Jak zrobić nagrzewnicę indukcyjną własnymi rękami z falownika spawalniczego

Indukcyjne kotły grzewcze to urządzenia charakteryzujące się bardzo dużą sprawnością. Potrafią znacznie obniżyć koszty energii w porównaniu do tradycyjnych urządzeń wyposażonych w elementy grzejne.

Modele produkcji przemysłowej nie są tanie. Jednak każdy rzemieślnik domowy, który posiada prosty zestaw narzędzi, może własnoręcznie wykonać nagrzewnicę indukcyjną. Aby mu pomóc, oferujemy szczegółowy opis zasady działania i montażu skutecznej grzałki.

Zasada działania nagrzewnicy indukcyjnej

Nagrzewanie indukcyjne nie jest możliwe bez zastosowania trzech głównych elementów:

• induktor;
• generator;
• Element grzewczy.

Cewka indukcyjna to cewka, zwykle wykonana z drutu miedzianego, która wytwarza pole magnetyczne. Alternator służy do wytwarzania prądu o wysokiej częstotliwości ze standardowego prądu elektrycznego w gospodarstwie domowym o częstotliwości 50 Hz.

Jako element grzejny stosuje się metalowy przedmiot, który może pochłaniać energię cieplną pod wpływem pola magnetycznego. Jeśli prawidłowo połączysz te elementy, możesz otrzymać wysokowydajne urządzenie, które doskonale sprawdzi się do podgrzewania cieczy chłodzącej i ogrzewanie domu.

Za pomocą generatora do cewki indukcyjnej dostarczany jest prąd elektryczny o niezbędnych właściwościach, tj. na miedzianą cewkę. Przechodząc przez niego strumień naładowanych cząstek tworzy pole magnetyczne.

Zasada działania nagrzewnic indukcyjnych opiera się na występowaniu prądów elektrycznych wewnątrz przewodników, które pojawiają się pod wpływem pól magnetycznych

Osobliwością tego pola jest to, że ma ono zdolność zmiany kierunku fal elektromagnetycznych przy wysokich częstotliwościach.Jeśli w tym polu zostanie umieszczony jakikolwiek metalowy przedmiot, zacznie się on nagrzewać bez bezpośredniego kontaktu z cewką indukcyjną pod wpływem wytwarzanych prądów wirowych.

Prąd elektryczny o wysokiej częstotliwości dostarczany z falownika do cewki indukcyjnej wytwarza pole magnetyczne o stale zmieniającym się wektorze fal magnetycznych. Metal umieszczony w tym polu szybko się nagrzewa

Brak kontaktu umożliwia znikome straty energii podczas przejścia z jednego typu na drugi, co wyjaśnia zwiększoną wydajność kotłów indukcyjnych.

Aby podgrzać wodę do obiegu grzewczego, wystarczy zapewnić jej kontakt z metalowym grzejnikiem. Często jako element grzejny stosuje się metalową rurę, przez którą po prostu przepuszcza się strumień wody. Woda jednocześnie chłodzi grzejnik, co znacznie zwiększa jego żywotność.

Elektromagnes urządzenia indukcyjnego uzyskuje się przez nawinięcie drutu wokół rdzenia ferromagnetycznego. Powstała cewka indukcyjna nagrzewa się i przekazuje ciepło do nagrzanego korpusu lub płynu chłodzącego przepływającego w pobliżu przez wymiennik ciepła

Zalety i wady urządzenia

„Zalet” nagrzewnicy indukcyjnej wirowej jest wiele. Jest to prosty obwód do samodzielnej produkcji, o zwiększonej niezawodności, wysokiej wydajności, stosunkowo niskich kosztach energii, długiej żywotności, niskim prawdopodobieństwie awarii itp.

Wydajność urządzenia może być znaczna, jednostki tego typu z powodzeniem stosowane są w przemyśle metalurgicznym. Pod względem szybkości nagrzewania chłodziwa urządzenia tego typu śmiało konkurują z tradycyjnymi kotłami elektrycznymi, a temperatura wody w układzie szybko osiąga wymagany poziom.

Podczas pracy kotła indukcyjnego grzałka lekko wibruje. Wibracje te usuwają kamień i inne możliwe zanieczyszczenia ze ścianek metalowej rury, dlatego takie urządzenie rzadko wymaga czyszczenia. Oczywiście instalację grzewczą należy zabezpieczyć przed tymi zanieczyszczeniami za pomocą filtra mechanicznego.

Cewka indukcyjna nagrzewa umieszczony w niej metal (rura lub kawałki drutu) za pomocą prądów wirowych o wysokiej częstotliwości, bez konieczności kontaktu

Stały kontakt z wodą minimalizuje prawdopodobieństwo przepalenia się grzałki, co jest dość częstym problemem w przypadku tradycyjnych kotłów z elementami grzejnymi. Pomimo drgań kocioł pracuje niezwykle cicho, nie jest wymagana dodatkowa izolacja akustyczna w miejscu montażu.

Kolejną zaletą kotłów indukcyjnych jest to, że prawie nigdy nie przeciekają, chyba że system zostanie prawidłowo zainstalowany. Jest to dla nas bardzo cenna cecha ogrzewanie elektryczne, gdyż eliminuje lub znacząco zmniejsza prawdopodobieństwo wystąpienia sytuacji niebezpiecznych.

Brak nieszczelności wynika z bezkontaktowego sposobu przekazywania energii cieplnej do grzejnika. Stosując opisaną powyżej technologię, płyn chłodzący można podgrzać prawie do stanu pary.

Zapewnia to wystarczającą konwekcję cieplną, aby umożliwić efektywny przepływ chłodziwa przez rury. W większości przypadków system grzewczy nie będzie musiał być wyposażony w pompę obiegową, chociaż wszystko zależy od cech i konstrukcji konkretnego systemu grzewczego.

Czasami pompa obiegowa niezbędny. Instalacja urządzenia jest stosunkowo łatwa. Chociaż będzie to wymagało pewnych umiejętności w zakresie instalowania urządzeń elektrycznych i rur grzewczych.Ale to wygodne i niezawodne urządzenie ma wiele wad, które również należy wziąć pod uwagę.

Na przykład kocioł ogrzewa nie tylko chłodziwo, ale także całą otaczającą go przestrzeń roboczą. Konieczne jest wydzielenie osobnego pomieszczenia dla takiej jednostki i usunięcie z niej wszystkich ciał obcych. Dla człowieka długotrwałe przebywanie w pobliżu pracującego kotła również może być niebezpieczne.

Nagrzewnice indukcyjne do działania wymagają prądu elektrycznego. Do domowej sieci prądu przemiennego podłączany jest zarówno sprzęt domowy, jak i fabryczny

Urządzenie do działania potrzebuje prądu. Na terenach, gdzie nie ma swobodnego dostępu do tego dobrodziejstwa cywilizacyjnego, kocioł indukcyjny będzie bezużyteczny. Nawet w przypadku częstych przerw w dostawie prądu będzie wykazywać niską wydajność. Nieostrożne obchodzenie się z urządzeniem może spowodować eksplozję.

Jeśli przegrzejesz płyn chłodzący, zamieni się on w parę. W rezultacie ciśnienie w systemie gwałtownie wzrośnie, czego rury po prostu nie będą w stanie wytrzymać i pękną. Dlatego do normalnej pracy systemu urządzenie powinno być wyposażone co najmniej w manometr, a jeszcze lepiej - w urządzenie do awaryjnego wyłączania, termostat itp.

Wszystko to może znacznie zwiększyć koszt domowego kotła indukcyjnego. Chociaż urządzenie uważane jest za praktycznie ciche, nie zawsze tak jest. Niektóre modele mogą nadal generować hałas z różnych powodów. W przypadku urządzenia wykonanego niezależnie prawdopodobieństwo takiego wyniku wzrasta.

W konstrukcji nagrzewnic indukcyjnych zarówno fabrycznych, jak i domowych, praktycznie nie ma elementów zużywających się. Wytrzymują długo i działają bez zarzutu

Domowe kroki

Samo wykonanie takiego urządzenia nie jest takie trudne. Do tego będziesz potrzebować:

1. Zrób element grzejny.
2. Wykonaj cewkę indukcyjną z drutu miedzianego.
3. Weź gotowy alternator.
4. Podłączyć nagrzewnicę wraz z wężownicą do instalacji grzewczej.
5. Podłącz cewkę do generatora.
6. Podłącz zasilanie do systemu.
7. Wykonaj uruchomienie próbne, aby sprawdzić działanie urządzenia.

W modelach przemysłowych jako grzejnik stosuje się metalową rurę o grubych ściankach, ale zapewnienie wystarczającej mocy domowemu urządzeniu do ogrzania takiego elementu jest bardzo trudne i nie ma większego sensu. Cewka indukcyjna jest w stanie nagrzać dowolny metal, dlatego grzałkę można modyfikować.

Przemysłowe modele kotłów indukcyjnych są wyposażone w element grzejny wykonany z grubej metalowej rury. Trudno jest skopiować taką jednostkę w domu

Kawałek plastikowej rury służy jako obudowa nagrzewnicy indukcyjnej z falownika spawalniczego. Powinien mieć nieco większą średnicę niż rury grzewcze. Długość rury grzewczej może wynosić około jednego metra, średnica wewnętrzna może wahać się w granicach 50-80 mm.

Aby podłączyć grzejnik do systemu, należy zamontować adaptery w dolnej i górnej części obudowy. Dolną część rury należy przykryć kratką, następnie wewnątrz korpusu umieszcza się wypełniacz składający się z małych cząstek metalu. Wypełniacz można uzyskać na przykład z drutu, pręta, wąskiej metalowej rury itp.

Długość segmentów można dowolnie zmieniać. Najczęściej stosuje się do tego drut stalowy o średnicy 6-8 mm, który po prostu kroi się na małe kawałki. Niektórzy rzemieślnicy zalecają pocięcie go na długie pręty, około 90 cm, tj. prawie na całej długości grzejnika.

Do korpusu elementu grzejnego kotła indukcyjnego, który sam wykonałeś, potrzebujesz szerokiej plastikowej rury o średnicy około 50 mm

Im wyższy opór magnetyczny stali, z której wykonany jest drut, tym lepiej się nagrzeje. W zależności od wielkości tych elementów dobierana jest siatka ochronna, którą montuje się w dolnej części obudowy. Wypełniacz wlewa się lub umieszcza w rurze na samą górę. Następnie górna część jest również pokryta siatką.

Schemat pozwala zorientować się, jak podłączyć cewkę indukcyjną do podgrzewacza kotła i do spawarki

Tak więc domowy grzejnik do kotła indukcyjnego wygląda jak gruba plastikowa rura wypełniona kawałkami metalu i zamknięta z obu stron siatką. Na górze i na dole grzejnika znajdują się adaptery umożliwiające podłączenie do obiegu grzewczego. Rura polimerowa do grzejnika musi mieć dość grube ścianki.

Poza tym do tych celów nie nadaje się żaden plastik, materiał musi wytrzymywać działanie dość silnego ciepła, a jednocześnie nie wydzielać żadnych niebezpiecznych substancji do atmosfery lub płynu chłodzącego. Teraz musisz zrobić grill indukcyjny. Aby to zrobić, weź drut miedziany i nawiń go bezpośrednio na korpus grzejnika.

Niektóre modele domowych nagrzewnic indukcyjnych wykorzystują wąską miedzianą rurkę zamiast plastikowej rury. To nie jest najlepsza opcja, ponieważ prawidłowe zwinięcie takiego elementu w spiralę nie będzie łatwe.

Im więcej zwojów drutu, tym lepiej. Uważa się, że cewka indukcyjna musi mieć co najmniej 90 zwojów. Cewka jest nawinięta na rurę bardzo ciasno, pomiędzy zwojami nie powinno być przerwy.

Do uzwojenia odpowiedni jest izolowany drut miedziany o grubości 1-1,5 mm.Grubszy kabel nie jest tutaj potrzebny, ponieważ skomplikuje to pracę nawijania i trudniej będzie ustawić zwoje blisko siebie.

Ten schemat pomoże prawidłowo podłączyć cewkę indukcyjną do spawarki inwertorowej, jeśli zostanie wykonany nieprawidłowo, cewka zamieni się w elektromagnes (+)

Obecność szczelin może prowadzić do hałasu z powodu wibracji towarzyszących działaniu takiego urządzenia. Z czasem taka sytuacja może doprowadzić do zniszczenia izolacji, co spowoduje zwarcie międzyzwojowe.

Oprócz adapterów na górze i na dole należy zamontować zawory odcinające. Są potrzebne, aby w razie potrzeby zapewnić możliwość odcięcia wody w obiegu grzewczym.

Podczas montażu nagrzewnicy należy pamiętać, aby jej dolny koniec był skierowany w stronę rury powrotnej, czyli rury przeznaczonej do zbierania schłodzonego płynu chłodzącego w dwururowy system grzewczy. Najłatwiejszym sposobem uzyskania generatora pola przemiennego jest pobranie falownika ze spawarki.

Styki cewki indukcyjnej są połączone z biegunami falownika. Gdy tylko urządzenie zostanie dostarczone i włączone, domowy kocioł indukcyjny zacznie działać.

Do wykonania takiego urządzenia nadaje się nawet niedroga spawarka, na przykład model chiński, który pozwala regulować natężenie prądu już od poziomu 10 A. W pobliżu adaptera należy zamontować czujnik termostatu na Dostawa. Falownik spawalniczy jest podłączony przez ten termostat.

Na wyjściach należy zamontować diody prostownicze. Aby to zrobić, będziesz musiał otworzyć korpus spawarki i przylutować przewody do wyjścia, a następnie podłączyć je do diod.Jeśli podłączysz bezpośrednio bez diod, wówczas do uzwojenia popłynie prąd o wyprostowanym napięciu, a cewka będzie działać jak elektromagnes, a nie jak cewka indukcyjna.

Aby utworzyć spiralę indukcyjną, zaleca się użycie drutu miedzianego o przekroju 1,5 mm w niezawodnej osłonie izolacyjnej, należy wykonać około 90 zwojów

Niektóre nowoczesne spawarki posiadają czujnik dotykowy, który rozpoczyna pracę w momencie zetknięcia elektrody z powierzchnią spawaną. Należy wziąć to pod uwagę, aby czujnik zadziałał we właściwym momencie lub nie miał wpływu na działanie domowego kotła.

Jeśli niedoświadczony rzemieślnik ma problemy z przeróbką spawarki, lepiej dla niego zwrócić się o fachową poradę.

Aby wykonać kocioł indukcyjny własnymi rękami, możesz wziąć dowolną spawarkę o odpowiednich właściwościach. W razie potrzeby urządzenie można ponownie wykorzystać do prac spawalniczych.

Jeśli wszystko zostanie wykonane prawidłowo, spawarkę można w przyszłości używać zgodnie z jej przeznaczeniem. Konieczne będzie wylutowanie przewodów z diodami i ponowne ich złożenie. Cewka indukcyjna wystawiona na działanie prądu przemiennego o wysokiej częstotliwości wytwarza pole magnetyczne.

Metal wewnątrz polimerowej obudowy zacznie się nagrzewać i przekazywać ciepło wodzie, która krąży w obwodzie grzewczym. Urządzenie zajmie tylko kilka minut, aby podgrzać płyn chłodzący.

Miejsce umieszczenia nagrzewnicy indukcyjnej powinno zostać wybrane prawidłowo. Urządzenie powinno znajdować się 800 mm poniżej poziomu sufitu i powinno być oddalone od ścian i mebli o co najmniej 300 mm.

Kilka słów o bezpieczeństwie

Domowe kotły indukcyjne zwykle nie są wyposażone w systemy sterowania i zabezpieczeń, co czyni je niebezpiecznymi.Dlatego przed włączeniem urządzenia należy upewnić się, że wnęka obudowy jest wypełniona płynem chłodzącym.

Jeśli polimerowy korpus grzejnika będzie poddawany ciągłemu ogrzewaniu bez mycia go płynem chłodzącym, po prostu się stopi, co czasami prowadzi nie tylko do deformacji grzejnika, ale także do jego całkowitego uszkodzenia.

Urządzenia tego typu często wykorzystywane są do nagrzewania i topienia metali. Wysokie temperatury generowane przez nagrzewnicę indukcyjną wymagają szczególnej uwagi ze względu na kwestie bezpieczeństwa

Utrata gorącego wypełniacza metalowego ze stopionego korpusu może być również niebezpieczna. W takim przypadku będziesz musiał prawie całkowicie zdemontować urządzenie i wykonać dla niego nowy element grzejny.

Podłączenie do zasilania należy wykonać osobnym kablem wychodzącym z panelu. Oczywiście należy dokładnie pokryć wszystkie styki izolacją. Falownik spawarki również musi być uziemiony, jest to ważny punkt zapewniający bezpieczeństwo.

W takim przypadku będziesz potrzebował kabla o przekroju co najmniej czterech milimetrów. Niektórzy eksperci zalecają preferowanie kabla sześciomilimetrowego. Aby zapobiec przegrzaniu domowej nagrzewnicy indukcyjnej z powodu braku wody w układzie, zaleca się zamontowanie zaworu nadciśnieniowego na wlocie nagrzewnicy.

Nagrzewnica indukcyjna zajmuje stosunkowo niewiele miejsca, jednak należy ją umieścić w pewnej odległości od sufitu, ścian, mebli itp.

Domowe urządzenie tego typu, nie wyposażone w specjalny sprzęt ochronny, jest obiektem potencjalnie niebezpiecznym, wymagającym stałego monitorowania. Dlatego warto wydać nieco więcej pieniędzy, ale zaopatrzyć się w niezbędne urządzenia.

Jednocześnie oszacowanie kosztów nie zaszkodzi, być może zakup gotowego kotła indukcyjnego nie będzie dużo droższy. Urządzenia przemysłowe są zwykle wyposażone we wszystkie niezbędne zabezpieczenia.

Funkcje i technologia produkcji krok po kroku kolejnej wersji domowego kotła indukcyjnego do systemu grzewczego są tu podane.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Wideo nr 1. Przegląd zasad nagrzewania indukcyjnego:

Wideo nr 2. Ciekawa opcja wykonania nagrzewnicy indukcyjnej:

Aby zainstalować nagrzewnicę indukcyjną, nie trzeba uzyskiwać pozwolenia od organów regulacyjnych, modele przemysłowe takich urządzeń są dość bezpieczne, nadają się zarówno do prywatnego domu, jak i zwykłego mieszkania. Ale właściciele domowych jednostek nie powinni zapominać o środkach ostrożności.

Prosimy o komentarz na temat materiału, który udostępniamy do recenzji. Zadawaj pytania dotyczące interesujących lub niejasnych punktów. A może masz własne doświadczenie w budowie lub montażu kotła indukcyjnego? Możesz udostępniać i publikować unikalne zdjęcia w bloku komentarzy poniżej.