Az induktív fűtőelem az induktor elektromágneses tere által létrehozott örvényáramok és egy fém felület kölcsönhatásával működik. Számos séma létezik az indukciós fűtés saját kezűleg történő elkészítéséhez. Közülük a legolcsóbbak a polipropilén csövekből készült szerkezetek és a hegesztő inverter.
Az indukciós fűtés működési elve
Amikor váltakozó elektromos áram folyik az induktor tekercsén, elektromágneses mező alakul ki körülötte. Amikor a tekercs közepére mágneses tulajdonságokkal rendelkező fémmagot helyeznek, annak hőmérséklete emelkedik. Ez az indukciós fűtés örvényáramok által okozott jelenség. Csak akkor figyelhető meg, ha a fojtót váltakozó elektromos árammal látják el, amelynek jele és iránya megfelelően változik. Ha egy egyenáramot induktív részre vezetnek, akkor a maghőmérséklet nem változik.
A munkadarabok melegítésére szolgáló induktor működése ezen az elven alapul. Az egység fő alkotóeleme a legtöbb esetben egy fémből készült spirálkonfiguráció. A főzőlapokban ezt a szerepet egy lapított elem játssza, amely a főzőlaptól rövid távolságra helyezkedik el. Egy fűtőkazánban az induktor szerepét egy hűtőfolyadékkal töltött acélcső tölti be (funkcióját folyadék látja el).
A vizsgált egység fontos elemei a generátor és a fűtőelem. Az elsőt kellően magas frekvenciájú áramellátás előállítására használják egy tipikus 50 Hz-es lakossági elektromos hálózatból. A második egy olyan fémszerkezet, amely képes elnyelni a hőt a terekben. A generátor a szükséges paraméterekhez igazított elektromos áramot küld az induktornak (spirálelem). Ebben az esetben egy feltöltött részecskék áramlása halad át a tekercsen, teret hozva létre. A működési zónában elhelyezett fémet Fouquet áramok hatására melegítik fel, az induktorral való közvetlen érintkezés nélkül. A víz melegítéséhez egy ilyen egységben érintkeznie kell a fűtőelemmel. Az ilyen kialakítás legegyszerűbb példája egy fémcső lehet, amelyen keresztül egy vízfolyás halad át. Ennek során a folyadék lehűti a falakat, ami meghosszabbítja a szerkezet élettartamát.
A készülék előnyei és hátrányai
Az indukciós fűtés számos olyan előnnyel járhat, amelyet az elektróda-mellékletek használata nem biztosíthat. Mivel a folyadék melegítését olyan fémelem végzi, amely nem vesz részt az elektrokémiai reakciókban, a készülék tartóssága csak a tekercsen múlik. Működésének időtartamát a készülék működésének időtartama határozza meg. Néhány induktivitás több mint 10 évig működik. Ez összefügg az egység kompatibilitásával a különböző típusú hőátadó folyadékokkal is. A sima víz mellett gépolajok és fagyálló készítmények is alkalmasak erre a szerepre.
Az egység belső részeit használat közben nem fedik le vízkőfelhalmozódások.A folyadékkal való állandó érintkezés miatt csökken az alkatrészek túlmelegedésének lehetősége, ami szintén hozzájárul az élettartam meghosszabbításához. A konvekció a készülékben általában eléri a kellő szintet, így nincs szükség cirkulációs szivattyú telepítésére. Nincs szükség hangszigetelő intézkedésekre - a készülék elég csendesen működik.
Az indukciós fűtésnek azonban vannak gyengeségei is:
- A készülék működéséhez elektromos energiára van szükség. Egy olyan helyiségben, ahol nincs áram, vagy nincs hozzáférési lehetőség, a kazán nem fog tudni dolgozni. Rendszeres hálózati megszakításokkal rendelkező helyeken nem fog hatékonyan működni.
- Ha a hőmérséklet túlságosan megemelkedik, a hőátadó folyadék gázállapotba kerül. Ez a szerkezetben a nyomás erőteljes növekedését váltja ki, aminek következtében a cső megszakadhat. Ennek elkerülése érdekében a berendezést nyomás- és hőmérsékletszabályozó eszközökkel kell felszerelni. Ez lehet nyomásmérő, hőmérséklet-érzékelő, vészleállító eszköz, ha a paraméterek a megadott tartományon kívül vannak.
A további szerszámok szükségessége hozzájárulhat a házi indukciós fűtőberendezések felszerelési költségeinek jelentős növekedéséhez.
A készülék szinte teljesen csendesnek tekinthető, de a gyakorlatban ez nem mindig így van. Ez vonatkozik az otthon tervezett ipari modellekre és berendezésekre.
Házi eszköz opciók
Számos módja van annak, hogy otthon készítsen fűtőtestet. A legolcsóbb lehetőség az, hogy készüléket készítsen egy konyhai elektromos tűzhelyből és egy polipropilén csőből. Az inverter eszközt nehéz végrehajtani, de elég erős.
Csőfűtő elem
Ez a fejlesztés magában foglalja az elektromos tűzhelybe szerelt spirálinduktor szétszerelését és egy új kialakítás helyét a helyén. Előállításához 0,5 m hosszú és 4 cm átmérőjű polipropilén csőre, mágneses elemre, 5 textolit rúdra, a fűtési hálózathoz való csatlakozásra lesz szükség. Meg kell vásárolnia egy 2 mm² keresztmetszetű üvegtekercset is, amely üvegszigeteléssel van ellátva (ilyen kábelt gyakran használnak a transzformátorok hegesztésére), valamint fém mosogatópárnákat az edények mosásához.
A műveletek sorrendje az eszköz gyártása során:
- A csőbe mágnest helyeznek, és mosogatórongyokkal töltik fel (helyettük aprított drót elfogadható).
- A kanyarok menettel vannak ellátva.
- A test mentén rudakat ragasztanak, amelyekre üvegszigeteléssel borított huzalt tekercselnek.
- A főzőlapot szétszerelik, és a lapos spirál formájában készült gyári induktort eltávolítják róla. A helyére egy előkészített szerkezetet telepítenek.
A melegítő ebben a készülékben egy fém mosogatórongy, amelyet a tekercs váltakozó mezőjébe helyeznek. Amikor a panelt maximális üzemmódban, víz párhuzamos áthaladásával indítja, akkor kiderül, hogy 15-20 ° C-ra melegszik. Figyelembe véve, hogy az építkezéshez használt burkolólapok teljesítménye általában nem haladja meg a 2000 W-ot, a kapott egység alkalmas 25 m²-es lakóhelyiségek fűtésére.
A készülék hatékonysága növelhető, ha hegesztőgéphez csatlakoztatja, de az ilyen munka számos nehézséggel jár. Először is szétszerelni kell az eszközt, és meg kell keresni azokat a helyeket a diagramon, amelyeket még nem javítottak ki. Ennek oka az a tény, hogy egyenáram jön létre benne, és a fűtés működéséhez váltakozó áramra van szükség. Másodszor, vastagabb vezetékeket kell használnia (például 1,5 mm átmérőjű réz, zománcvegyülettel borítva), és kiszámítja a szükséges fordulatok számát.Végül hűtőrendszert kell beépíteni a telepítésbe.
Indukciós kazán összeszerelése
Ez a megoldás nem jár a csempék szétszerelésével. Ehelyett a kapitánynak hegesztenie kell a kazántartályt annak méreteinek megfelelően. 2 mm vastag acélból készült profilcsövet veszünk, amelynek lyukmérete 2 x 4 cm, a panel szélessége mentén pedig üres elemeket kell készíteni belőle. A csöveket hosszában hegesztik, a kisebb oldalakhoz illeszkedve. Fel és le a végrészekhez hermetikusan hegeszteni kell a vasgumikat. Lyukakat készítenek bennük, és menetes csöveket telepítenek. Hegesztenie kell pár sarkot is, amelyek polcot alkotnak a sütő számára.
Szükséges a készüléket hőálló zománc kompozícióval festeni. Miután megszáradt és rögzült, a kazánt a falra szerelik és beágyazzák a fűtési rendszerbe. A főzőlap sarokkal ellátott résbe illeszkedik és csatlakozik az elektromos hálózathoz. Ezután ki kell tölteni a telepítést egy hűtőfolyadékkal, légteleníteni kell a légtömegeket, és el kell kezdeni az induktív elem melegítését.
A házi készítésű fűtőberendezés nem elég nagy ahhoz, hogy nagy lakótereket fűtsön. Fagyos télen két kis szobát tud majd fűteni. Az átmeneti évszakokban, amikor a külső levegő hőmérséklete nulla körül van, az egység nagy területeket - 40 m2-ig - képes kiszolgálni.
Hegesztő inverterből
A hegesztőgép használatakor szem előtt kell tartani, hogy szigorúan tilos az induktort közvetlenül a kapcsaihoz csatlakoztatni. Ennek a követelménynek a megsértése a telepítés minden elemének teljesítményvesztésével jár. Az induktív fűtőelem és a hegesztőgép kombinálásához az utóbbinak számos komplex manipulációt kell végrehajtania, amelyekhez a mester tapasztalata és az egység készülékének részletes megértése szükséges. Az elsődleges tekercset az inverter mechanizmusának nagyfrekvenciás jeleinek átalakítója után kell csatlakoztatni, annak beépített induktív fojtója helyett. Ezenkívül szükséges a kondenzációs egység forrasztása és a diódahíd szétszerelése.
Hogyan készítsünk nagy teljesítményű indukciós fűtőtestet
A figyelembe vett eszközök energiafogyasztása körülbelül 2,5 kW. A nagyobb teljesítményű (4 kW) készülék elkészítéséhez a mesternek komoly ismeretekre van szüksége a rádióelektronika területén. Tapasztalatlan rádióamatőr számára nem biztonságos vállalni ezt a munkát.
Az egyik lehetőség lehet egy tápegység felépítése két pár tekerccsel, transzformátorral, meghajtóval és vezérlőpanellel. Az egység működési frekvenciájának értéke alacsonyabb a rezonánsnál. Két tekercset használnak a meghajtók ellátására, az egyik a vezérlőpanel, a másik pedig a tápellátás. Ez táplálja a relé indítóját, a ventilátort és a hűtő szivattyút.
Biztonsági tanácsok
Az ilyen típusú növényeket nemcsak helyiségfűtésre, hanem olvasztási munkák elvégzésére is széles körben használják. A házi készítésű indukciós eszközök fő problémája a hőmérséklet- és nyomásszabályozást, valamint a robbanásvédelmet biztosító alkatrészek hiánya. Ezért az ilyen egységek üzemeltetésekor körültekintéssel és óvatossággal kell eljárni.
A kazán beindítása előtt ellenőrizni kell az üreg kitöltését a hűtőfolyadékkal. A polimerekből készült tok olvadni kezd, folyadékkal történő rendszeres hűtés nélkül. Ez deformációs változásokat és a telepítés teljes meghibásodását vonja maga után. Ezenkívül a veszélyt az olvasztó test felmelegedett fémének leesése jelentheti. Ilyen esemény esetén számos egységet ki kell cserélni.
A készülék egy külön vezetéken keresztül csatlakozik az áramhoz, amelyet a pajzsból vezetnek. Az érintkezőket szigetelőanyaggal kell lefedni.Ha hegesztőgép vesz részt a szerkezetben, akkor az inverterét földelni kell. Az ehhez a művelethez használt vezetéknek 4-6 mm keresztmetszetűnek kell lennie. A víz túlzott mértékű felmelegedésének megakadályozása érdekében célszerű túlnyomásos szelepet beépíteni a bemenetbe.
Következtetések és ajánlások
Van ok indokolni a készülék független gyártását, ha a háztartásban már van indukciós panel. A megvásárlásának költsége meglehetősen magas, és összehasonlítható az elektródmelegítő árával. Ezen modellek némelyikének teljesítménye eléri a 10 kW-ot, míg a telepítést 2,5 kW feletti indikátorral otthon csak a megfelelő kompetenciaszintű mester végezheti (legalábbis képesnek kell lennie frekvenciaváltó összeállítására áramkör). A telepítés előtt meg kell győződni arról is, hogy nincsenek-e olyan repedések és hézagok, amelyeken keresztül a hőgenerátorból folyadék szivároghat ki: egy ilyen esemény tüzet okozhat.
Egyszerű kialakítású indukciós fűtőberendezés, amelyet a szoba kis területének kiszolgálására terveztek, speciális képzés nélkül könnyen elkészíthető. Az erősebb és hatékonyabb opciók, például hegesztőgéppel vagy két táblával, megkövetelik, hogy az összeszerelő legyen kompetens az elektronika területén. Ezeknek a létesítményeknek a szerkezeti jellemzői miatt szükség van további vezérlők beszerzésére a biztonság érdekében.
