Jak vyrobit indukční ohřívač vlastníma rukama ze svařovacího střídače

Indukční topné kotle jsou zařízení, která mají velmi vysokou účinnost. Ve srovnání s tradičními spotřebiči vybavenými topnými články mohou výrazně snížit náklady na elektřinu.

Modely průmyslové výroby nejsou levné. Každý domácí mistr, který vlastní jednoduchou sadu nástrojů, však může vlastní indukční ohřívač vyrobit. Abychom mu pomohli, nabízíme podrobný popis principu činnosti a montáže účinného ohřívače.

Princip činnosti indukčního ohřívače

Indukční ohřev není možný bez použití tří hlavních prvků:

• induktor;
• generátor;
• topný článek.

Induktor je cívka, obvykle vyrobená z měděného drátu, s její pomocí generovat magnetické pole. Alternátor se používá k výrobě vysokofrekvenčního proudu ze standardního proudu domácí elektrické sítě při frekvenci 50 Hz.

Jako topný prvek se používá kovový předmět schopný absorbovat tepelnou energii pod vlivem magnetického pole. Pokud tyto prvky správně zkombinujete, můžete získat vysoce výkonné zařízení, které je ideální pro ohřev chladicí kapaliny a vytápění domácností.

Za použití generátoru se do induktoru přivádí elektrický proud s nezbytnými charakteristikami, tj. na měděné cívce. Při průchodu jím tvoří proud nabitých částic magnetické pole.

Princip činnosti indukčních ohřívačů je založen na výskytu elektrických proudů uvnitř vodičů, které se objevují pod vlivem magnetických polí

Zvláštností pole je, že má schopnost změnit směr elektromagnetických vln při vysokých frekvencích. Pokud je do tohoto pole umístěn kovový předmět, začne se zahřívat bez přímého kontaktu s induktorem pod vlivem vytvořených vířivých proudů.

Vysokofrekvenční elektrický proud přicházející z měniče do indukční cívky vytváří magnetické pole s neustále se měnícím vektorem magnetických vln. Kov umístěný v tomto poli se rychle zahřívá

Nedostatek kontaktu nám umožňuje provádět energetické ztráty při přechodu z jednoho typu na druhý zanedbatelné, což vysvětluje zvýšenou účinnost indukčních kotlů.

K ohřevu vody pro topný okruh stačí zajistit jeho kontakt s kovovým topením. Jako topný prvek se často používá kovová trubka, kterou jednoduše prochází proud vody. Voda současně ochlazuje ohřívač, což výrazně zvyšuje jeho životnost.

Elektromagnet indukčního zařízení se získá navinutím drátu kolem feromagnetického jádra. Výsledná indukční cívka se zahřívá a přenáší teplo do vyhřívaného tělesa nebo do blízkého chladicího média přes tepelný výměník

Výhody a nevýhody zařízení

„Plusy“ indukčního ohřívače jsou velké. Jedná se o jednoduchý systém pro nezávislou výrobu, zvýšenou spolehlivost, vysokou účinnost, relativně nízké náklady na energii, dlouhou životnost, nízkou pravděpodobnost poruch atd.

Produktivita zařízení může být významná, jednotky tohoto typu se úspěšně používají v metalurgickém průmyslu. Díky rychlosti ohřevu chladicího média zařízení tohoto typu s jistotou konkurují tradičním elektrickým kotlům, teplota vody v systému rychle dosáhne požadované úrovně.

Během provozu indukčního kotle ohřívač mírně vibruje. Tato vibrace otřásá vápencovým sedimentem a dalšími možnými nečistotami ze stěn kovové trubky, proto takové zařízení jen zřídka potřebuje čištění. Topný systém by měl být samozřejmě před těmito kontaminanty chráněn mechanickým filtrem.

Indukční cívka ohřívá kov (trubku nebo kousky drátu) umístěné uvnitř, pomocí vysokofrekvenčních vířivých proudů, kontakt je volitelný

Neustálý kontakt s vodou minimalizuje pravděpodobnost vyhoření ohřívače, což je docela běžný problém u tradičních kotlů s topnými články. Navzdory vibracím funguje kotel extrémně tiše, dodatečná zvuková izolace v místě instalace není nutná.

Indukční kotle jsou stále dobré v tom, že téměř nikdy netěsní, pokud je instalace systému provedena správně. To je velmi cenná kvalita elektrické topení, protože vylučuje nebo významně snižuje pravděpodobnost nebezpečných situací.

Absence netěsností je způsobena bezkontaktním způsobem přenosu tepelné energie do ohřívače. Pomocí výše popsané technologie může být chladivo zahříváno téměř do stavu páry.

To poskytuje dostatečnou tepelnou konvekci ke stimulaci účinného pohybu chladicího média potrubím. Ve většině případů nemusí být topný systém vybaven cirkulačním čerpadlem, ačkoli to vše závisí na vlastnostech a uspořádání konkrétního topného systému.

Někdy oběhové čerpadlo nutné. Instalace zařízení je relativně snadná. I když to bude vyžadovat určité dovednosti při instalaci elektrických spotřebičů a topných trubek. Toto pohodlné a spolehlivé zařízení má však řadu nevýhod, s nimiž by se také mělo počítat.

Kotel například ohřívá nejen chladicí kapalinu, ale i celý pracovní prostor, který ji obklopuje. Pro takový agregát je nutné vybrat samostatnou místnost a odstranit z něj všechny cizí předměty. Pro osobu může být dlouhodobý pobyt v bezprostřední blízkosti pracovního kotle nebezpečný.

Indukční ohřívače vyžadují provoz elektrického proudu. Domácí i výrobní zařízení jsou připojena k domácí síti střídavého proudu

Pro provoz zařízení vyžaduje elektřinu. V oblastech, kde není volný přístup k této výhodě civilizace, bude indukční kotel k ničemu. A tam, kde jsou pozorována častá přerušení elektřiny, bude prokázána nízká účinnost. Pokud se zařízením manipulujete neopatrně, může dojít k výbuchu.

Pokud je chladicí kapalina přehřátá, změní se na páru. V důsledku toho se tlak v systému prudce zvýší, což trubky prostě nemohou odolat a zlomí se. Proto by pro normální provoz systému mělo být zařízení vybaveno alespoň manometrem a ještě lépe - nouzovým vypínacím zařízením, regulátorem teploty atd.

To vše může výrazně zvýšit náklady na domácí indukční kotel. Přestože je zařízení považováno za téměř tiché, není tomu tak vždy. Některé modely mohou z různých důvodů stále vydávat určitý šum. U zařízení vyrobeného samostatně se pravděpodobnost takového výsledku zvyšuje.

Při návrhu indukčních ohřívačů jak z výroby, tak z domova neexistují prakticky žádné opotřebitelné komponenty. Slouží po dlouhou dobu a pracují bezchybně

Domácí kroky

Vyrobit takové zařízení sami není tak obtížné. K tomu budete potřebovat:

1. Vytvořte topný článek.
2. Vytvořte indukční cívku z měděného drátu.
3. Vezměte ready-made alternátor.
4. Připojte ohřívač s cívkou k topnému systému.
5. Připojte cívku k generátoru.
6. Připojte napájení systému.
7. Proveďte zkušební provoz a zkontrolujte fungování jednotky.

V průmyslových modelech se jako topné těleso používá kovová trubka se silnými stěnami, ale je velmi obtížné a nedává příliš smysl poskytovat domácímu zařízení dostatečnou energii pro zahřívání takového prvku. Indukční cívka může zahřívat jakýkoli kov, takže ohřívač může být upraven.

Průmyslové modely indukčních kotlů jsou vybaveny topným tělesem z tlusté kovové trubky.Doma je kopírování takového agregátu obtížné

Kus plastové trubky se používá jako kryt pro indukční ohřívač ze svařovacího střídače. Průměr by měl být o něco větší než topné trubky. Délka potrubí pro ohřívač může být přibližně jeden metr, vnitřní průměr se může pohybovat mezi 50-80 mm.

Chcete-li připojit ohřívač k systému, nainstalujte do spodní a horní části krytu adaptéry. Spodní část potrubí musí být uzavřena roštem, potom je uvnitř těla umístěno plnivo sestávající z malých částic kovu. Výplň můžete získat například z drátu, tyče, úzké kovové trubky atd.

Délka segmentů se může libovolně měnit. K tomu se nejčastěji používá ocelový drát o průměru 6-8 mm, který se jednoduše rozřeže na malé kousky. Někteří mistři doporučují jej rozřezat na dlouhé pruty přibližně 90 cm, tj. téměř po celé délce ohřívače.

Pro plášť topného článku indukčního kotle, který jsme si sami vyrobili, budete potřebovat širokou plastovou trubku o průměru asi 50 mm

Čím vyšší je magnetický odpor oceli, z níž je drát vyroben, tím lépe se zahřeje. V závislosti na velikosti těchto kusů je také vybrána ochranná mřížka, která je namontována na spodní straně pouzdra. Plnivo se plní nebo pokládá do potrubí až na samý vrchol. Poté je horní část pokryta sítí.

Schéma umožňuje získat představu o tom, jak připojit indukční cívku k topnému tělesu kotle a ke svařovacímu stroji

Domácí topné těleso pro indukční kotel tak vypadá jako tlustá plastová trubka, plněná kousky kovu a na obou stranách uzavřená mřížkou. Nad a pod topným tělesem jsou adaptéry pro připojení k topnému okruhu. Polymerová trubka pro topné těleso by měla mít dostatečně silné stěny.

Kromě toho není vhodný žádný plast pro tyto účely, materiál by měl tolerovat účinky poměrně silného zahřívání a zároveň by do atmosféry nebo chladiva nevypouštěl žádné nebezpečné látky. Nyní byste měli vytvořit indukční mřížku. Za tímto účelem vezměte měděný drát a naviňte jej přímo na tělo ohřívače.

U některých modelů domácích indukčních ohřívačů se místo plastové trubky používá úzká měděná trubka. Toto není nejlepší volba, protože nebude snadné složit takový prvek do spirály.

Čím více zatáček drátu, tím lépe. Předpokládá se, že indukční cívka by měla mít alespoň 90 závitů. Induktor je navinut na trubku velmi pevně, neměla by být mezera mezi zatáčkami.

Pro navíjení je vhodný měděný izolovaný drát 1-1,5 mm. Silnější kabel zde není nutný, protože to také zkomplikuje práci na vinutí, bude obtížnější uspořádat cívky těsně.

Toto schéma pomůže správně připojit indukční cívku ke svařovacímu zařízení invertoru, pokud to uděláte špatně, změní se cívka na elektromagnet (+)

Přítomnost mezer může vést k hluku způsobenému vibracemi, které doprovázejí provoz takové jednotky. V průběhu času může tato situace vést ke zničení izolace, což způsobí meziobratlový obvod.

Nad a pod, kromě adaptérů, by měly být nainstalovány uzavírací kohouty. Jsou nutné, aby v případě potřeby poskytly příležitost k uzavření vody v topném okruhu.

Při instalaci ohřívače je třeba mít na paměti, že jeho spodní konec by měl směřovat do zpětného potrubí, které je určeno pro shromažďování chlazeného chladiva v dvojitý trubkový topný systém. Nejjednodušší způsob, jak získat generátor střídavého pole, je odebrat střídač ze svařovacího stroje.

Kontakty indukční cívky jsou připojeny k pólu střídače.Jakmile je k jednotce připojen napájecí zdroj a je zahrnut do sítě, domácí indukční kotel začne fungovat.

Pro výrobu takového zařízení je vhodný i levný svařovací stroj, například čínský model, který vám umožní upravit proudovou sílu, počínaje úrovní 10 A. V blízkosti adaptéru na přívodu by měl být nainstalován snímač teploty. Svařovací střídač je připojen přes tento termostat.

Na výstupech musí být nainstalovány usměrňovací diody. Chcete-li to provést, musíte otevřít tělo svařovacího stroje a pájet dráty na výstup a poté je připojit k diodám. Pokud se připojíte přímo bez diod, pak do vinutí bude proudit usměrněný proud a cívka bude fungovat jako elektromagnet, ne jako induktor.

Pro vytvoření indukční spirály se doporučuje použít měděný drát o průřezu 1,5 mm ve spolehlivém izolačním plášti, je třeba provést asi 90 závitů

Některé moderní svařovací stroje mají dotykový senzor, který začíná, když se elektroda dotkne pracovní plochy. Tento okamžik je třeba vzít v úvahu, aby snímač pracoval ve správný čas nebo neovlivňoval provoz domácího kotle.

Pokud má nezkušený velitel problémy se změnou svařovacího stroje, je pro něj lepší vyhledat odbornou radu.

Pro výrobu indukčního kotle vlastníma rukama můžete použít jakýkoli svářecí stroj s vhodnými vlastnostmi. V případě potřeby lze zařízení opět použít pro svařování

Pokud je vše provedeno správně, může být svařovací stroj v budoucnu použit pro zamýšlený účel. Bude nutné rozvinout vodiče diodami a smontovat. Indukční cívka vytvoří pod vlivem vysokofrekvenčního střídavého proudu magnetické pole.

Kov uvnitř polymerního pouzdra se začne zahřívat a přenášet teplo do vody, která cirkuluje topným okruhem. Zařízení zahřívá chladicí kapalinu jen několik minut.

Umístění indukčního ohřívače by mělo být vybráno správně. Jednotka by měla být umístěna 800 mm pod stropem a nejméně 300 mm by ji mělo oddělit od stěn a nábytku.

Pár slov o bezpečnosti

Domácí indukční kotle obvykle nejsou vybaveny řídicími a ochrannými systémy, což je činí nebezpečnými. Proto se před zapnutím jednotky musíte ujistit, že dutina skříně je naplněna kapalinou.

Pokud je polymerní pouzdro topného tělesa vystaveno konstantnímu zahřívání bez promývání tepelným nosičem, jednoduše se roztaví, což někdy vede nejen k deformaci topného tělesa, ale také k jeho úplnému poškození.

Jednotky tohoto typu se často používají pro žhavení a tavení kovů. Vysoké teploty indukčního ohřívače vyžadují pečlivou pozornost na bezpečnost.

Nebezpečí může také vypadnout z horkého kovového plniva z roztaveného těla. V tomto případě budete muset zařízení téměř úplně rozebrat a vyrobit pro něj nový topný článek.

Připojení k napájení by mělo být provedeno samostatným kabelem od stínění. Samozřejmě je nutné pečlivě utěsnit všechny kontakty izolací. Střídač svařovacího stroje musí být také uzemněn, což je důležitý bod pro bezpečnost.

V tomto případě potřebujete kabel o průřezu nejméně čtyři milimetry. Někteří odborníci doporučují upřednostnit šestimilimetrový kabel. Aby nedocházelo k přehřívání domácího indukčního ohřívače kvůli nedostatku vody v systému, doporučuje se do vstupu ohřívače nainstalovat přetlakový ventil.

Indukční topné zařízení zabírá relativně málo místa, ale musí být umístěno v určité vzdálenosti od stropu, stěn, nábytku atd.

Domácí zařízení tohoto typu, které není vybaveno zvláštními ochrannými prostředky, je potenciálně nebezpečným objektem, který vyžaduje neustálé sledování. Proto byste měli utratit trochu více peněz, ale zakoupit potřebná zařízení.

Současně to neublíží vyhodnotit náklady, možná nákup ready-made indukční kotel nebude stát mnohem víc. Průmyslová zařízení jsou obvykle vybavena veškerou nezbytnou ochranou.

Funkce a postupná výrobní technologie jiné verze domácího indukčního kotle pro topný systém dáno zde.

Závěry a užitečné video na toto téma

Clip # 1. Přehled principů indukčního ohřevu:

Clip # 2. Zajímavá možnost výroby indukčního ohřívače:

K instalaci indukčního ohřívače nemusíte získat povolení od regulačních úřadů, průmyslové modely takových zařízení jsou zcela bezpečné, jsou vhodné pro soukromý dům a pro obyčejný byt. Majitelé domácích jednotek by však neměli zapomenout na bezpečnost.

Komentář k materiálu, který jsme navrhli ke kontrole. Zeptejte se na zajímavé nebo nejasné body. Možná máte vlastní zkušenosti s konstrukcí nebo instalací indukčního kotle? V níže uvedené sekci komentáře můžete prozradit a zveřejnit jedinečné fotografie.