Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Индукционните котли са уреди, които се характеризират с много висока ефективност. Те позволяват значително намаляване на енергийните разходи в сравнение с традиционните устройства, оборудвани с нагревателни елементи.

Моделите на промишленото производство не са евтини. Въпреки това, всеки домашен майстор, който притежава просто набор от инструменти, може да направи индукционен нагревател със собствените си ръце. За да му помогнем, предлагаме подробно описание на принципа на работа и сглобяване на ефективен нагревател.

Принципът на работа на индукционния нагревател

Индукционното нагряване е невъзможно без използването на три основни елемента:

  • бобина;
  • генератор;
  • нагревателен елемент.

Индукторът е бобина, обикновено направена от медна жица, с помощта на която се генерира магнитно поле. Алтернатор се използва за производство на високочестотен поток от стандартен поток от домашна електрическа мрежа с честота 50 Hz.

Като нагревателен елемент се използва метален предмет, способен да абсорбира топлинна енергия под въздействието на магнитно поле. Ако правилно свържете тези елементи, можете да получите високопроизводително устройство, което е идеално за загряване на топлоносителя и загряване на къщата.

Като се използва генератор, към индуктора се подава електрически ток с необходимите характеристики, т.е. върху медната намотка. При преминаване през него поток от заредени частици образува магнитно поле.

Принципът на работа на индукционните нагреватели се основава на появата на електрически токове вътре в проводниците, появяващи се под въздействието на магнитни полета.

Особеността на полето е, че има способността да променя посоката на електромагнитните вълни при високи честоти. Ако в това поле се постави някакъв метален обект, той ще започне да се нагрява без пряк контакт с индуктора под въздействието на генерираните вихрови токове.

Високочестотният електрически ток от инвертора към индукционната бобина създава магнитно поле с постоянно променящ се вектор на магнитни вълни. Металът, поставен в това поле, се загрява бързо.

Липсата на контакт ви позволява да правите загуби на енергия по време на прехода от един тип към друг незначителен, което обяснява повишената ефективност на индукционните котли.

За нагряване на водата за отоплителния кръг е достатъчно да се осигури контакт с металния нагревател. Често метална тръба се използва като нагревателен елемент, през който просто преминава водата. Водата едновременно охлажда нагревателя, което значително увеличава експлоатационния му живот.

Индукционен електромагнит се произвежда чрез навиване на тел около феромагнетик. Получената индукционна бобина се нагрява и пренася топлината към нагрятото тяло или охлаждащата течност, която тече до нея през топлообменник.

Предимства и недостатъци на устройството

Има много "плюсове" на вихровия индукционен нагревател. Това е проста схема за самостоятелно производство, повишена надеждност, висока ефективност, относително ниски енергийни разходи, дълъг експлоатационен живот, ниска вероятност от аварии и др.

Работата на устройството може да бъде значителна, единици от този тип се използват успешно в металургичната индустрия. Чрез скоростта на нагряване на охладителя, устройства от този тип уверено се конкурират с традиционните електрически котли, температурата на водата в системата бързо достига необходимото ниво.

По време на работа на индукционния котел нагревателят леко вибрира. Тази вибрация разтърсва варовик и други възможни замърсители от стените на металните тръби, поради което такъв инструмент рядко се нуждае от почистване. Разбира се, отоплителната система трябва да бъде защитена от тези замърсители с механичен филтър.

Индукционната бобина нагрява метала (тръба или парчета тел), поставен вътре в него с помощта на високочестотни вихрови токове, контактът не е необходим

Постоянният контакт с водата намалява вероятността от прегаряне на нагревателя, което е често срещан проблем при традиционните котли с нагревателни елементи. Въпреки вибрациите, котелът е изключително тих, не се изисква допълнителна изолация на мястото на монтиране на устройството.

Дори и индукционни котли са добри, защото почти никога не изтичат, освен ако инсталацията на системата не е правилна. Това е много ценно качество за електрическото отопление, тъй като елиминира или значително намалява вероятността от опасни ситуации.

Липсата на течове се дължи на безконтактния метод за пренос на топлинна енергия към нагревателя. Охладителната течност с помощта на описаната по-горе технология може да бъде загрята почти до пара.

Това осигурява достатъчна топлинна конвекция за стимулиране на ефективното движение на охлаждащата течност през тръбите. В повечето случаи отоплителната система не трябва да бъде оборудвана с циркулационна помпа, въпреки че всичко зависи от характеристиките и схемата на дадена отоплителна система.

Понякога е необходима циркулационна помпа. Инсталирайте устройството сравнително лесно. Въпреки че това ще изисква известни умения при монтажа на електрически уреди и отоплителни тръби. Но това удобно и надеждно устройство има редица недостатъци, които също трябва да се имат предвид.

Например, котелът нагрява не само охладителя, но и цялото работно пространство около него. Необходимо е да се разпредели за такава единица отделна стая и да се извадят от нея всички чужди тела. За даден човек дългият престой в близост до работещ котел също може да бъде опасен.

За работа индукционните нагреватели се нуждаят от електрически ток. Както домашно, така и фабрично произведено оборудване, се свързват към домакинско електрозахранване.

Необходимо е електричество за работа с устройството. В области, където няма свободен достъп до тази полза от цивилизацията, индукционният съд ще бъде безполезен. Да, и там, където има чести прекъсвания на електроенергията, тя ще демонстрира ниска ефективност. Ако небрежно боравите с устройството, може да възникне експлозия.

Ако прегреете охлаждащата течност, тя ще се превърне в пара. В резултат на това налягането в системата ще се увеличи драстично, което тръбите просто няма да издържат, ще ги скъса. Следователно, за нормалната работа на системата, устройството трябва да бъде оборудвано поне с манометър, а още по-добре - с устройство за аварийно изключване, термостат и др.

Всичко това може значително да увеличи цената на един домашен индукционен котел. Въпреки че устройството се счита за почти безшумно, не винаги е така. Някои модели по различни причини все още могат да предизвикат някакъв шум. За устройство, направено самостоятелно, вероятността за такъв резултат се увеличава.

При проектирането на фабрични и импровизирани индукционни нагреватели, практически няма износващи се компоненти. Те служат дълго време и работят безупречно.

Домашни стъпки за производство

Да направите такова устройство сами по себе си не е толкова трудно. За това ви е необходимо:

  1. Направете нагревателен елемент.
  2. Направете индукторна намотка от меден проводник.
  3. Пригответе алтернатора.
  4. Свържете нагревателя на бобината към отоплителната система.
  5. Свържете бобината към генератора.
  6. Включете системата.
  7. Направете пробно изпълнение, за да проверите работата на устройството.

В промишлени модели като метална тръба с дебели стени се използва като нагревател, но е много трудно и няма смисъл да се осигури достатъчно мощност за импровизирано устройство за нагряване на такъв елемент. Индукционната бобина може да загрява всеки метал, така че нагревателят може да бъде модифициран.

Индустриалните модели на индукционни котли са оборудвани с нагревателен елемент от дебела метална тръба. Вкъщи копирането на такава единица е трудно

Като корпус за индукционен нагревател от заваръчен инвертор се използва парче пластмасова тръба. Трябва да има малко по-голям диаметър от отоплителните тръби. Дължината на тръбата за нагревателя може да бъде около един метър, вътрешният диаметър може да варира в рамките на 50-80 mm.

За да свържете нагревателя към системата, трябва да инсталирате адаптери в долната и горната част на корпуса. Дъното на тръбата трябва да бъде затворено с решетка, след което в тялото се поставя пълнител от малки частици метал. Възможно е да се получи пълнител, например от тел, пръчка, тясна метална тръба и т.н.

Дължината на сегментите може да се променя произволно. Най-често за тази цел се използва стоманена тел с диаметър 6-8 мм, която се нарязва на малки парчета. Някои майстори препоръчват рязането му на дълги пръти, всеки около 90 cm, т.е. почти дължината на нагревателя.

За тялото на нагревателния елемент на индукционния котел, който е направен на ръка, ще ви е необходима широка пластмасова тръба с диаметър 50 mm

Колкото по-висока е магнитното съпротивление на стоманата, от която е направена жицата, толкова по-добре ще се нагрее. В зависимост от размера на тези парчета се избира и защитна решетка, която се монтира в долната част на кутията. Пълнежът се излива или полага в тръба до самия връх. След това горната част също е затворена с решетка.

Схемата ви позволява да получите представа как да свържете индукционната бобина към нагревателя на котела и заваръчната машина

По този начин един домашен нагревател за индукционен котел прилича на дебела пластмасова тръба, напълнена с метални парчета и затворена от двете страни с решетка. От горе и отдолу нагревателят има адаптери за свързване към отоплителния кръг. Полимерната тръба за нагревателя трябва да има достатъчно дебели стени.

В допълнение, всяка пластмаса за тези цели не е подходяща, материалът трябва да носи ефекта на доста силна топлина и да не освобождава никакви опасни вещества в атмосферата или в охлаждащата течност. Сега е необходимо да се направи индукционна решетка. За да направите това, вземете медния проводник и го завийте директно върху тялото на нагревателя.

В някои модели на домашно индуцирани нагреватели, вместо пластмасова тръба, се използва тясна медна тръба. Това не е най-добрият вариант, тъй като не е лесно да се сгъне такъв елемент правилно.

Колкото повече се превръща от тел, толкова по-добре. Смята се, че индукционната бобина трябва да бъде най-малко 90 оборота. Индукторът се навива на тръбата много плътно, не трябва да има празнина между намотките.

Изолиран меден проводник от 1-1, 5 mm е подходящ за навиване. Тук не е необходим по-дебел кабел, тъй като той също прави работата на намотката по-трудна, по-трудно е да се подредят завоите.

Тази верига ще помогне да се свърже правилно индукторната бобина към инверторната заваръчна машина, а ако това се извърши неправилно, бобината ще се превърне в електромагнит (+)

Наличието на пролуки може да доведе до шум, дължащ се на вибрации, което се съпровожда от работата на такава единица. С течение на времето тази ситуация може да доведе до разрушаване на изолацията, което ще доведе до късо съединение в завой.

В допълнение към адаптерите трябва да се монтират спирателни вентили над и под тях. Те са необходими, за да се гарантира, че ако е необходимо, изключете водата в отоплителния кръг.

При монтирането на нагревателя трябва да се има предвид, че долният му край трябва да бъде насочен към връщащата тръба, тръба, предназначена за събиране на охлаждаща течност в двутръбна отоплителна система. Най-лесният начин да получите генератор с променливо поле е да вземете инвертора от заваръчната машина.

Контактите на индукционната бобина са свързани към полюсите на инвертора. Веднага след като захранването се подаде към уреда и той се включи, котелът за домашно индуциране ще започне да работи.

За производството на такова устройство, дори и евтин заваръчен апарат, например, е подходящ модел, произведен в Китай, който ви позволява да регулирате силата на тока, започвайки от ниво от 10 А. Монтирайте термостатен сензор близо до захранващия адаптер. Свързването на заваръчния инвертор се извършва чрез този терморегулатор.

На изходите трябва да се поставят изправителни диоди. За да направите това, трябва да отворите тялото на заваръчната машина и да запоите проводниците към изхода, след което да ги свържете към диодите. Ако се свържете без диоди, директно, ток с ректифицирано напрежение ще отиде на намотката, а бобината ще работи като електромагнит, а не като индуктор.

За да се създаде индукционна намотка, се препоръчва да се използва медна жица със сечение от 1.5 мм в надеждна изолационна обвивка, трябва да направите около 90 оборота

В някои модерни заваръчни машини има сензорен сензор, който започва да работи в момента, когато електродът докосне работната повърхност. Този момент трябва да се вземе под внимание, така че датчикът или да задейства в подходящия момент или да не влияе на работата на домашно приготвения котел.

Ако един неопитен майстор има проблеми с преработката на заваръчната машина, по-добре е да потърси професионален съвет.

За производството на индукционен котел със собствени ръце можете да вземете всякакъв заваръчен апарат с подходящи характеристики. Ако е необходимо, устройството може да се използва отново за заваряване.

Ако се направи правилно, заваръчната машина в бъдеще може да се използва по предназначение. Необходимо е да се разглобят проводниците с диоди и да се извърши обратното сглобяване. Под въздействието на високочестотен променлив ток, индукционната бобина ще създаде магнитно поле.

Металът във вътрешността на полимерния корпус ще започне да се нагрява и пренася топлината към водата, която циркулира около отоплителния кръг. Устройството ще отнеме само няколко минути, за да загрее охладителя.

Местоположението на индукционния нагревател трябва да се избере правилно. Устройството трябва да бъде разположено на 800 mm под тавана и най-малко 300 mm трябва да го отдели от стените и мебелите.

Няколко думи за сигурността

Самопроизводствените индукционни котли обикновено не са оборудвани със системи за контрол и защита, което ги прави опасни. Следователно, преди да включите уреда, трябва да се уверите, че кухината на тялото е запълнена с течност за пренос на топлина.

Ако полимерното тяло на нагревателя е подложено на постоянно нагряване без измиване с охлаждаща течност, то просто ще се стопи, понякога това води не само до деформация на нагревателя, но и до пълното му повреждане.

Агрегатите от този тип често се използват за изгаряне и топене на метали. Високите температури, получени от индукционен нагревател, изискват специално внимание към проблемите на безопасността.

Също така може да е опасно за горещия метален пълнител да падне от разтопеното тяло. В този случай е необходимо почти напълно да се разглоби устройството и да се направи нов нагревателен елемент за него.

Захранващите връзки трябва да се извършват чрез отделен кабел от щита. Разбира се, трябва да затворите всички контакти с изолация. Инверторната заваръчна машина също трябва да бъде заземена, това е важен момент за безопасност.

Ще ви е необходим кабел с напречно сечение от поне четири милиметра. Някои експерти препоръчват да се даде предпочитание на кабел от шест милиметра. За да предотвратите прегряване на домашно индуциращия нагревател поради липса на вода в системата, се препоръчва да се инсталира клапан за свръхналягане на входа на нагревателя.

Индукционното нагревателно устройство заема сравнително малко пространство, но трябва да се постави на определено разстояние от тавана, стените, мебелите и т.н.

Самостоятелно изработеното устройство от този тип, което не е оборудвано със специални средства за защита, е потенциално опасен обект, който изисква постоянен контрол. Затова си струва да похарчите малко повече пари, но да закупите необходимите устройства.

Не боли да се оценят разходите, може би закупуването на готови индукционни котли няма да струва много повече. Индустриалните устройства обикновено са оборудвани с цялата необходима защита.

Тук са показани характеристиките и технологията на стъпка по стъпка за производство на друг вариант на котел за домашно приготвена индукция за отоплителна система.

Заключения и полезно видео по темата

Филм # 1. Преглед на принципите на индукционното нагряване:

Филм # 2. Интересен вариант за производството на индукционен нагревател:

За да инсталирате индукционен нагревател, не е необходимо да получавате разрешение от регулаторните органи, промишлените модели на такива устройства са доста безопасни, те са подходящи за частен дом и за обикновен апартамент. Но собствениците на самостоятелно направени единици не трябва да забравят за безопасността.

Коментирайте, моля, материалите, които предлагаме за запознанство. Задавайте въпроси за интересни или неясни точки. Може би имате собствен опит в изграждането или инсталирането на индукционен котел? Можете да споделяте и публикувате уникални снимки в полето за коментари по-долу.

Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Категория:

Отопление