Een inductieve verwarming werkt door de interactie van wervelstromen die worden gegenereerd door het elektromagnetische veld van de inductor met een metalen oppervlak. Er zijn verschillende schema's om met uw eigen handen een inductieverwarmer te maken. De meest betaalbare daarvan zijn constructies gemaakt van polypropyleen buizen en een lasinverter.
Het werkingsprincipe van de inductieverwarmer:
Wanneer een elektrische wisselstroom langs de spoel van de inductor vloeit, wordt eromheen een elektromagnetisch veld gevormd. Wanneer een metalen kern met magnetische eigenschappen in het midden van de spoel wordt geplaatst, stijgt de temperatuur. Deze inductieverwarming is een fenomeen dat wordt veroorzaakt door wervelstromen. Het wordt alleen waargenomen wanneer de smoorspoel wordt gevoed met een elektrische wisselstroom, die een voldoende frequentie van veranderingen in teken en richting heeft. Wanneer een gelijkstroom wordt toegepast op een inductief onderdeel, is er geen verandering in de kerntemperatuur.
De werking van de spoel voor het verwarmen van de werkstukken is gebaseerd op dit principe. Het hoofdbestanddeel van de unit is in de meeste gevallen een spiraalconfiguratie van metaal. Bij kookplaten wordt deze rol gespeeld door een afgeplat element dat zich op korte afstand van de kookplaat bevindt. In een verwarmingsketel wordt de rol van de inductor gespeeld door een stalen buis gevuld met een koelmiddel (zijn functie wordt uitgevoerd door een vloeistof).
De belangrijkste componenten van de unit in kwestie zijn de dynamo en het verwarmingselement. De eerste wordt gebruikt om een stroomvoorziening met een voldoende hoge frequentie te verkrijgen uit een typisch huishoudelijk elektriciteitsnet van 50 Hz. De tweede is een metalen structuur die in staat is om warmte te absorberen in de veldruimte. De generator stuurt een elektrische stroom aangepast aan de vereiste parameters naar de inductor (spiraalelement). In dit geval gaat een stroom geladen deeltjes door de spoel, waardoor een veld ontstaat. Het metaal dat in de zone van zijn werking wordt geplaatst, wordt verwarmd door de werking van Fouquet-stromen zonder direct contact met de inductor. Om water in een dergelijke unit te verwarmen, moet het in contact zijn met het verwarmingselement. Het eenvoudigste voorbeeld van een dergelijk ontwerp zou een metalen pijp zijn waar een stroom water doorheen gaat. Daarbij koelt de vloeistof de wanden af, wat de levensduur van de constructie verlengt.
Voor- en nadelen van het apparaat
Inductieverwarming kan een aantal voordelen bieden die het gebruik van elektrodebevestigingen niet kan bieden. Aangezien de verwarming van de vloeistof wordt uitgevoerd door een metalen element dat niet deelneemt aan elektrochemische reacties, hangt de duurzaamheid van het apparaat alleen af van de spoel. De duur van de werking ervan wordt bepaald door de duur van de werking van het apparaat. Sommige smoorspoelen blijven langer dan 10 jaar operationeel. Dit heeft ook te maken met de compatibiliteit van de unit met verschillende soorten warmteoverdrachtsvloeistoffen. Naast gewoon water zijn machineoliën en antivriescomposities geschikt voor deze rol.
De interne delen van de unit zijn tijdens gebruik niet bedekt met kalkafzettingen.Door constant contact met vloeistof wordt de kans op oververhitting van onderdelen verkleind, wat ook bijdraagt aan een verlenging van de levensduur. De convectie in het apparaat bereikt meestal een zodanig niveau dat het niet nodig is om een circulatiepomp te installeren. Er zijn geen geluidsisolerende maatregelen nodig - het apparaat werkt vrij stil.
De inductieverwarmer heeft echter ook zwakke punten:
- Het apparaat heeft elektrische energie nodig om te functioneren. In een ruimte waar geen elektriciteit is of er geen manier is om er toegang toe te verlenen, zal de ketel niet kunnen werken. Op plaatsen met regelmatige netwerkonderbrekingen zal het niet efficiënt werken.
- Wanneer de temperatuur te veel stijgt, verandert de warmteoverdragende vloeistof in een gasvormige toestand. Dit veroorzaakt een sterke drukverhoging in de constructie, waardoor leidingbreuk kan optreden. Om dit te voorkomen, zal het nodig zijn om de installatie uit te rusten met druk- en temperatuurregelapparatuur. Het kan een manometer, een temperatuursensor, een noodstopapparaat zijn wanneer de parameters buiten het gespecificeerde bereik liggen.
De behoefte aan extra gereedschap kan bijdragen aan een aanzienlijke stijging van de apparatuurkosten voor een zelfgemaakte inductieverwarmer.
Het toestel wordt als bijna volledig stil beschouwd, maar in de praktijk is dit niet altijd het geval. Dit geldt voor industriële modellen en installaties die thuis zijn ontworpen.
Zelfgemaakte apparaatopties
Er zijn verschillende manieren om thuis een verwarming te maken. De meest betaalbare optie is om een \u200b\u200bapparaat te maken van een elektrisch fornuis in de keuken en een polypropyleen pijp. Het inverterapparaat is moeilijk uit te voeren, maar krachtig genoeg.
Pijp verwarmingselement
Deze ontwikkeling omvat het demonteren van een spiraalinductor die in een elektrisch fornuis is geïnstalleerd en het in de plaats daarvan plaatsen van een nieuw ontwerp. Voor de vervaardiging ervan heeft u een polypropyleen buis van 0,5 m lang en 4 cm in diameter, een magnetisch element, 5 textolietstaven, kranen voor aansluiting op het verwarmingsnetwerk nodig. U moet ook een geleiderspoel kopen met een doorsnede van 2 mm² met een glasisolatiecoating (een dergelijke kabel wordt vaak gebruikt in lastransformatoren) en metalen schuursponsjes voor de afwas.
De volgorde van acties bij de vervaardiging van het apparaat:
- Een magneet wordt in de buis geplaatst en gevuld met washandjes (in plaats daarvan is gehakte draad acceptabel).
- De bochten zijn voorzien van schroefdraad.
- Langs het lichaam zijn staafjes gelijmd, waarop een draad bedekt met glasisolatie is gewikkeld.
- De kookplaat wordt gedemonteerd en de fabrieksspoel, gemaakt in de vorm van een platte spiraal, wordt eruit gehaald. Een voorbereide structuur wordt op zijn plaats geïnstalleerd.
De verwarming in dit apparaat is een metalen washandje dat in het wisselveld van de spoel wordt geplaatst. Wanneer het paneel in de maximale modus wordt gestart met parallelle doorgang van water, zal het worden verwarmd met 15-20 ° C. Aangezien de tegels die voor de constructie worden gebruikt, meestal een vermogen hebben van niet meer dan 2000 W, is de resulterende eenheid geschikt voor het verwarmen van woongebouwen met een oppervlakte tot 25 m².
De efficiëntie van het apparaat kan worden verhoogd door het aan te sluiten op een lasmachine, maar dit werk brengt een aantal moeilijkheden met zich mee. Ten eerste zal het apparaat gedemonteerd moeten worden en gezocht naar plekken op het schema die nog niet verholpen zijn. Dit komt doordat er een gelijkstroom in wordt gecreëerd en er wisselstroom nodig is om de verwarming te laten functioneren. Ten tweede moet u dikkere bedrading gebruiken (bijvoorbeeld koper met een diameter van 1,5 mm, bedekt met een emailverbinding) en het vereiste aantal windingen berekenen.Tot slot zal er een koelmechanisme in de installatie moeten worden ingebouwd.
Een inductieboiler monteren
Bij deze oplossing hoeven de tegels niet te worden gedemonteerd. In plaats daarvan moet de meester de keteltank volgens de afmetingen lassen. Er wordt een profielbuis van staal genomen met een dikte van 2 mm en een gatgrootte van 2 bij 4 cm.Het zal nodig zijn om er blanco elementen van te maken langs de breedte van het paneel. Buizen zijn in de lengte gelast, passend bij de kleinere zijden. Op en neer tot aan de einddelen, moet u ijzeren banden hermetisch lassen. Er worden gaten in gemaakt en buizen met schroefdraad worden geïnstalleerd. Je moet ook een paar hoeken lassen die een plank voor de oven vormen.
Het is noodzakelijk om het apparaat te schilderen met een temperatuurbestendige emailsamenstelling. Nadat het is opgedroogd en gefixeerd, wordt de ketel aan de muur gemonteerd en in het verwarmingssysteem ingebed. De kookplaat past in een nest met hoeken en is aangesloten op het elektriciteitsnet. Dan moet je de installatie vullen met een koelvloeistof, luchtmassa's ontluchten en beginnen met het verwarmen van het inductorelement.
Een zelfgemaakte kachel is niet krachtig genoeg om grote woonruimtes te verwarmen. In een ijzige winter kan hij twee kleine kamers verwarmen. Tijdens de overgangsseizoenen, wanneer de buitenluchttemperatuur rond nul is, kan de unit grote oppervlakken bedienen - tot 40 m2.
Van een lasinverter
Wanneer u van plan bent het lasapparaat te gebruiken, moet u er rekening mee houden dat het ten strengste verboden is om de inductor rechtstreeks op de klemmen aan te sluiten. Schending van deze eis gaat gepaard met prestatieverlies van alle elementen van de installatie. Om een inductieve verwarming te combineren met een lasmachine, zal deze een aantal complexe manipulaties moeten uitvoeren die de ervaring van de meester en een gedetailleerd begrip van het apparaat van de eenheid vereisen. De primaire wikkeling moet worden aangesloten na de omzetter van hoogfrequente signalen van het invertermechanisme in plaats van de ingebouwde inductieve smoorspoel. Bovendien is het noodzakelijk om de condensatie-eenheid te solderen en de diodebrug te demonteren.
Hoe maak je een krachtige inductieverwarmer?
De beschouwde apparaten hebben een stroomverbruik in de regio van 2,5 kW. Om een apparaat met een hoger vermogen (4 kW) te maken, heeft een meester serieuze kennis op het gebied van radio-elektronica nodig. Het is niet veilig voor een onervaren radioamateur om dit werk op zich te nemen.
Een van de opties kan een constructie zijn van een voedingseenheid met twee paar wikkelingen, een transformator, driver en besturingskaarten. De waarde van de frequentie waarop het apparaat werkt, is lager dan de resonantiefrequentie. Er worden twee spoelen gebruikt om de drivers te voeden, één voor de besturingskaart en de andere voor de voeding. Het voedt de relaisstarter, ventilator en koelmachinepomp.
Veiligheidstips
Installaties van dit type worden veel gebruikt, niet alleen voor ruimteverwarming, maar ook voor het uitvoeren van smeltwerkzaamheden. Het grootste probleem met zelfgemaakte inductieapparaten is het ontbreken van componenten die zorgen voor temperatuur- en drukregeling en explosiebeveiliging. Daarom is voorzichtigheid en voorzichtigheid geboden bij het gebruik van dergelijke eenheden.
Voordat de ketel wordt gestart, moet de vulling van de holte met de koelvloeistof worden gecontroleerd. De behuizing, gemaakt van polymeren, zal beginnen te smelten zonder regelmatige koeling met vloeistof. Dit brengt vervormingsveranderingen en volledige uitval van de installatie met zich mee. Ook kan het gevaar worden weergegeven door de neerslag van het verwarmde metaal uit het smeltlichaam. In een dergelijk incident zal het nodig zijn om een aantal unit-assemblies te vervangen.
Het apparaat is verbonden met elektriciteit via een aparte draad die vanaf het schild loopt. De contacten moeten bedekt zijn met isolatiemateriaal.Als een lasapparaat bij de constructie betrokken is, moet de omvormer worden geaard. De draad die voor deze bewerking wordt gebruikt, moet een diameter van 4-6 mm hebben. Om overmatige opwarming van de installatie bij afwezigheid van water te voorkomen, is het raadzaam om een overdrukventiel in de inlaat te installeren.
Conclusies en Aanbevelingen
Er is een reden om het apparaat zelfstandig te maken als het huishouden al een inductiepaneel heeft. De aanschafkosten zijn vrij hoog en vergelijkbaar met de prijs van een elektrodeverwarmer. Het vermogen van sommige van deze modellen bereikt 10 kW, terwijl een installatie met een indicator van meer dan 2,5 kW thuis alleen kan worden gedaan door een meester met het juiste competentieniveau (u moet ten minste een frequentieomvormer kunnen monteren circuit). Ook is het voor de installatie noodzakelijk om ervoor te zorgen dat er geen scheuren en gaten zijn waardoor vloeistof uit de warmtegenerator kan weglekken: een dergelijk incident kan brand veroorzaken.
Een inductieverwarmer met een eenvoudig ontwerp, ontworpen om een klein deel van de kamer te bedienen, is gemakkelijk te maken zonder speciale training. Krachtigere en efficiëntere opties, bijvoorbeeld met een lasapparaat of twee printplaten, vereisen dat de monteur competent is op het gebied van radio-elektronica. De structurele kenmerken van deze installaties vereisen de aanschaf van extra controles om de veiligheid te waarborgen.
