Az induktív fűtőelem az induktor elektromágneses tere által generált örvényáram kölcsönhatásából adódóan működik egy fémfelülettel. Az indukciós fűtés saját kezű elkészítéséhez többféle módszer létezik. Ezek közül a legolcsóbb a polipropilén csőből és egy hegesztő inverterből készült szerkezet.
Az indukciós fűtés működésének elve
Amikor váltakozó elektromos áram fojtó spirálban áramlik, körülötte elektromágneses mező képződik. A fém magjának tekercsének közepére helyezve, amelynek mágneses tulajdonságai vannak, hőmérséklete megemelkedik. Ez az indukciós fűtés egy olyan jelenség, amely örvényáramok hatására fordul elő. Ez csak akkor figyelhető meg, ha a fojtószelepet váltakozó villamos áram hajtja meg, amelynek megfelelő frekvenciája van a jel és az irány változásában. Ha egyenáramot táplálnak az induktív részre, a mag hőmérséklete nem változik.
A munkadarabok melegítésére szolgáló induktor működése ezen az elven alapul. Az egység fő alkotóeleme a legtöbb esetben a fém spirális konfigurációja. A főzőkemencéknél a főzőlaptól kis távolságra elhelyezkedő, egyenesített elemet használnak ebben a szerepben. A kazánban az induktor szerepet hűtőfolyadékkal töltött acélcső játszik (funkciója folyékony).
A vizsgált egység fontos alkotóelemei a generátor és a fűtőelem. Az elsőt arra használják, hogy kellően magas frekvenciájú teljesítményt nyerjenek egy tipikus, 50 Hz-es lakásbeli villamos hálózatból. A második olyan fémszerkezet, amely képes a hő elnyelésére, ha a talajban van. A generátor a szükséges paraméterekre csökkentett elektromos áramot irányítja az induktorra (spirál elem). Ebben az esetben a töltött részecskék egy mezőt létrehozó áramlása megy keresztül a tekercsen. A működési zónájában elhelyezett fém felmelegedése Fouquet-áramok hatására történik, anélkül, hogy a induktorral közvetlen érintkezésbe kerülne. A víz melegítéséhez ilyen aggregátumban szükséges, hogy annak érintkezzen a fűtőelemmel. Az ilyen konstrukció legegyszerűbb példája egy fémcső, amelyen keresztül a víz áramlik. A folyamat során a folyadék lehűti a falakat, ami meghosszabbítja a szerkezet élettartamát.
A készülék előnyei és hátrányai
Az indukciós fűtés számos előnnyel jár, amelyek nem képesek az elektródák használatát biztosítani. Mivel a folyadék melegítését egy fém elem hajtja végre, amely nem vesz részt az elektrokémiai reakciókban, az eszköz tartóssága csak a tekercstől függ. Működésének időtartamát az eszköz időtartama határozza meg. Néhány induktor több mint 10 éve működik. Ehhez kapcsolódik az egység kompatibilitása a különféle típusú hőátadó folyadékokkal. A tiszta vízen kívül gépi olajok és nemfagyasztó vegyületek is alkalmasak erre a szerepre.
Az egység belsejét használat közben nem fedik le a méretarányok. A folyadékkal való állandó érintkezés miatt csökken az alkatrészek túlmelegedésének valószínűsége, ami szintén hozzájárul az egység élettartamának meghosszabbításához. A konvekció az eszközben általában eléri a szükséges szintet, így nincs szükség cirkulációs szivattyú telepítésére.Nincs szükség zajszigetelő intézkedésekre - a készülék meglehetősen csendesen működik.
Az indukciós melegítőnek azonban vannak gyengeségei:
- A készülék működéséhez elektromos energiára van szükség. Az olyan helyiségben, ahol nincs áram, vagy nincs mód hozzáférésre, a kazán nem fog működni. Rendszeres hálózati megszakításokkal rendelkező helyeken nem fog hatékonyan működni.
- Ha a hőmérséklet túlságosan emelkedik, a hőátadó folyadék gáznemű állapotba alakul. Ez a nyomás erőteljes növekedését provokálja a szerkezetben, amelynek eredményeként csőszakadás léphet fel. Ennek elkerülése érdekében a berendezést felszerelni kell a nyomás és a hőmérséklet szabályozására szolgáló eszközökkel. Ez lehet manométer, hőmérséklet-érzékelő, vészleállítás eszköz, amikor a paraméterek meghaladják a megadott tartományt.
A kiegészítő kiegészítők szükségessége hozzájárulhat a házi készítésű indukciós fűtőberendezés költségeinek súlyos növekedéséhez.
Az eszközt szinte teljesen csendesnek tekintik, de a gyakorlatban nem mindig ez a helyzet. Ez vonatkozik az ipari termelés modelljeire és az otthon tervezett berendezésekre.
Házi készítésű készülék lehetőségei
Számos módszer van a fűtőkészülék otthon készítésére. A legolcsóbb lehetőség az, ha egy készüléket konyhai elektromos tűzhelyről és egy polipropilén csőből készít. Nehéz végrehajtani, de elég erős a frekvenciaváltó egység.
Csőmelegítő elem
Ez a fejlesztés magában foglalja az elektromos tűzhelybe beépített spirál induktor leszerelését és egy új konstrukció elhelyezését a helyén. Előállításához 0,5 m hosszú és 4 cm átmérőjű polipropilén csőre, mágneses elemre, 5 textolit rudakra, hajlításokra van szükség a fűtőhálózathoz való csatlakozáshoz. Be kell vásárolnia egy 2 mm² keresztmetszetű vezetéktekercset iszolattal bevonva (ilyen kábelt gyakran használnak hegesztő transzformátorokhoz) és fémmosókendőket.
A készülék gyártásának lépései:
- A mágnest a csőbe helyezzük, és mosogatórongyokkal töltsük fel (ehelyett megengedett az aprított huzal használata).
- Szerelje fel a meneteket.
- A rudakat a test mentén ragasztják, amelyre az üveggel bevont huzal fel van tekercselve.
- Szerelje szét a főzőlapot, és vegye le róla a lapos spirál alakjában elkészített gyári induktorokat. A helyére elkészített terv kerül telepítésre.
Az egység melegítői fémmosókendők, amelyek a tekercs váltakozó mezőjében vannak elhelyezve. Amikor a panelt maximális üzemmódban indítják el párhuzamos vízátvitel mellett, akkor 15-20 ° C-kal felmelegszik. Tekintettel arra, hogy az építéshez használt burkolólapok teljesítménye általában nem haladja meg a 2000 W-ot, az így kapott egység 25 m²-es lakóépületek fűtésére alkalmas.
Az eszköz hatékonysága növelhető, ha azt a hegesztőgéphez csatlakoztatják, de az ilyen munka számos nehézséggel szembesül. Először a készüléket szétszerelni kell, és keressen olyan helyeket, amelyeket a diagram még nem igazított ki. Ennek oka az a tény, hogy benne egyenáram jön létre, és a fűtő működéséhez váltakozó áramra van szükség. Másodszor, vastagabb vezetékeket kell használnia (például 1,5 mm átmérőjű réz, zománcozott kompozícióval bevont) és kiszámítani a szükséges fordulatszámot. Végül be kell vezetni a hűtési mechanizmust a létesítménybe.
Indukciós kazán szerelvény
Ez a megoldás nem jelenti a csempe szétszerelését. Ehelyett a mesternek a kazántartályt a méretei szerint kell hegesztenie.A profilcső acélból készül, vastagsága 2 mm, lyukméret 2 x 4 cm, ebből a panel szélességében üres elemeket kell készíteni. A csöveket a hosszuk mentén hegesztik, a kisebb oldalakat ötvözve. Fel és le a végig az alkatrészeknek légmentesen hegesztett, vasból készült gumiabroncsoknak kell lennie. Benne lyukakat készítenek, és menettel ellátott csöveket szerelnek fel. Hegesztnie kell néhány sarkot is, amelyek polcot alkotnak a sütő számára.
A készüléket hőálló zománc kompozícióval kell festeni. Szárítás és rögzítés után a kazánt a falra szereljük, és a fűtőrendszerbe vágjuk. A főzőlapot egy sarokba helyezett fészekbe helyezik, és a hálózathoz csatlakoztatják. Ezután meg kell töltenie a berendezést hűtőfolyadékkal, le kell üríteni a légtömegeket és el kell kezdenie a induktor elem melegítését.
A házi fűtés nem elegendő energiát a nagy lakóterek melegítéséhez. Fagyos télen két kis szobát melegíteni képes. Az átmeneti időszakokban, amikor az utcai levegő hőmérséklete körülbelül nulla, az egység nagy területeket képes kiszolgálni - akár 40 m2-ig.
A hegesztő invertertől
Ha hegesztőgépet kíván használni, ne feledje, hogy az induktor közvetlen csatlakoztatása a szorítókhoz szigorúan tilos. Ennek a követelménynek a megsértése az összes telepítő elem működőképességének elvesztésével jár. Az induktív fűtőelem és a hegesztőgép kombinálásához az utóbbinak számos összetett műveletet kell elvégeznie, amelyek megkövetelik a mester tapasztalatát és az egység szerkezetének részletes megértését. Az elsődleges tekercset a beépített induktív fojtócsavar helyett az inverter mechanizmus nagyfrekvenciás jelátalakítója után kell csatlakoztatni. Ezenkívül meg kell forrasztani a kondenzációs egységet és le kell szerelni a diódahidat.
Hogyan készítsünk erős indukciós fűtőberendezést?
A figyelembe vett eszközök energiafogyasztása kb. 2,5 kW. A magasabb mutatóval (4 kW) rendelkező készülék elkészítéséhez a mesternek komoly ismeretekre van szüksége a rádióelektronika területén. A tapasztalatlan rádióamatőr nem biztonságos elvégezni ezt a munkát.
Az egyik lehetőség lehet egy tápegység tervezése, amely két pár tekercset tartalmaz, egy transzformátort, egy meghajtót és egy vezérlőpanelt. Az a frekvenciaérték, amelyen az egység működik, alacsonyabb, mint a rezonánsé. Két tekercs szolgál a meghajtók táplálására, az egyik a vezérlőkártya számára, a másik pedig az áramellátás. Táplálja az indítórelét, a ventilátort és a hűtőszivattyút.
Biztonsági tanácsok
Az ilyen típusú létesítményeket nemcsak a helyiségfűtésre, hanem az olvasztásra is széles körben használják. A házi készítésű indukciós készülékekkel kapcsolatos fő probléma az olyan alkatrészek hiánya, amelyek biztosítják a hőmérséklet és a nyomás szabályozását, valamint a robbanásvédelmet. Ezért az ilyen egységek üzemeltetésekor ügyelni kell a körülményekre.
A kazán üzembe helyezése előtt ellenőrizze, hogy az üreg meg van-e töltve hűtőfolyadékkal. A polimerekből álló test rendszeres folyadékhűtés nélkül megolvad. Ez deformációs változásokkal és a telepítés teljes kudarcával jár. Emellett annak veszélye is, hogy az olvadó testből ki lehet esni a fűtött fémből. Ilyen esetben számos növényi alkotóelemet ki kell cserélni.
Az eszközt egy külön huzalon keresztül csatlakoztatják az elektromossághoz, amelyet az pajzsról vezetnek. Az érintkezőket szigetelő anyaggal kell befedni. Ha hegesztőberendezés vesz részt a tervezésben, akkor az invertert földelni kell. Az ehhez a művelethez használt huzal keresztmetszete 4-6 mm.A berendezés víz hiányában történő túlzott felmelegedésének elkerülése érdekében tanácsos beépíteni egy túlnyomásos szelepet a bemeneti nyílásba.
Következtetések és ajánlások
A készülék független gyártásának megkezdése indokolt, ha a gazdaságban már van egy indukciós panel. Megszerzésének költsége meglehetősen magas, és összehasonlítható az elektróda-melegítő árával. Ezen modellek némelyikének teljesítménye eléri a 10 kW-ot, miközben csak a megfelelő szakértelemmel rendelkező kézműves végezhet 2,5 kW-nál nagyobb otthoni telepítést otthon (legalább képesnek kell lennie arra, hogy összeállítson egy frekvenciaváltó áramkört). A felszerelés előtt ellenőrizni kell továbbá, hogy nincsenek-e hézagok vagy lyukak, amelyeken a hőforrásból származó folyadék kiszivároghat: egy ilyen esemény tüzet okozhat.
Az egyszerű kialakítású indukciós melegítőt, amelyet a helyiség kis részének kiszolgálására terveztek, könnyű elkészíteni speciális előkészítés nélkül. A hatalmasabb és hatékonyabb lehetőségek, például hegesztőgéppel vagy két áramköri lapmal, kompetenciagyűjtőt igényelnek a rádióelektronika területén. Ezeknek az üzemeknek a szerkezeti jellemzői miatt a biztonság érdekében további vezérlőelemeket kell megszerezni.
