Induktivni grijač djeluje interakcijom vrtložnih struja generiranih elektromagnetskim poljem induktora s metalnom površinom. Postoji nekoliko shema za izradu indukcijskog grijača vlastitim rukama. Najpristupačniji od njih su konstrukcije izrađene od polipropilenskih cijevi i pretvarač za zavarivanje.
Načelo rada indukcijskog grijača
Kada izmjenična električna struja teče duž zavojnice prigušnice, oko nje nastaje elektromagnetsko polje. Kada se metalna jezgra s magnetskim svojstvima postavi u sredinu zavojnice, temperatura joj raste. Ovo indukcijsko zagrijavanje pojava je uzrokovana vrtložnim strujama. Primjećuje se samo kada se prigušnicu napaja izmjeničnom električnom strujom, koja ima dovoljnu učestalost promjena znaka i smjera. Kada se na induktivni dio primijeni istosmjerna struja, nema promjene temperature jezgre.
Rad induktora za zagrijavanje obratka temelji se na ovom principu. Glavna komponenta jedinice u većini slučajeva je spiralna konfiguracija izrađena od metala. U pločama za kuhanje tu ulogu ima spljošteni element smješten na maloj udaljenosti od ploče za kuhanje. U kotlu za grijanje ulogu induktora ima čelična cijev ispunjena rashladnom tekućinom (njegovu funkciju obavlja tekućina).
Važni dijelovi razmatrane jedinice su alternator i grijaći element. Prvi se koristi za dobivanje napajanja dovoljno visoke frekvencije iz tipične stambene električne mreže od 50 Hz. Druga je metalna konstrukcija sposobna apsorbirati toplinu dok je u polju. Generator šalje električnu struju prilagođenu potrebnim parametrima na induktor (spiralni element). U tom slučaju struja nabijenih čestica prolazi kroz zavojnicu, stvarajući polje. Metal smješten u njegovu zonu djelovanja zagrijava se pod djelovanjem Fouquetovih struja bez izravnog kontakta s prigušnicom. Za zagrijavanje vode u takvoj jedinici mora biti u kontaktu s grijaćim elementom. Najjednostavniji primjer takvog dizajna bila bi metalna cijev kroz koju prolazi mlaz vode. U tom procesu tekućina hladi zidove, što produžava životni vijek strukture.
Prednosti i nedostaci uređaja
Indukcijsko grijanje može pružiti brojne pogodnosti koje upotreba priključaka za elektrode ne može pružiti. Budući da zagrijavanje tekućine vrši metalni element koji ne sudjeluje u elektrokemijskim reakcijama, trajnost uređaja ovisi samo o zavojnici. Trajanje njegovog rada određeno je trajanjem rada uređaja. Neke prigušnice ostaju u pogonu više od 10 godina. To je također povezano s kompatibilnošću uređaja s različitim vrstama tekućina za prijenos topline. Uz običnu vodu, za ovu ulogu prikladna su i strojna ulja i pripravci protiv smrzavanja.
Unutarnji dijelovi jedinice tijekom uporabe nisu prekriveni nakupinama kamenca.Zbog stalnog kontakta s tekućinom smanjuje se mogućnost pregrijavanja dijelova, što također pridonosi produljenju vijeka trajanja. Konvekcija u uređaju obično doseže dovoljnu razinu da nije potrebno instalirati cirkulacijsku pumpu. Nisu potrebne mjere zvučne izolacije - uređaj radi prilično tiho.
Međutim, indukcijski grijač također ima slabosti:
- Za rad uređaja potrebna je električna energija. U sobi u kojoj nema struje ili ne postoji način da joj se omogući pristup, kotao neće moći raditi. Na mjestima s redovitim prekidima mreže neće raditi učinkovito.
- Kada temperatura previše poraste, tekućina koja prenosi toplinu prelazi u plinovito stanje. To izaziva snažno povećanje pritiska u konstrukciji, uslijed čega može doći do puknuća cijevi. Da se to ne bi dogodilo, bit će potrebno opremu opremiti uređajima za kontrolu tlaka i temperature. To može biti manometar, senzor temperature, uređaj za hitno isključivanje kada su parametri izvan navedenog raspona.
Potreba za dodatnim alatima može pridonijeti značajnom povećanju troškova opreme za domaći indukcijski grijač.
Smatra se da je uređaj gotovo potpuno nečujan, ali u praksi to nije uvijek slučaj. To se odnosi na industrijske modele i instalacije dizajnirane kod kuće.
Domaće mogućnosti uređaja
Postoji nekoliko načina kako napraviti grijač kod kuće. Najpristupačnija opcija je napraviti uređaj od kuhinjskog električnog štednjaka i polipropilenske cijevi. Uređaj pretvarača je teško izvršiti, ali dovoljno moćan.
Grijaći element cijevi
Ovaj razvoj uključuje demontažu spiralnog induktora ugrađenog u električni štednjak i postavljanje novog dizajna na njegovo mjesto. Za njegovu izradu trebat će vam polipropilenska cijev duljine 0,5 m i promjera 4 cm, magnetski element, 5 tekstolitnih šipki, slavine za spajanje na mrežu grijanja. Također ćete trebati kupiti zavojnicu vodiča presjeka 2 mm² presvučenu staklenom izolacijom (takav se kabel često koristi u transformatorskim uređajima za zavarivanje) i metalne pločice za ispiranje posuđa.
Slijed radnji u proizvodnji uređaja:
- U cijev se stavlja magnet i puni krpama za umivanje (umjesto njih prihvatljiva je sjeckana žica).
- Zavoji su opremljeni nitima.
- Duž tijela zalijepljene su šipke na koje je namotana žica prekrivena staklenom izolacijom.
- Ploča se rastavlja i s nje se uklanja tvornički induktor, izrađen u obliku ravne spirale. Na njegovo mjesto ugrađuje se pripremljena konstrukcija.
Grijač u ovom uređaju je metalna krpa za pranje smještena u naizmjeničnom polju zavojnice. Prilikom pokretanja ploče u maksimalnom načinu rada s paralelnim propuštanjem vode, ispasti će zagrijana za 15-20 ° C. Uzimajući u obzir da pločice korištene za izgradnju obično nemaju snagu veću od 2000 W, rezultirajuća jedinica prikladna je za grijanje stambenih prostora površine do 25 m².
Učinkovitost uređaja može se povećati spajanjem na aparat za zavarivanje, ali takav je rad ispunjen nizom poteškoća. Prvo će uređaj trebati rastaviti i potražiti mjesta na dijagramu koja još nisu ispravljena. To je zbog činjenice da se u njemu stvara istosmjerna struja, a izmjenična struja potrebna je za rad grijača. Drugo, morat ćete upotrijebiti deblje ožičenje (na primjer, bakar promjera 1,5 mm, prekriven smjesom cakline) i izračunati potreban broj zavoja.Napokon, u instalaciju će trebati biti ugrađen rashladni mehanizam.
Sastavljanje indukcijskog kotla
Ovo rješenje ne uključuje rastavljanje pločica. Umjesto toga, gospodar će morati zavariti spremnik kotla prema njegovim dimenzijama. Uzima se profilna cijev izrađena od čelika debljine 2 mm i veličine rupe 2 puta 4 cm. Od nje će biti potrebno napraviti slijepe elemente po širini ploče. Cijevi su zavarene uzdužno, poklapajući se s manjim stranama. Gore i dolje do krajnjih dijelova trebate hermetički zavariti željezne gume. U njima se izrađuju rupe i ugrađuju cijevi s navojem. Također trebate zavariti nekoliko uglova koji čine policu za pećnicu.
Potrebno je bojiti uređaj s sastavom cakline otpornim na temperaturu. Nakon što se osuši i učvrsti, kotao se postavlja na zid i ugrađuje u sustav grijanja. Ploča za kuhanje stane u gnijezdo s uglovima i spojena je na električnu mrežu. Zatim morate napuniti instalaciju rashladnom tekućinom, ispustiti zračne mase i početi zagrijavati induktivni element.
Domaća grijalica nije dovoljno snažna za zagrijavanje velikih životnih prostora. U ledenoj zimi moći će grijati dvije male sobe. Tijekom prijelaznih sezona, kada je temperatura vanjskog zraka oko nule, jedinica će moći opsluživati velike površine - do 40 m2.
Iz pretvarača za zavarivanje
Kad namjeravate koristiti aparat za zavarivanje, mora se imati na umu da je strogo zabranjeno direktno spajanje induktiviteta na njegove stezaljke. Kršenje ovog zahtjeva opterećeno je gubitkom performansi svih elemenata instalacije. Da bi se induktivni grijač kombinirao sa aparatom za zavarivanje, potonji će morati izvršiti brojne složene manipulacije koje zahtijevaju iskustvo gospodara i detaljno razumijevanje uređaja jedinice. Primarni namot mora biti povezan nakon pretvarača visokofrekventnih signala mehanizma pretvarača umjesto njegove ugrađene induktivne prigušnice. Osim toga, potrebno je lemiti jedinicu za kondenzaciju i demontirati diodni most.
Kako napraviti snažni indukcijski grijač
Razmatrani uređaji imaju potrošnju energije u području od 2,5 kW. Da bi izradio uređaj veće brzine (4 kW), majstor treba ozbiljno znanje iz područja radioelektronike. Nije sigurno da se neiskusni radioamater bavi ovim poslom.
Jedna od opcija može biti konstrukcija jedinice za napajanje s dva para namotaja, transformatora, pogonskog sklopa i upravljačkih ploča. Vrijednost frekvencije na kojoj jedinica djeluje niža je od rezonantne. Dvije zavojnice koriste se za napajanje pokretača, jedan je za upravljačku ploču, a drugi je onaj za napajanje. Napaja pokretač releja, ventilator i pumpu hladnjaka.
Sigurnosni savjeti
Postrojenja ove vrste široko se koriste ne samo za grijanje prostora, već i za izvođenje topioničarskih radova. Glavni problem domaćih indukcijskih uređaja je nedostatak komponenata koje pružaju kontrolu temperature i tlaka te zaštitu od eksplozije. Stoga, prilikom rukovanja takvim jedinicama, moraju biti oprezni i oprezni.
Prije pokretanja kotla potrebno je provjeriti ispunjavanje šupljine rashladnom tekućinom. Kućište od polimera počet će se topiti bez redovitog hlađenja tekućinom. To podrazumijeva promjene deformacija i potpuni neuspjeh instalacije. Također, opasnost može predstavljati ispadanje zagrijanog metala iz tijela koji se topi. U takvom incidentu bit će potrebno zamijeniti niz sklopova jedinica.
Uređaj je povezan s električnom energijom odvojenom žicom koja prolazi od štita. Kontakti moraju biti prekriveni izolacijskim materijalom.Ako je u strukturi uključen aparat za zavarivanje, njegov pretvarač mora biti uzemljen. Žica koja se koristi za ovu operaciju trebala bi biti širine 4-6 mm. Da biste spriječili prekomjerno zagrijavanje instalacije u nedostatku vode, poželjno je na ulaz ugraditi nadtlačni ventil.
Zaključci i preporuke
Postoji razlog za preuzimanje neovisne proizvodnje uređaja ako kućanstvo već ima indukcijsku ploču. Troškovi njegove kupnje prilično su visoki i usporedivi su s cijenom elektrodnog grijača. Snaga nekih od ovih modela doseže 10 kW, dok instalaciju s indikatorom iznad 2,5 kW kod kuće može izvesti samo majstor s odgovarajućom razinom kompetencije (barem morate biti u stanju sastaviti pretvarač frekvencije sklop). Također, prije ugradnje potrebno je osigurati da nema pukotina i rupa kroz koje tekućina iz generatora topline može istjecati: takav incident može izazvati požar.
Indukcijski grijač jednostavnog dizajna, dizajniran da služi malom prostoru sobe, lako je izraditi bez posebne obuke. Moćnije i učinkovitije opcije, na primjer s aparatom za zavarivanje ili dvije ploče, zahtijevaju da alater bude kompetentan u području elektronike. Strukturne značajke ovih instalacija zahtijevaju stjecanje dodatnih kontrola kako bi se osigurala sigurnost.
