla bezpieczeństwa.
Potrzebny będzie kabel o przekroju co najmniej czterech milimetrów. Niektórzy eksperci zalecają preferowanie kabla sześciomilimetrowego. Aby zapobiec przegrzaniu domowej nagrzewnicy indukcyjnej z powodu braku wody w systemie, zaleca się zainstalowanie zaworu nadciśnieniowego na wlocie nagrzewnicy.
Indukcyjne urządzenie grzewcze zajmuje stosunkowo mało miejsca, ale musi być umieszczone w pewnej odległości od sufitu, ścian, mebli itp.
Samodzielne urządzenie tego typu, nie wyposażone w specjalne środki ochrony, jest potencjalnie niebezpiecznym obiektem, który wymaga stałego monitorowania. Dlatego warto wydać trochę więcej pieniędzy, ale kupić niezbędne urządzenia.
Oszacowanie kosztów nie zaszkodzi, być może zakup gotowego kotła indukcyjnego nie będzie kosztował dużo więcej. Urządzenia przemysłowe są zwykle wyposażone we wszystkie niezbędne zabezpieczenia.
Przedstawiono tutaj cechy i technologię produkcji krok po kroku innej wersji domowego kotła indukcyjnego dla systemu grzewczego.
Wnioski i przydatne wideo na ten temat
Film # 1. Przegląd zasad ogrzewania indukcyjnego:
Film # 2. Ciekawa opcja do produkcji nagrzewnicy indukcyjnej:
Aby zainstalować nagrzewnicę indukcyjną, nie jest konieczne uzyskanie zezwolenia od organów regulacyjnych, modele przemysłowe takich urządzeń są całkiem bezpieczne, nadają się do prywatnego domu i zwykłego mieszkania. Jednak właściciele samodzielnych jednostek nie powinni zapominać o bezpieczeństwie.
Komentarz, proszę, materiał oferowany przez nas znajomemu. Zadawaj pytania dotyczące interesujących lub niejasnych punktów. Może masz własne doświadczenie w budowie lub instalacji kotła indukcyjnego? Możesz udostępniać i publikować unikalne zdjęcia w polu komentarzy poniżej.