Bộ gia nhiệt cảm ứng hoạt động nhờ sự tương tác của dòng điện xoáy tạo ra bởi trường điện từ của cuộn cảm với bề mặt kim loại. Có một số phương án để chế tạo lò sưởi cảm ứng bằng tay của chính bạn. Giá cả phải chăng nhất trong số đó là cấu trúc làm bằng ống polypropylene và một biến tần hàn.
Nguyên lý hoạt động của lò sưởi cảm ứng
Khi một dòng điện xoay chiều chạy dọc theo cuộn dây của cuộn cảm, một trường điện từ được hình thành xung quanh nó. Khi đặt một lõi kim loại có từ tính vào giữa cuộn dây, nhiệt độ của nó tăng lên. Sự gia nhiệt cảm ứng này là một hiện tượng do dòng điện xoáy gây ra. Người ta chỉ quan sát thấy cuộn cảm khi được cấp điện bằng dòng điện xoay chiều có tần số thay đổi đủ về dấu và chiều. Khi dòng điện một chiều được đặt vào một phần cảm ứng, không có sự thay đổi nhiệt độ lõi.
Hoạt động của cuộn cảm để làm nóng phôi dựa trên nguyên tắc này. Thành phần chính của thiết bị trong hầu hết các trường hợp là một cấu hình xoắn ốc được làm bằng kim loại. Trong bếp nấu ăn, vai trò này được thực hiện bởi một phần tử phẳng nằm cách bếp một khoảng cách ngắn. Trong một lò hơi gia nhiệt, vai trò của cuộn cảm được thực hiện bởi một ống thép chứa đầy chất làm mát (chức năng của nó được thực hiện bởi chất lỏng).
Các thành phần quan trọng của thiết bị đang được xem xét là máy phát điện và bộ phận làm nóng. Đầu tiên được sử dụng để lấy nguồn điện có tần số đủ cao từ mạng điện dân dụng điển hình là 50 Hz. Thứ hai là cấu trúc kim loại có khả năng hấp thụ nhiệt khi ở trong không gian trường. Máy phát điện gửi một dòng điện được điều chỉnh theo các thông số cần thiết tới cuộn cảm (phần tử xoắn ốc). Trong trường hợp này, một dòng hạt mang điện đi qua cuộn dây, tạo ra một trường. Kim loại đặt trong vùng tác dụng của nó được nung nóng dưới tác dụng của dòng điện Fouquet mà không tiếp xúc trực tiếp với cuộn cảm. Để làm nóng nước trong một bộ phận như vậy, nó phải tiếp xúc với bộ phận làm nóng. Ví dụ đơn giản nhất của thiết kế như vậy sẽ là một đường ống kim loại mà dòng nước đi qua. Trong quá trình này, chất lỏng làm nguội các bức tường, giúp kéo dài tuổi thọ của cấu trúc.
Ưu nhược điểm của thiết bị
Sưởi ấm cảm ứng có thể mang lại một số lợi ích mà việc sử dụng các phụ kiện điện cực không thể mang lại. Vì sự đốt nóng chất lỏng được thực hiện bởi phần tử kim loại không tham gia phản ứng điện hóa nên độ bền của thiết bị chỉ phụ thuộc vào cuộn dây. Thời gian hoạt động của nó được xác định bởi thời gian hoạt động của thiết bị. Một số cuộn cảm vẫn hoạt động trong hơn 10 năm. Điều này cũng liên quan đến khả năng tương thích của thiết bị với các loại chất lỏng truyền nhiệt khác nhau. Ngoài nước thường, dầu máy và các công thức chống đóng băng phù hợp với vai trò này.
Các bộ phận bên trong của thiết bị không bị tích tụ limescale trong quá trình sử dụng.Do tiếp xúc thường xuyên với chất lỏng, khả năng quá nhiệt của các bộ phận giảm xuống, điều này cũng góp phần kéo dài tuổi thọ. Đối lưu trong thiết bị thường đạt mức đủ đến mức không cần thiết phải lắp bơm tuần hoàn. Không cần đến các biện pháp cách âm - thiết bị hoạt động khá yên tĩnh.
Tuy nhiên, bếp từ cũng có những điểm yếu:
- Thiết bị cần năng lượng điện để hoạt động. Trong một căn phòng không có điện hoặc không có cách nào để cung cấp cho nó, lò hơi sẽ không thể hoạt động. Ở những nơi thường xuyên bị gián đoạn mạng, nó sẽ hoạt động không hiệu quả.
- Khi nhiệt độ tăng quá mức, chất lỏng truyền nhiệt chuyển sang thể khí. Điều này gây ra sự gia tăng mạnh mẽ áp suất trong cấu trúc, do đó có thể xảy ra vỡ đường ống. Để ngăn chặn điều này xảy ra, cần phải trang bị cho việc lắp đặt các thiết bị kiểm soát áp suất và nhiệt độ. Nó có thể là đồng hồ đo áp suất, cảm biến nhiệt độ, thiết bị ngắt khẩn cấp khi các thông số nằm ngoài phạm vi quy định.
Nhu cầu bổ sung dụng cụ có thể góp phần làm tăng đáng kể chi phí thiết bị cho một lò sưởi cảm ứng tự chế.
Thiết bị này được coi là gần như hoàn toàn im lặng, nhưng trong thực tế không phải lúc nào cũng vậy. Điều này áp dụng cho các mô hình công nghiệp và hệ thống lắp đặt được thiết kế tại nhà.
Tùy chọn thiết bị tự chế
Có một số cách để làm một lò sưởi tại nhà. Phương án hợp lý nhất là làm thiết bị bếp điện từ bếp và ống nhựa polypropylene. Thiết bị biến tần khó hoạt động, nhưng đủ mạnh.
Yếu tố làm nóng đường ống
Sự phát triển này liên quan đến việc tháo dỡ một cuộn cảm xoắn ốc được lắp đặt trong bếp điện và đặt một thiết kế mới vào vị trí của nó. Để sản xuất nó, bạn sẽ cần một ống polypropylene dài 0,5 m và đường kính 4 cm, một phần tử từ tính, 5 thanh textolite, vòi để kết nối với mạng sưởi ấm. Bạn cũng sẽ cần mua một cuộn dây dẫn có tiết diện 2 mm² được phủ cách điện bằng thủy tinh (loại cáp này thường được sử dụng trong các thiết bị biến áp hàn) và miếng cọ rửa bằng kim loại để rửa bát đĩa.
Trình tự các hành động trong quá trình sản xuất thiết bị:
- Một nam châm được đặt trong ống và chứa đầy khăn lau (có thể chấp nhận thay vì dùng dây cắt nhỏ).
- Các khúc cua được lắp bằng ren.
- Các que được dán dọc theo thân, trên đó quấn một sợi dây được bọc bằng thủy tinh cách điện.
- Bếp được tháo rời và cuộn cảm của nhà máy, được làm ở dạng xoắn ốc phẳng, được tháo ra khỏi nó. Một cấu trúc đã chuẩn bị được lắp đặt vào vị trí của nó.
Bộ gia nhiệt trong thiết bị này là một chiếc khăn kim loại được đặt trong trường xoay chiều của cuộn dây. Khi khởi động bảng điều khiển ở chế độ tối đa với dòng nước song song, nó sẽ được làm nóng thêm 15-20 ° C. Xem xét rằng gạch được sử dụng cho xây dựng thường có công suất không quá 2000 W, thiết bị kết quả phù hợp để sưởi ấm các cơ sở dân cư có diện tích lên đến 25 m².
Hiệu quả của thiết bị có thể được tăng lên bằng cách kết nối thiết bị với máy hàn, nhưng công việc như vậy sẽ gặp phải một số khó khăn. Đầu tiên, thiết bị sẽ cần được tháo rời và tìm kiếm những vị trí trên sơ đồ chưa được chỉnh sửa. Điều này là do thực tế là một dòng điện một chiều được tạo ra trong đó, và một dòng điện xoay chiều là cần thiết để lò sưởi hoạt động. Thứ hai, bạn sẽ cần sử dụng hệ thống dây điện dày hơn (ví dụ, đồng có đường kính 1,5 mm, được phủ bằng hợp chất men) và tính toán số vòng dây cần thiết.Cuối cùng, một cơ chế làm mát sẽ cần được kết hợp vào cài đặt.
Lắp ráp lò hơi cảm ứng
Giải pháp này không liên quan đến việc tháo rời gạch. Thay vào đó, bậc thầy sẽ cần phải hàn thùng lò hơi theo kích thước của nó. Lấy một ống định hình làm bằng thép có độ dày 2 mm và kích thước lỗ là 2 x 4 cm. Cần phải tạo các phần tử trống từ nó dọc theo chiều rộng của bảng điều khiển. Các ống được hàn theo chiều dọc, khớp với các cạnh nhỏ hơn. Lên xuống các bộ phận cuối cần hàn kín lốp bằng sắt. Các lỗ được tạo trong chúng và lắp đặt các ống ren. Bạn cũng cần hàn một vài góc để tạo thành kệ cho lò nướng.
Cần sơn thiết bị bằng thành phần men chịu nhiệt độ. Sau khi đã khô và cố định, lò hơi được gắn trên tường và nhúng vào hệ thống sưởi. Bếp vừa vặn với một cái tổ có các góc và được kết nối với mạng điện. Sau đó, bạn cần lấp đầy chỗ lắp đặt bằng chất làm mát, các khối khí chảy ra và bắt đầu làm nóng phần tử cuộn cảm.
Lò sưởi tự chế không đủ mạnh để sưởi ấm không gian sống rộng lớn. Trong một mùa đông lạnh giá, anh ấy sẽ có thể sưởi ấm hai căn phòng nhỏ. Trong những thời điểm chuyển mùa, khi nhiệt độ không khí bên ngoài quanh mức 0, thiết bị sẽ có thể phục vụ những khu vực rộng lớn - lên đến 40 m2.
Từ một biến tần hàn
Khi có ý định sử dụng máy hàn, phải lưu ý rằng nghiêm cấm kết nối trực tiếp cuộn cảm với các đầu nối của nó. Việc vi phạm yêu cầu này sẽ dẫn đến việc mất hiệu suất của tất cả các yếu tố của quá trình cài đặt. Để kết hợp máy gia nhiệt cảm ứng với máy hàn, sau này sẽ phải thực hiện một số thao tác phức tạp đòi hỏi kinh nghiệm của người thợ và sự hiểu biết chi tiết về thiết bị của đơn vị. Cuộn sơ cấp phải được nối sau bộ chuyển đổi tín hiệu tần số cao của cơ cấu biến tần thay vì cuộn cảm cảm ứng tích hợp của nó. Ngoài ra, cần phải hàn bộ ngưng tụ và tháo dỡ cầu diode.
Cách tạo ra một lò sưởi cảm ứng mạnh mẽ
Các thiết bị được xem xét có công suất tiêu thụ trong vùng là 2,5 kW. Để tạo ra một thiết bị có công suất cao hơn (4 kW), một bậc thầy cần có kiến thức nghiêm túc trong lĩnh vực điện tử vô tuyến. Sẽ không an toàn cho một người nghiệp dư vô tuyến thiếu kinh nghiệm đảm nhận công việc này.
Một trong những lựa chọn có thể là kết cấu bộ cấp điện với hai cặp cuộn dây, máy biến áp, trình điều khiển và bảng điều khiển. Giá trị của tần số mà thiết bị hoạt động nhỏ hơn giá trị của tần số cộng hưởng. Hai cuộn dây được sử dụng để cung cấp cho các trình điều khiển, một cuộn dây dành cho bảng điều khiển và cuộn dây còn lại là nguồn điện. Nó cấp nguồn cho bộ khởi động rơ le, quạt và máy bơm làm lạnh.
Những lời khuyên về an toàn
Loại cây này được sử dụng rộng rãi không chỉ để sưởi ấm không gian mà còn được sử dụng để thực hiện các công việc nấu chảy. Vấn đề chính của các thiết bị cảm ứng sản xuất tại nhà là thiếu các bộ phận cung cấp khả năng kiểm soát nhiệt độ, áp suất và chống cháy nổ. Vì vậy, khi vận hành các đơn vị như vậy, cần phải thận trọng và thận trọng.
Trước khi khởi động lò hơi, cần phải kiểm tra việc lấp đầy khoang chứa bằng chất làm mát. Vỏ, được làm bằng polyme, sẽ bắt đầu nóng chảy mà không cần làm mát thường xuyên bằng chất lỏng. Điều này kéo theo những thay đổi về biến dạng và hoàn toàn không cài đặt được. Ngoài ra, mối nguy hiểm có thể được thể hiện bằng sự thoát ra của kim loại được nung nóng từ phần thân nóng chảy. Trong một sự cố như vậy, nó sẽ là cần thiết để thay thế một số cụm đơn vị.
Thiết bị được kết nối với điện thông qua một dây dẫn riêng chạy từ tấm chắn. Các tiếp điểm phải được bọc bằng vật liệu cách điện.Nếu máy hàn có liên quan đến cấu trúc, thì biến tần của nó phải được nối đất. Dây được sử dụng cho thao tác này phải có chiều ngang từ 4-6 mm. Để tránh việc lắp đặt quá nóng trong trường hợp không có nước, nên lắp van quá áp ở đầu vào.
Kết luận và khuyến nghị
Có lý do để đảm nhận việc sản xuất độc lập thiết bị nếu hộ gia đình đã có bảng điều khiển cảm ứng. Chi phí mua nó là khá cao và tương đương với giá của một máy sưởi điện cực. Công suất của một số mô hình này đạt tới 10 kW, trong khi việc lắp đặt với chỉ số trên 2,5 kW ở nhà chỉ có thể được thực hiện bởi một bậc thầy với trình độ năng lực phù hợp (ít nhất, bạn cần có khả năng lắp ráp một bộ biến tần mạch). Ngoài ra, trước khi lắp đặt, cần đảm bảo rằng không có vết nứt và lỗ thông qua đó chất lỏng từ bộ tạo nhiệt có thể rò rỉ ra ngoài: sự cố như vậy có thể gây ra hỏa hoạn.
Máy sưởi cảm ứng có kiểu dáng đơn giản, được thiết kế để phục vụ một căn phòng có diện tích nhỏ, rất dễ chế tạo mà không cần đào tạo đặc biệt. Các tùy chọn mạnh mẽ và hiệu quả hơn, ví dụ với một máy hàn hoặc hai bo mạch, yêu cầu người lắp ráp phải có năng lực trong lĩnh vực điện tử. Đặc điểm cấu trúc của các hệ thống lắp đặt này đòi hỏi phải có thêm các điều khiển để đảm bảo an toàn.
