หลักการทำงานของเครื่องทำความร้อนเหนี่ยวนำ

เครื่องทำความร้อนอุปนัยทำงานโดยปฏิกิริยาของกระแสน้ำวนที่เกิดจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของตัวเหนี่ยวนำกับพื้นผิวโลหะ มีหลายรูปแบบสำหรับการทำเครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำด้วยมือของคุณเอง ราคาไม่แพงที่สุดคือโครงสร้างที่ทำจากท่อโพลีโพรพีลีนและอินเวอร์เตอร์เชื่อม

หลักการทำงานของเครื่องทำความร้อนเหนี่ยวนำ

เมื่อกระแสไฟฟ้าสลับไหลไปตามขดลวดของตัวเหนี่ยวนำ จะเกิดสนามแม่เหล็กไฟฟ้าขึ้นรอบๆ เมื่อวางแกนโลหะที่มีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็กไว้ตรงกลางขดลวด อุณหภูมิของขดลวดจะสูงขึ้น ความร้อนเหนี่ยวนำนี้เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดจากกระแสน้ำวน จะสังเกตได้ก็ต่อเมื่อโช้กถูกขับเคลื่อนด้วยกระแสสลับซึ่งมีความถี่เพียงพอในการเปลี่ยนแปลงสัญญาณและทิศทาง เมื่อกระแสไฟตรงถูกนำไปใช้กับชิ้นส่วนอุปนัย อุณหภูมิแกนจะไม่เปลี่ยนแปลง

การทำงานของตัวเหนี่ยวนำเพื่อให้ความร้อนกับชิ้นงานเป็นไปตามหลักการนี้ ส่วนประกอบหลักของตัวเครื่องโดยส่วนใหญ่แล้วจะเป็นโครงแบบเกลียวที่ทำจากโลหะ ในเตาประกอบอาหาร บทบาทนี้เล่นโดยชิ้นส่วนที่แบนซึ่งอยู่ห่างจากเตาเพียงเล็กน้อย ในหม้อไอน้ำให้ความร้อน บทบาทของตัวเหนี่ยวนำเล่นโดยท่อเหล็กที่เต็มไปด้วยสารหล่อเย็น

ส่วนประกอบที่สำคัญของตัวเครื่องที่พิจารณาคือเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับและองค์ประกอบความร้อน วิธีแรกใช้เพื่อให้ได้แหล่งจ่ายไฟที่มีความถี่สูงเพียงพอจากเครือข่ายไฟฟ้าที่อยู่อาศัยทั่วไปที่ 50 Hz ประการที่สองคือโครงสร้างโลหะที่สามารถดูดซับความร้อนขณะอยู่ในพื้นที่ภาคสนาม เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะส่งกระแสไฟฟ้าที่ปรับตามพารามิเตอร์ที่ต้องการไปยังตัวเหนี่ยวนำ (องค์ประกอบเกลียว) ในกรณีนี้ กระแสของอนุภาคที่มีประจุจะไหลผ่านขดลวดทำให้เกิดสนาม โลหะที่วางอยู่ในโซนการกระทำจะถูกทำให้ร้อนภายใต้การกระทำของกระแส Fouquet โดยไม่ต้องสัมผัสโดยตรงกับตัวเหนี่ยวนำ ในการให้ความร้อนแก่น้ำในหน่วยดังกล่าว จะต้องสัมผัสกับองค์ประกอบความร้อน ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดของการออกแบบดังกล่าวคือท่อโลหะที่กระแสน้ำไหลผ่าน ในกระบวนการนี้ ของเหลวจะทำให้ผนังเย็นลง ซึ่งช่วยยืดอายุของโครงสร้าง

ข้อดีและข้อเสียของอุปกรณ์

การทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำสามารถให้ประโยชน์หลายประการที่การใช้สิ่งที่แนบมากับอิเล็กโทรดไม่สามารถให้ได้ เนื่องจากความร้อนของของเหลวกระทำโดยธาตุโลหะที่ไม่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมี ความทนทานของอุปกรณ์จึงขึ้นอยู่กับขดลวดเท่านั้น ระยะเวลาของการทำงานจะขึ้นอยู่กับระยะเวลาการทำงานของอุปกรณ์ ตัวเหนี่ยวนำบางตัวยังคงใช้งานได้นานกว่า 10 ปี นอกจากนี้ยังเกี่ยวข้องกับความเข้ากันได้ของตัวเครื่องกับของเหลวถ่ายเทความร้อนประเภทต่างๆ นอกจากน้ำเปล่าแล้ว น้ำมันเครื่องและสูตรป้องกันการแข็งตัวยังเหมาะสำหรับบทบาทนี้อีกด้วย

ชิ้นส่วนภายในของตัวเครื่องไม่มีคราบตะกรันสะสมระหว่างการใช้งานเนื่องจากการสัมผัสกับของเหลวอย่างต่อเนื่อง โอกาสในการเกิดความร้อนสูงเกินไปของชิ้นส่วนจึงลดลง ซึ่งช่วยยืดอายุการใช้งานอีกด้วย การพาความร้อนในอุปกรณ์มักจะถึงระดับที่เพียงพอซึ่งไม่จำเป็นต้องติดตั้งปั๊มหมุนเวียน ไม่จำเป็นต้องใช้มาตรการป้องกันเสียง - อุปกรณ์ทำงานค่อนข้างเงียบ

อย่างไรก็ตาม เครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำก็มีจุดอ่อนเช่นกัน:

1. อุปกรณ์ต้องใช้พลังงานไฟฟ้าในการทำงาน ในห้องที่ไม่มีไฟฟ้าหรือไม่มีทางเข้าไปได้ หม้อต้มน้ำจะไม่สามารถทำงานได้ ในสถานที่ที่มีการหยุดชะงักของเครือข่ายเป็นประจำ เครือข่ายจะไม่ทำงานอย่างมีประสิทธิภาพ
2. เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นมากเกินไป ของเหลวถ่ายเทความร้อนจะกลายเป็นสถานะก๊าซ สิ่งนี้กระตุ้นให้เกิดแรงดันเพิ่มขึ้นอย่างมากในโครงสร้างอันเป็นผลมาจากการแตกของท่อ เพื่อป้องกันไม่ให้สิ่งนี้เกิดขึ้น จำเป็นต้องติดตั้งอุปกรณ์ควบคุมแรงดันและอุณหภูมิ อาจเป็นเกจวัดความดัน เซ็นเซอร์อุณหภูมิ อุปกรณ์ปิดฉุกเฉินเมื่อพารามิเตอร์อยู่นอกช่วงที่กำหนด

ความจำเป็นในการใช้เครื่องมือเพิ่มเติมอาจทำให้ต้นทุนอุปกรณ์เพิ่มขึ้นอย่างมากสำหรับเครื่องทำความร้อนเหนี่ยวนำแบบโฮมเมด

อุปกรณ์นี้ได้รับการพิจารณาว่าเกือบจะเงียบสนิท แต่ในทางปฏิบัติอาจไม่เป็นเช่นนั้นเสมอไป สิ่งนี้ใช้กับรุ่นอุตสาหกรรมและการติดตั้งที่ออกแบบที่บ้าน

ตัวเลือกอุปกรณ์ทำเอง

มีหลายวิธีในการทำเครื่องทำความร้อนที่บ้าน ตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุดคือการทำอุปกรณ์จากเตาไฟฟ้าในครัวและท่อโพลีโพรพีลีน อุปกรณ์อินเวอร์เตอร์นั้นใช้งานยาก แต่ทรงพลังเพียงพอ

องค์ประกอบความร้อนท่อ

การพัฒนานี้เกี่ยวข้องกับการรื้อตัวเหนี่ยวนำเกลียวที่ติดตั้งในเตาไฟฟ้า และวางการออกแบบใหม่เข้าแทนที่ สำหรับการผลิตคุณจะต้องใช้ท่อโพลีโพรพีลีนยาว 0.5 ม. และเส้นผ่านศูนย์กลาง 4 ซม. องค์ประกอบแม่เหล็กแท่ง textolite 5 อันก๊อกสำหรับเชื่อมต่อกับเครือข่ายทำความร้อน คุณจะต้องซื้อขดลวดตัวนำที่มีหน้าตัดขนาด 2 มม.² เคลือบด้วยฉนวนแก้ว (สายดังกล่าวมักใช้ในอุปกรณ์หม้อแปลงเชื่อม) และแผ่นขัดโลหะสำหรับล้างจาน

ลำดับของการกระทำในการผลิตอุปกรณ์:

1. แม่เหล็กถูกวางลงในท่อและเติมด้วยผ้าขนหนู (สามารถใช้ลวดสับแทนได้)
2. โค้งมีการติดตั้งเกลียว
3. แท่งถูกติดกาวตามร่างกายซึ่งเป็นลวดที่หุ้มด้วยฉนวนแก้ว
4. ถอดประกอบเตาและตัวเหนี่ยวนำจากโรงงานซึ่งทำขึ้นในรูปของเกลียวแบนจะถูกลบออกจากเตา มีการติดตั้งโครงสร้างที่เตรียมไว้แทน

เครื่องทำความร้อนในอุปกรณ์นี้เป็นผ้าชุบโลหะที่วางอยู่ในช่องสลับของขดลวด เมื่อเปิดแผงในโหมดสูงสุดด้วยการผ่านน้ำแบบขนานจะกลายเป็นความร้อน 15-20 ° C เมื่อพิจารณาว่ากระเบื้องที่ใช้ในการก่อสร้างมักจะมีกำลังไม่เกิน 2,000 วัตต์ ยูนิตที่ได้จึงเหมาะสำหรับการทำความร้อนในที่พักอาศัยที่มีพื้นที่ไม่เกิน 25 ตร.ม.

ประสิทธิภาพของอุปกรณ์สามารถเพิ่มขึ้นได้โดยเชื่อมต่อกับเครื่องเชื่อม แต่งานดังกล่าวเต็มไปด้วยปัญหามากมาย ประการแรก อุปกรณ์จะต้องถูกถอดประกอบและค้นหาตำแหน่งบนไดอะแกรมที่ยังไม่ได้รับการแก้ไข นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่ามีการสร้างกระแสตรงและจำเป็นต้องมีกระแสสลับเพื่อให้ฮีตเตอร์ทำงานได้ ประการที่สอง คุณจะต้องใช้สายไฟที่หนาขึ้น (เช่น ทองแดงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.5 มม. เคลือบด้วยสารเคลือบ) และคำนวณจำนวนรอบที่ต้องการสุดท้ายจะต้องรวมกลไกการทำความเย็นเข้ากับการติดตั้ง

การประกอบหม้อไอน้ำเหนี่ยวนำ

วิธีนี้ไม่เกี่ยวข้องกับการแยกชิ้นส่วนกระเบื้อง อาจารย์จะต้องเชื่อมถังหม้อไอน้ำตามขนาดของมันแทน ใช้ท่อโปรไฟล์ที่ทำจากเหล็กที่มีความหนา 2 มม. และขนาดรู 2 x 4 ซม. จำเป็นต้องสร้างองค์ประกอบเปล่าตามความกว้างของแผง เชื่อมท่อตามยาวเข้ากับด้านที่เล็กกว่า ขึ้นและลงจนถึงส่วนท้าย คุณต้องเชื่อมยางเหล็กอย่างผนึกแน่น เจาะรูและติดตั้งท่อเกลียว คุณต้องเชื่อมมุมสองสามมุมที่เป็นชั้นวางสำหรับเตาอบ

จำเป็นต้องทาสีอุปกรณ์ด้วยองค์ประกอบเคลือบฟันที่ทนต่ออุณหภูมิ หลังจากที่แห้งและแก้ไขแล้ว หม้อไอน้ำจะติดตั้งบนผนังและฝังอยู่ในระบบทำความร้อน เตาประกอบเข้ากับรังที่มีมุมและเชื่อมต่อกับเครือข่ายไฟฟ้า จากนั้นคุณจะต้องเติมสารหล่อเย็นมวลอากาศที่มีเลือดออกและเริ่มให้ความร้อนแก่องค์ประกอบตัวเหนี่ยวนำ

เครื่องทำความร้อนแบบโฮมเมดไม่แข็งแรงพอที่จะให้ความร้อนกับพื้นที่อยู่อาศัยขนาดใหญ่ ในฤดูหนาวที่หนาวจัด เขาจะสามารถให้ความร้อนแก่ห้องเล็กๆ สองห้องได้ ในช่วงฤดูเปลี่ยนผ่าน เมื่ออุณหภูมิอากาศภายนอกอยู่ที่ประมาณศูนย์ หน่วยจะสามารถรองรับพื้นที่ขนาดใหญ่ได้ถึง 40 ตร.ม.

จากเครื่องเชื่อมอินเวอร์เตอร์

เมื่อตั้งใจจะใช้เครื่องเชื่อมต้องคำนึงว่าห้ามมิให้เชื่อมต่อตัวเหนี่ยวนำเข้ากับขั้วโดยตรง การละเมิดข้อกำหนดนี้เต็มไปด้วยการสูญเสียประสิทธิภาพขององค์ประกอบทั้งหมดของการติดตั้ง ในการรวมฮีตเตอร์อุปนัยกับเครื่องเชื่อมเข้าด้วยกัน จะต้องดำเนินการจัดการที่ซับซ้อนหลายอย่างซึ่งต้องอาศัยประสบการณ์ของผู้เชี่ยวชาญและความเข้าใจโดยละเอียดเกี่ยวกับอุปกรณ์ของยูนิต ต้องเชื่อมต่อขดลวดปฐมภูมิหลังจากตัวแปลงสัญญาณความถี่สูงของกลไกอินเวอร์เตอร์แทนโช้กแบบเหนี่ยวนำในตัว นอกจากนี้ จำเป็นต้องประสานหน่วยควบแน่นและถอดไดโอดบริดจ์

วิธีทำเครื่องทำความร้อนเหนี่ยวนำที่ทรงพลัง powerful

อุปกรณ์ที่พิจารณามีการใช้พลังงานในพื้นที่ 2.5 กิโลวัตต์ ในการสร้างอุปกรณ์ที่มีอัตราสูงกว่า (4 กิโลวัตต์) ผู้เชี่ยวชาญต้องการความรู้อย่างจริงจังในด้านอิเล็กทรอนิกส์วิทยุ นักวิทยุสมัครเล่นที่ไม่มีประสบการณ์จะไม่ปลอดภัยสำหรับงานนี้

ทางเลือกหนึ่งอาจเป็นการสร้างหน่วยจ่ายไฟที่มีขดลวดสองคู่ หม้อแปลง ไดรเวอร์ และแผงควบคุม ค่าของความถี่ที่หน่วยทำงานนั้นด้อยกว่าค่าเรโซแนนท์ ขดลวดสองตัวใช้สำหรับจ่ายไฟ ตัวหนึ่งใช้สำหรับแผงควบคุม และอีกตัวสำหรับจ่ายไฟ มันจ่ายไฟให้กับรีเลย์สตาร์ท พัดลม และปั๊มทำความเย็น

เคล็ดลับความปลอดภัย

พืชประเภทนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายไม่เพียง แต่เพื่อให้ความร้อนในอวกาศเท่านั้น แต่ยังใช้สำหรับการถลุงแร่ด้วย ปัญหาหลักของอุปกรณ์เหนี่ยวนำแบบโฮมเมดคือการขาดส่วนประกอบที่ให้การควบคุมอุณหภูมิและแรงดันและการป้องกันการระเบิด ดังนั้นเมื่อใช้งานหน่วยดังกล่าวจึงต้องระมัดระวังและระมัดระวัง

ก่อนเริ่มหม้อไอน้ำจำเป็นต้องตรวจสอบการเติมของโพรงด้วยสารหล่อเย็น ตัวเคสที่ทำจากโพลีเมอร์จะเริ่มละลายโดยไม่ทำให้เย็นลงด้วยของเหลวเป็นประจำ สิ่งนี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงการเสียรูปและความล้มเหลวในการติดตั้งโดยสมบูรณ์ นอกจากนี้ อันตรายยังสามารถแสดงโดย fallout ของโลหะที่ร้อนจากตัวหลอมเหลว ในเหตุการณ์ดังกล่าว จำเป็นต้องเปลี่ยนชุดประกอบจำนวนหนึ่ง

อุปกรณ์เชื่อมต่อกับไฟฟ้าผ่านสายแยกที่วิ่งจากแผงป้องกัน หน้าสัมผัสต้องหุ้มด้วยวัสดุฉนวนหากเครื่องเชื่อมมีส่วนเกี่ยวข้องกับโครงสร้าง อินเวอร์เตอร์จะต้องต่อสายดิน ลวดที่ใช้สำหรับการดำเนินการนี้ควรกว้าง 4-6 มม. เพื่อป้องกันความร้อนที่มากเกินไปของการติดตั้งในกรณีที่ไม่มีน้ำ ขอแนะนำให้ติดตั้งวาล์วแรงดันเกินในทางเข้า

ข้อสรุปและข้อเสนอแนะ

มีเหตุผลในการผลิตอุปกรณ์ที่เป็นอิสระหากครัวเรือนมีแผงเหนี่ยวนำอยู่แล้ว ค่าใช้จ่ายในการซื้อค่อนข้างสูงและเทียบได้กับราคาเครื่องทำความร้อนอิเล็กโทรด พลังของรุ่นเหล่านี้บางรุ่นถึง 10 kW ในขณะที่การติดตั้งด้วยตัวบ่งชี้ที่สูงกว่า 2.5 kW ที่บ้านสามารถทำได้โดยผู้เชี่ยวชาญที่มีระดับความสามารถที่เหมาะสมเท่านั้น (อย่างน้อย คุณต้องสามารถประกอบเครื่องแปลงความถี่ได้ วงจร) นอกจากนี้ ก่อนการติดตั้ง จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่มีรอยร้าวและรูที่ของเหลวจากเครื่องกำเนิดความร้อนสามารถรั่วไหลออกมาได้: เหตุการณ์ดังกล่าวอาจทำให้เกิดไฟไหม้ได้

เครื่องทำความร้อนเหนี่ยวนำของการออกแบบที่เรียบง่ายออกแบบมาเพื่อให้บริการพื้นที่ขนาดเล็กของห้องทำได้ง่ายโดยไม่ต้องฝึกอบรมพิเศษ ตัวเลือกที่ทรงพลังและมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น เช่น กับเครื่องเชื่อมหรือแผงสองแผง ต้องการให้ผู้ประกอบมีความสามารถในด้านอิเล็กทรอนิกส์ ลักษณะโครงสร้างของการติดตั้งเหล่านี้จำเป็นต้องมีการควบคุมเพิ่มเติมเพื่อความปลอดภัย