- Princip rada indukcijskog grijača
- Prednosti i nedostaci uređaja
- Domaći koraci proizvodnje
- Nekoliko riječi o sigurnosti
- Zaključci i koristan video na temu
Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!
Indukcijski kotlovi su aparati koje karakterizira vrlo visoka učinkovitost. Oni omogućuju značajno smanjenje troškova energije u usporedbi s tradicionalnim uređajima opremljenim grijaćim elementima.
Modeli industrijske proizvodnje nisu jeftini. Međutim, svaki domaći obrtnik koji posjeduje jednostavan skup alata može napraviti indukcijski grijač vlastitim rukama. Da bismo mu pomogli, nudimo detaljan opis načela rada i montaže učinkovitog grijača.
Princip rada indukcijskog grijača
Indukcijsko grijanje je nemoguće bez tri glavna elementa:
- induktor;
- generator;
- grijaći element.
Induktor je zavojnica, obično izrađena od bakrene žice, uz pomoć koje generira magnetsko polje. Alternator se koristi za proizvodnju struje visoke frekvencije iz standardne struje kućne električne mreže frekvencije od 50 Hz.
Kao grijaći element koristi se metalni predmet koji može apsorbirati toplinsku energiju pod utjecajem magnetskog polja. Ako pravilno spojite ove elemente, možete dobiti uređaj visokih performansi koji je savršen za zagrijavanje tekućine za prijenos topline i zagrijavanje kuće.
Pomoću generatora se induktor napaja električnom strujom s potrebnim karakteristikama, tj. na bakrenom svitku. Kada prolazi kroz nju, struja nabijenih čestica tvori magnetsko polje.
Princip rada indukcijskih grijača temelji se na pojavljivanju električnih struja unutar vodiča koje se pojavljuju pod utjecajem magnetskih polja.
Osobitost polja je u tome što ima sposobnost promjene smjera elektromagnetskih valova na visokim frekvencijama. Ako se u tom polju postavi neki metalni predmet, on će se početi zagrijavati bez izravnog kontakta s induktorom pod utjecajem generiranih vrtložnih struja.
Visokofrekventna električna struja od pretvarača do indukcijskog svitka stvara magnetsko polje s stalno mijenjajućim vektorom magnetskih valova. Metalni materijal postavljen u ovo polje brzo se zagrijava.
Izostanak kontakta omogućuje da gubici energije tijekom prijelaza iz jednog tipa u drugi budu neznatni, što objašnjava povećanu učinkovitost indukcijskih kotlova.
Za zagrijavanje vode za krug grijanja dovoljno je osigurati kontakt s metalnim grijačem. Često se kao grijaći element kroz koji se jednostavno prolazi voda koristi metalna cijev. Voda istovremeno hladi grijač, što značajno povećava njegov vijek trajanja.
Indukcijski elektromagnet nastaje namotavanjem žice oko jezgre feromagnetika. Nastali indukcijski svitak se zagrijava i prenosi toplinu na grijano tijelo ili rashladno sredstvo koje teče pored njega kroz izmjenjivač topline.
Prednosti i nedostaci uređaja
Mnogo je "pluseva" vrtložnog indukcijskog grijača. To je jednostavna shema za samostalnu proizvodnju, povećana pouzdanost, visoka učinkovitost, relativno niski troškovi energije, dugi vijek trajanja, mala vjerojatnost kvarova, itd.
Učinkovitost uređaja može biti značajna, jedinice ovog tipa uspješno se koriste u metalurškoj industriji. Po brzini grijanja rashladnog sredstva, uređaji ovog tipa pouzdano se natječu s tradicionalnim električnim bojlerima, temperatura vode u sustavu brzo doseže potrebnu razinu.
Tijekom rada indukcijskog kotla, grijač lagano vibrira. Ova vibracija potresa kamenac i druge moguće kontaminante iz metalnih stijenki cijevi, stoga se takav instrument rijetko mora očistiti. Naravno, sustav grijanja treba zaštititi od tih zagađivača mehaničkim filtrom.
Indukcijski svitak zagrijava metal (cijev ili komade žice) postavljene unutar njega pomoću visokofrekventnih vrtložnih struja, kontakt nije potreban
Stalni kontakt s vodom smanjuje mogućnost izgaranja grijača, što je uobičajen problem kod tradicionalnih kotlova s grijačima. Unatoč vibracijama, kotao je izuzetno tih, na mjestu ugradnje uređaja nije potrebna dodatna izolacija.
Čak su i indukcijski kotlovi dobri jer gotovo nikad ne cure, osim ako je instalacija sustava ispravna. To je vrlo vrijedna kvaliteta za električno grijanje, jer eliminira ili značajno smanjuje vjerojatnost opasnih situacija.
Odsutnost curenja nastaje zbog beskontaktne metode prijenosa toplinske energije na grijač. Rashladno sredstvo uz pomoć gore opisane tehnologije može se zagrijati gotovo do stanja pare.
To osigurava dovoljnu konvekciju topline kako bi se stimuliralo učinkovito kretanje rashladnog sredstva kroz cijevi. U većini slučajeva, sustav grijanja neće morati biti opremljen cirkulacijskom pumpom, iako sve ovisi o značajkama i shemi određenog sustava grijanja.
Ponekad je potrebna cirkulacijska crpka. Instaliranje uređaja je relativno jednostavno. Iako će to zahtijevati neke vještine u instalaciji električnih uređaja i cijevi za grijanje. No, ovaj zgodan i pouzdan uređaj ima niz nedostataka, koje također treba uzeti u obzir.
Primjerice, kotao zagrijava ne samo rashladno sredstvo, već i cijeli radni prostor koji ga okružuje. Za tu je jedinicu potrebno izdvojiti zasebnu sobu i ukloniti iz nje sve strane predmete. Za osobu, dugotrajan boravak u blizini radnog kotla također može biti nesiguran.
Za rad, indukcijski grijači trebaju električnu struju. I domaća i tvornički izrađena oprema spojeni su na kućno napajanje.
Za rad s uređajem potrebna je struja. U područjima u kojima ne postoji slobodan pristup toj koristi civilizacije, indukcijski lonac će biti beskoristan. Da, i tamo gdje su česti prekidi u struji, pokazat će nisku učinkovitost. Ako nemarno rukujete uređajem, može doći do eksplozije.
Ako pregrijete rashladnu tekućinu, ona će se pretvoriti u paru. Kao rezultat toga, tlak u sustavu će se dramatično povećati, što će cijevi jednostavno ne izdržati, razdvojit će ih. Stoga, za normalan rad sustava, uređaj mora biti opremljen najmanje manometrom, a još bolje, uređajem za gašenje u nuždi, termostatom itd.
Sve to može značajno povećati cijenu indukcijskog kotla na domaći način. Iako se uređaj smatra gotovo tihim, to nije uvijek slučaj. Neki modeli iz raznih razloga još uvijek mogu proizvesti neki šum. Za samostalno napravljen uređaj, vjerojatnost takvog ishoda se povećava.
U konstrukciji i tvorničkih i improviziranih indukcijskih grijača, praktički nema habajućih dijelova. Oni dugo služe i besprijekorno rade.
Domaći koraci proizvodnje
Učiniti takav uređaj sebi nije tako teško. Za to ćete trebati:
- Napravite grijaći element.
- Napravite indukcijsku zavojnicu od bakrene žice.
- Spremite alternator.
- Spojite grijač zavojnice na sustav grijanja.
- Spojite zavojnicu na generator.
- Uključite sustav.
- Izvršite probni rad kako biste provjerili rad uređaja.
U industrijskim modelima, kao grijač se koristi metalna cijev s debelim zidovima, ali je vrlo teško i nema puno smisla osigurati dovoljno snage za improvizirani uređaj za zagrijavanje takvog elementa. Indukcijski svitak može zagrijati bilo koji metal, tako da se grijač može modificirati.
Industrijski modeli indukcijskih kotlova opremljeni su grijačem od debele metalne cijevi. Kod kuće je teško kopirati takvu jedinicu
Kao kućište indukcijskog grijača iz invertera za zavarivanje koristi se komad plastične cijevi. Trebao bi biti nešto veći u promjeru od cijevi za grijanje. Duljina cijevi za grijač može biti oko jedan metar, unutarnji promjer može varirati unutar 50-80 mm.
Za spajanje grijača na sustav morate ugraditi adaptere u donji i gornji dio kućišta. Dno cijevi mora biti zatvoreno rešetkom, a zatim se unutar tijela stavlja punilo koje se sastoji od sitnih čestica metala. Moguće je dobiti punilo, na primjer, od žice, šipke, uske metalne cijevi, itd.
Duljina segmenata može se proizvoljno mijenjati. Najčešće za tu svrhu koriste čelične žice promjera 6-8 mm, koje se jednostavno izrezati na male komadiće. Neki majstori preporučuju rezanje na dugačke štapove, svaki oko 90 cm, tj. gotovo na duljinu grijača.
Za tijelo grijaćeg elementa indukcijskog kotla, koji je izrađen ručno, trebat će vam široka plastična cijev promjera 50 mm.
Što je veći magnetski otpor čelika od kojeg je izrađena žica, to se bolje zagrijava. Ovisno o veličini tih dijelova, također je odabrana zaštitna rešetka koja je montirana na dnu kućišta. Punilo se izlije ili polaže u cijev do samog vrha. Nakon toga se gornji dio zatvara i rešetkom.
Shema vam omogućuje da dobijete ideju o tome kako spojiti indukcijski svitak na grijač kotla i aparat za zavarivanje
Tako, domaći grijač za indukcijski kotao izgleda kao debela plastična cijev, ispunjena metalnim dijelovima i zatvorena s obje strane rešetkom. Iznad i ispod grijača nalaze se adapteri za spajanje na krug grijanja. Polimerna cijev za grijač mora imati dovoljno debele zidove.
Osim toga, nijedna plastika za ove svrhe nije prikladna, materijal mora nositi učinke prilično jake topline i ne ispuštati opasne tvari u atmosferu ili u rashladno sredstvo. Sada je potrebno napraviti indukcijsku rešetku. Da biste to učinili, uzmite bakrenu žicu i navijte je izravno na tijelo grijača.
U nekim modelima domaćih indukcijskih grijača umjesto plastične cijevi koristi se uska bakrena cijev. To nije najbolja opcija, jer nije lako saviti takav element ispravno.
Što više okreće žice, to bolje. Vjeruje se da bi indukcijski svitak trebao biti najmanje 90 okreta. Induktor je vrlo čvrsto namotan na cijev, ne bi trebalo biti razmaka između zavojnica.
Bakrena izolirana žica od 1-1, 5 mm pogodna je za namatanje. Ovdje nije potreban deblji kabel, jer to također otežava rad namota, teže će se rasporediti okreta.
Ovaj krug će pomoći pravilno povezati indukcijsku zavojnicu s aparatom za zavarivanje invertora, a ako se to učini pogrešno, zavojnica će se pretvoriti u elektromagnet (+)
Prisutnost praznina može dovesti do buke uslijed vibracija, što je praćeno radom takve jedinice. Tijekom vremena ova situacija može dovesti do uništenja izolacije, što će uzrokovati kratki spoj naizmjenca.
Osim adaptera, potrebno je instalirati zaporne ventile iznad i ispod. Oni su potrebni kako bi se osiguralo da, ako je potrebno, isključite vodu u krugu grijanja.
Prilikom ugradnje grijača treba imati na umu da njegov donji kraj treba biti usmjeren na povratnu cijev, cijev dizajniranu za skupljanje rashladne tekućine u dvocijevnom sustavu grijanja. Najlakši način za dobivanje alternativnog generatora polja je uzimanje invertera iz aparata za zavarivanje.
Kontakti indukcijskog svitka povezani su s polovima pretvarača. Čim dovodite napajanje u jedinicu i uključite ga, automatski će početi raditi indukcijski kotao.
Za proizvodnju takvog uređaja, čak i jeftin aparat za zavarivanje, primjerice, model koji je izrađen u Kini, koji vam omogućuje podešavanje jakosti struje počevši od razine od 10 A, bit će prikladan. Priključak zavarivačkog pretvarača provodi se preko ovog regulatora temperature.
Na izlazima se moraju staviti ispravljačke diode. Da biste to učinili, morate otvoriti tijelo aparata za zavarivanje i lemiti vodiče do izlaza, a zatim ih spojiti na diode. Ako se spojite bez dioda, izravno, tada će struja s ispravljenim naponom ići na namot, a zavojnica će raditi kao elektromagnet, a ne kao induktor.
Za izradu indukcijskog svitka preporuča se uporaba bakrene žice s presjekom od 1, 5 mm u pouzdanom izolacijskom omotaču, potrebno je napraviti oko 90 okretaja
U nekim modernim aparatima za zavarivanje postoji senzor osjetljiv na dodir koji počinje raditi u trenutku kada elektroda dotakne radnu površinu. Ovaj se trenutak mora uzeti u obzir, tako da se senzor aktivira u pravom trenutku ili ne utječe na rad kućnog kotla.
Ako neiskusni majstor ima problema s preradom aparata za zavarivanje, bolje je potražiti profesionalni savjet.
Za izradu indukcijskog kotla vlastitim rukama možete uzeti bilo koji aparat za zavarivanje s odgovarajućim karakteristikama. Ako je potrebno, uređaj se može ponovno koristiti za zavarivanje.
Ako se radi ispravno, aparat za zavarivanje u budućnosti se može koristiti za namjeravanu svrhu. Potrebno je odzračiti vodiče pomoću dioda i izraditi obrnuti sklop. Pod utjecajem visokofrekventne izmjenične struje indukcijski svitak će stvoriti magnetsko polje.
Metal u kućištu polimera će se početi zagrijavati i prenositi toplinu u vodu koja kruži oko kruga grijanja. Uređaj će trebati samo nekoliko minuta da zagrije rashladno sredstvo.
Položaj indukcijskog grijača mora biti ispravno odabran. Jedinica se mora nalaziti 800 mm ispod stropa, a najmanje 300 mm treba je odvojiti od zidova i namještaja.
Nekoliko riječi o sigurnosti
Samouslužni indukcijski kotlovi obično nisu opremljeni sustavima upravljanja i zaštite, što ih čini nesigurnima. Stoga, prije nego što uključite jedinicu, morate se pobrinuti da se tjelesna šupljina napuni tekućinom za prijenos topline.
Ako je polimerno tijelo grijača podvrgnuto stalnom zagrijavanju bez pranja rashladnim sredstvom, ono će se jednostavno istopiti, ponekad to dovodi ne samo do deformacije grijača, već i do njegovog potpunog oštećenja.
Agregati ovog tipa često se koriste za sagorijevanje i taljenje metala. Visoke temperature dobivene iz indukcijskog grijača zahtijevaju posebnu pozornost na sigurnosne probleme.
Također može biti opasno da vruće metalno punilo ispadne iz rastaljenog tijela. U tom slučaju potrebno je gotovo potpuno demontirati uređaj i izraditi novi grijaći element.
Priključci za napajanje trebaju biti izvedeni zasebnim kabelom iz štita. Naravno, potrebno je zatvoriti sve kontakte s izolacijom. Aparat za zavarivanje s inverterom također mora biti uzemljen, što je važna točka za sigurnost.
Trebat će vam kabel s poprečnim presjekom od najmanje četiri milimetra. Neki stručnjaci preporučuju dati prednost šestmilimetarskom kabelu. Da bi se spriječilo pregrijavanje indukcijskog grijača iz vlastite izrade zbog nedostatka vode u sustavu, preporučljivo je na ulazu grijača ugraditi ventil za nadtlak.
Indukcijski uređaj za grijanje zauzima relativno malo prostora, ali se mora postaviti na određenu udaljenost od stropa, zidova, namještaja itd.
Samostalni uređaj ovog tipa, koji nije opremljen posebnim sredstvima zaštite, potencijalno je opasan objekt koji zahtijeva stalno praćenje. Stoga je vrijedno trošiti malo više novca, ali kupiti potrebne uređaje.
To ne šteti za procjenu troškova, možda kupnja gotovih indukcijskih kotlova neće koštati mnogo više. Industrijski uređaji obično su opremljeni svom potrebnom zaštitom.
Ovdje su prikazane značajke i korak-po-korak tehnologija izrade druge verzije domaćeg indukcijskog kotla za sustav grijanja.
Zaključci i koristan video na temu
Film # 1. Pregled načela indukcijskog grijanja:
Film # 2. Zanimljiva opcija za proizvodnju indukcijskog grijača:
Za ugradnju indukcijskog grijača nije potrebno dobiti odobrenje regulatornih tijela, industrijski modeli takvih uređaja su sasvim sigurni, prikladni su za privatnu kuću i za običan stan. No, vlasnici vlastitih jedinica ne bi smjeli zaboraviti na sigurnost.
Komentirajte, molim vas, materijal koji smo mi ponudili poznanicima. Postavljajte pitanja o zanimljivim ili nejasnim točkama. Možda imate vlastito iskustvo u izgradnji ili ugradnji indukcijskog kotla? U okviru za komentare u nastavku možete dijeliti i objavljivati jedinstvene fotografije.