Induktiivinen lämmitin toimii vuorovaikutuksella induktorin sähkömagneettisen kentän tuottamien pyörrevirtojen ja metallipinnan välillä. Induktiolämmittimen valmistamiseksi omilla käsilläsi on useita malleja. Edullisimpia niistä ovat polypropeeniputkista ja hitsausinvertteristä valmistetut rakenteet.
Induktiolämmittimen toimintaperiaate
Kun vaihtovirta sähkö virtaa kelan kelaa pitkin, sen ympärille muodostuu sähkömagneettinen kenttä. Kun magneettisilla ominaisuuksilla varustettu metallisydän asetetaan kelan keskelle, sen lämpötila nousee. Tämä induktiolämmitys on pyörrevirtojen aiheuttama ilmiö. Se havaitaan vain, kun rikastin saa virtaa vaihtovirralla, jolla on riittävä taajuus muutosten merkissä ja suunnassa. Kun DC-virta syötetään induktiiviseen osaan, sisälämpötila ei muutu.
Induktorin toiminta työkappaleiden lämmittämiseksi perustuu tähän periaatteeseen. Yksikön pääkomponentti on useimmissa tapauksissa metallista valmistettu spiraalikokoonpano. Keittolevyissä tämä rooli on litistetty elementti, joka sijaitsee lyhyen matkan päässä keittotasosta. Lämmityskattilassa induktorin rooli on teräsputkella, joka on täytetty jäähdytysnesteellä (sen toiminnan suorittaa neste).
Tarkasteltavan yksikön tärkeät komponentit ovat laturi ja lämmityselementti. Ensimmäistä käytetään riittävän korkean taajuuden virtalähteen saamiseen tyypillisestä 50 Hz: n asuinrakennuksen sähköverkosta. Toinen on metallirakenne, joka kykenee absorboimaan lämpöä kenttätilassa. Generaattori lähettää vaadittaviin parametreihin mukautetun sähkövirran kelaan (spiraalielementti). Tässä tapauksessa varautuneiden hiukkasten virta kulkee kelan läpi ja luo kentän. Toiminta-alueelle sijoitettu metalli kuumennetaan Fouquet-virtojen vaikutuksesta ilman suoraa yhteyttä induktoriin. Veden lämmittämiseksi tällaisessa yksikössä sen on oltava kosketuksessa lämmityselementin kanssa. Yksinkertaisin esimerkki tällaisesta rakenteesta olisi metalliputki, jonka läpi vesivirta kulkee. Prosessissa neste jäähdyttää seinät, mikä pidentää rakenteen käyttöikää.
Laitteen edut ja haitat
Induktiolämmitys voi tuottaa useita etuja, joita elektrodiliitteiden käyttö ei voi tarjota. Koska nesteen lämmitys tapahtuu metallielementillä, joka ei osallistu sähkökemiallisiin reaktioihin, laitteen kestävyys riippuu vain kelasta. Sen toiminnan kesto määräytyy laitteen toiminnan keston mukaan. Jotkut induktorit ovat toiminnassa yli 10 vuotta. Tämä liittyy myös yksikön yhteensopivuuteen erityyppisten lämmönsiirtonesteiden kanssa. Tavallisen veden lisäksi tähän rooliin sopivat koneöljyt ja jäätymisenestoaineet.
Laitteen sisäosat eivät ole peitetty kalkkikertymillä käytön aikana.Johtuen jatkuvasta kosketuksesta nesteeseen, osien ylikuumenemisen mahdollisuus vähenee, mikä myös pidentää käyttöikää. Laitteen konvektio saavuttaa yleensä riittävän tason, ettei kiertovesipumppua tarvitse asentaa. Äänieristystoimia ei tarvita - laite toimii melko hiljaa.
Induktiolämmittimessä on kuitenkin myös heikkouksia:
- Laite vaatii toimiakseen sähköenergiaa. Huoneessa, jossa ei ole sähköä tai ei ole mitään tapaa tarjota siihen pääsyä, kattila ei voi toimia. Paikoissa, joissa verkko on säännöllisesti keskeytynyt, se ei toimi tehokkaasti.
- Kun lämpötila nousee liikaa, lämpöä siirtävä neste muuttuu kaasumaiseksi tilaksi. Tämä aiheuttaa voimakkaan paineen nousun rakenteessa, minkä seurauksena putken repeämä voi tapahtua. Tämän estämiseksi on tarpeen varustaa asennus paineen ja lämpötilan säätölaitteilla. Se voi olla painemittari, lämpötila-anturi, hätäpysäytyslaite, kun parametrit ovat määritetyn alueen ulkopuolella.
Lisätyökalujen tarve voi lisätä merkittävästi kotitekoisen induktiolämmittimen laitekustannuksia.
Laitteen katsotaan olevan melkein kokonaan hiljainen, mutta käytännössä näin ei aina ole. Tämä koskee teollisuuden malleja ja asennuksia, jotka on suunniteltu kotona.
Kotitekoiset laitevaihtoehdot
On useita tapoja tehdä lämmitin kotona. Edullisin vaihtoehto on valmistaa laite keittiön sähköliedestä ja polypropeeniputkesta. Taajuusmuuttajalaitetta on vaikea suorittaa, mutta se on riittävän tehokas.
Putken lämmityselementti
Tähän kehitykseen kuuluu sähkökiuaseen asennetun spiraalikelan purkaminen ja uuden mallin sijoittaminen paikalleen. Valmistukseen tarvitaan 0,5 m pitkä ja halkaisijaltaan 4 cm polypropeeniputki, magneettielementti, 5 textoliittitankoa, hanat lämmitysverkkoon liittämistä varten. Sinun on myös ostettava 2 mm² poikkileikkaukseltaan eristetty johdinpatteri, joka on päällystetty lasieristeellä (tällaista kaapelia käytetään usein hitsausmuuntajien laitteissa) ja metalliset hankauspalat astioiden pesuun.
Toimintojen järjestys laitteen valmistuksessa:
- Magneetti asetetaan putkeen ja täytetään pesulappuilla (niiden sijaan hienonnettu lanka on hyväksyttävä).
- Taivutukset on varustettu kierteillä.
- Tangot on liimattu runkoa pitkin, johon kääritään lasieristeellä peitetty lanka.
- Keittotaso puretaan ja tasainen spiraalin muodossa valmistettu tehtaan induktori poistetaan siitä. Valmistettu rakenne asennetaan sen tilalle.
Tämän laitteen lämmitin on metallinen pesulappu, joka on sijoitettu kelan vaihtelevaan kenttään. Kun paneeli käynnistetään maksimitilassa veden samanaikaisella kulkemisella, se osoittautuu lämmitetyksi 15-20 ° C. Ottaen huomioon, että rakentamiseen käytettyjen laattojen teho on yleensä enintään 2000 W, tuloksena oleva yksikkö soveltuu asuintilojen lämmittämiseen, joiden pinta-ala on enintään 25 m².
Laitteen tehokkuutta voidaan lisätä liittämällä se hitsauslaitteeseen, mutta tällaiseen työhön liittyy monia vaikeuksia. Ensinnäkin laite on purettava ja etsittävä kaaviosta paikkoja, joita ei ole vielä korjattu. Tämä johtuu siitä, että siihen syntyy tasavirta, ja lämmittimen toimintaan tarvitaan vaihtovirta. Toiseksi sinun on käytettävä paksumpia johdotuksia (esimerkiksi 1,5 mm halkaisijaltaan kuparia, joka on peitetty emaliyhdisteellä) ja laskettava tarvittava kierrosluku.Lopuksi jäähdytysmekanismi on sisällytettävä asennukseen.
Induktiokattilan kokoaminen
Tämä ratkaisu ei sisällä laattojen purkamista. Sen sijaan päällikön on hitsattava kattilatankki sen mittojen mukaan. Otetaan teräsprofiili, jonka paksuus on 2 mm ja aukon koko 2 x 4 cm, ja siitä on tehtävä aihioita levyn leveyttä pitkin. Putket hitsataan pituussuunnassa vastaamaan pienempiä sivuja. Ylös ja alas päätyosiin on hitsattava hermeettisesti rautarenkaat. Niihin tehdään reikiä ja asennetaan kierteitetyt putket. Sinun on myös hitsattava pari kulmaa, jotka muodostavat hyllyn uunille.
Laite on tarpeen maalata lämpötilaa kestävällä emalikoostumuksella. Kun kattila on kuivunut ja kiinnittynyt, se asennetaan seinälle ja upotetaan lämmitysjärjestelmään. Keittotaso sopii kulmapesään ja on kytketty sähköverkkoon. Sitten sinun on täytettävä asennus jäähdytysnesteellä, tyhjennettävä ilmamassat ja aloitettava induktorielementin lämmittäminen.
Kotitekoinen lämmitin ei ole tarpeeksi tehokas suurten asuintilojen lämmittämiseen. Pakkasella talvella hän pystyy lämmittämään kaksi pientä huonetta. Siirtymäkauden aikana, kun ulkoilman lämpötila on noin nolla, yksikkö pystyy palvelemaan suuria alueita - jopa 40 m2.
Hitsausinvertteristä
Kun aiot käyttää hitsauskonetta, on pidettävä mielessä, että on ehdottomasti kiellettyä liittää induktoria suoraan sen liittimiin. Tämän vaatimuksen rikkominen johtaa asennuksen kaikkien osien suorituskyvyn menetykseen. Induktiivisen lämmittimen yhdistämiseksi hitsauskoneeseen jälkimmäisen on suoritettava useita monimutkaisia manipulaatioita, jotka edellyttävät päällikön kokemusta ja yksityiskohtaista tietoa laitteen laitteesta. Ensiökäämi on kytkettävä invertterimekanismin suurtaajuussignaalien muuntimen jälkeen sen sisäänrakennetun induktiivisen rikastimen sijaan. Lisäksi kondensaatioyksikkö on juotettava ja diodisilta purettava.
Kuinka tehdä tehokas induktiolämmitin
Tarkasteltujen laitteiden virrankulutus on noin 2,5 kW. Suuremman tehon (4 kW) laitteen valmistamiseksi päällikkö tarvitsee vakavaa tietoa radioelektroniikan alalta. Kokematon radioamatööri ei ole turvallista ryhtyä tähän työhön.
Yksi vaihtoehdoista voi olla virtalähdeyksikkö, jossa on kaksi paria käämiä, muuntaja, ohjain ja ohjauskortit. Taajuuden arvo, jolla yksikkö toimii, on halvempi kuin kaikuva. Kahta kelaa käytetään ohjaimien syöttämiseen, toinen on ohjauskortille ja toinen on teho. Se toimii releen käynnistimellä, tuulettimella ja jäähdytyspumpulla.
Turvallisuus vinkkejä
Tämän tyyppisiä kasveja käytetään laajalti paitsi tilan lämmitykseen myös sulatustöiden suorittamiseen. Kotitekoisten induktiolaitteiden suurin ongelma on komponenttien puute, jotka tarjoavat lämpötilan ja paineen hallinnan ja räjähdyssuojan. Siksi tällaisia yksiköitä käytettäessä on noudatettava varovaisuutta ja varovaisuutta.
Ennen kattilan käynnistämistä on tarkistettava ontelon täyttyminen jäähdytysnesteellä. Polymeereistä valmistettu kotelo alkaa sulaa ilman säännöllistä jäähdyttämistä nesteen kanssa. Tämä edellyttää muodonmuutoksia ja asennuksen täydellistä epäonnistumista. Vaaraa voi edustaa myös lämmitetyn metallin laskeutuminen sulakappaleesta. Tällaisessa tilanteessa on tarpeen vaihtaa useita yksikköyksiköitä.
Laite on kytketty sähköön erillisen johdon kautta, joka kulkee suojasta. Koskettimet on peitettävä eristemateriaalilla.Jos rakenteeseen liittyy hitsauskone, sen taajuusmuuttaja on maadoitettava. Tätä toimintoa varten käytetyn langan tulisi olla 4-6 mm poikki. Jotta vältetään laitoksen ylikuumeneminen ilman vettä, on suositeltavaa asentaa ylipaineventtiili tuloaukkoon.
Päätelmät ja suositukset
Laitteen itsenäinen valmistus on syytä ottaa käyttöön, jos kotitaloudessa on jo induktiopaneeli. Sen ostokustannukset ovat melko korkeat ja verrattavissa elektrodilämmittimen hintaan. Joidenkin näiden mallien teho saavuttaa 10 kW, kun taas asennuksen, jonka indikaattori on yli 2,5 kW, voi tehdä vain päällikkö, jolla on asianmukainen pätevyys (ainakin sinun on pystyttävä kokoamaan taajuusmuuttaja piiri). Ennen asennusta on myös varmistettava, ettei ole halkeamia ja reikiä, joiden läpi lämpögeneraattorista tulevaa nestettä voi vuotaa: tällainen tapahtuma voi aiheuttaa tulipalon.
Yksinkertaisen muotoilun induktiolämmitin, joka on suunniteltu palvelemaan pientä huoneen tilaa, on helppo tehdä ilman erityiskoulutusta. Tehokkaammat ja tehokkaammat vaihtoehdot, esimerkiksi hitsauskoneella tai kahdella levyllä, edellyttävät kokoonpanijan pätevyyttä elektroniikan alalla. Näiden laitteistojen rakenteelliset ominaisuudet edellyttävät lisäsäätimien hankkimista turvallisuuden varmistamiseksi.
