Come realizzare un riscaldatore a induzione con le proprie mani da un inverter di saldatura

Le caldaie per riscaldamento a induzione sono dispositivi ad altissima efficienza. Possono ridurre significativamente il costo dell'elettricità rispetto agli apparecchi tradizionali dotati di elementi riscaldanti.

I modelli di produzione industriale non sono economici. Tuttavia, qualsiasi maestro di casa che possiede un semplice set di strumenti può creare un riscaldatore a induzione con le proprie mani. Per aiutarlo, offriamo una descrizione dettagliata del principio di funzionamento e assemblaggio di un riscaldatore efficace.

Il principio di funzionamento del riscaldatore a induzione

Il riscaldamento a induzione non è possibile senza l'uso di tre elementi principali:

• induttore;
• generatore;
• elemento riscaldante.

L'induttore è una bobina, di solito fatta di filo di rame, con il suo aiuto per generare un campo magnetico. Un alternatore viene utilizzato per produrre un flusso ad alta frequenza da un flusso di rete elettrica domestica standard a una frequenza di 50 Hz.

Un oggetto metallico in grado di assorbire energia termica sotto l'influenza di un campo magnetico viene utilizzato come elemento riscaldante. Se si combinano correttamente questi elementi, è possibile ottenere un dispositivo ad alte prestazioni, che è perfetto per il riscaldamento di un liquido refrigerante e riscaldamento domestico.

Usando un generatore, una corrente elettrica con le caratteristiche necessarie viene fornita all'induttore, cioè su una bobina di rame. Quando lo attraversa, un flusso di particelle cariche forma un campo magnetico.

Il principio di funzionamento dei riscaldatori a induzione si basa sulla presenza di correnti elettriche all'interno di conduttori che compaiono sotto l'influenza dei campi magnetici

La particolarità del campo è che ha la capacità di cambiare la direzione delle onde elettromagnetiche alle alte frequenze. Se un oggetto metallico viene posizionato in questo campo, inizierà a riscaldarsi senza contatto diretto con l'induttore sotto l'influenza delle correnti parassite create.

La corrente elettrica ad alta frequenza proveniente dall'inverter alla bobina di induzione crea un campo magnetico con un vettore in costante evoluzione di onde magnetiche. Il metallo posizionato in questo campo si riscalda rapidamente

La mancanza di contatto ci consente di perdere energia durante il passaggio da un tipo a un altro trascurabile, il che spiega la maggiore efficienza delle caldaie a induzione.

Per riscaldare l'acqua per il circuito di riscaldamento, è sufficiente garantire il suo contatto con un riscaldatore di metallo. Spesso, un elemento metallico viene utilizzato come elemento riscaldante, attraverso il quale viene semplicemente passato un flusso di acqua. L'acqua raffredda contemporaneamente il riscaldatore, aumentandone notevolmente la durata.

Un elettromagnete di un dispositivo a induzione si ottiene avvolgendo un filo attorno ad un nucleo di ferromagnete. La bobina di induzione risultante si riscalda e trasferisce il calore al corpo riscaldato o al liquido di raffreddamento vicino attraverso lo scambiatore di calore

Vantaggi e svantaggi del dispositivo

I "vantaggi" del riscaldatore a induzione a vortice sono moltissimi. Questo è uno schema semplice per produzione indipendente, maggiore affidabilità, alta efficienza, costi energetici relativamente bassi, lunga durata, bassa probabilità di guasti, ecc.

La produttività del dispositivo può essere significativa, unità di questo tipo vengono utilizzate con successo nell'industria metallurgica. Per la velocità di riscaldamento del liquido di raffreddamento, dispositivi di questo tipo competono con sicurezza con le caldaie elettriche tradizionali, la temperatura dell'acqua nel sistema raggiunge rapidamente il livello richiesto.

Durante il funzionamento della caldaia a induzione, il riscaldatore vibra leggermente. Questa vibrazione scuote il sedimento calcareo e altri possibili contaminanti dalle pareti del tubo metallico; pertanto, un tale dispositivo raramente necessita di pulizia. Ovviamente, il sistema di riscaldamento dovrebbe essere protetto da questi contaminanti usando un filtro meccanico.

Una bobina di induzione riscalda il metallo (tubo o pezzi di filo) posizionato al suo interno usando correnti parassite ad alta frequenza, il contatto è opzionale

Il costante contatto con l'acqua riduce al minimo la probabilità di esaurimento del riscaldatore, che è un problema abbastanza comune per le caldaie tradizionali con elementi riscaldanti. Nonostante le vibrazioni, la caldaia funziona in modo estremamente silenzioso; non è necessario un ulteriore isolamento acustico nel luogo di installazione.

Le caldaie a induzione sono comunque buone in quanto non perdono quasi mai, se solo l'installazione del sistema viene eseguita correttamente. Questa è una qualità molto preziosa per riscaldamento elettrico, poiché elimina o riduce significativamente la probabilità di situazioni pericolose.

L'assenza di perdite è dovuta al metodo senza contatto di trasferire energia termica al riscaldatore. Utilizzando la tecnologia sopra descritta, il liquido di raffreddamento può essere riscaldato quasi allo stato di vapore.

Ciò fornisce una convezione termica sufficiente per stimolare il movimento efficiente del liquido di raffreddamento attraverso i tubi. Nella maggior parte dei casi, il sistema di riscaldamento non deve essere dotato di una pompa di circolazione, anche se tutto dipende dalle caratteristiche e dal layout di un particolare sistema di riscaldamento.

a volte pompa di circolazione ha bisogno. L'installazione del dispositivo è relativamente semplice. Sebbene ciò richiederà alcune competenze nell'installazione di apparecchi elettrici e tubi di riscaldamento. Ma questo dispositivo comodo e affidabile presenta una serie di svantaggi che dovrebbero essere presi in considerazione.

Ad esempio, la caldaia riscalda non solo il liquido di raffreddamento, ma anche l'intero spazio di lavoro che lo circonda. È necessario selezionare una stanza separata per tale aggregato e rimuovere tutti gli oggetti estranei da esso. Per una persona, un lungo soggiorno nelle immediate vicinanze di una caldaia funzionante può anche essere pericoloso.

I riscaldatori a induzione richiedono corrente elettrica per funzionare. Sia le apparecchiature fatte in casa che quelle realizzate in fabbrica sono collegate a una rete CA domestica

Per il funzionamento del dispositivo richiede elettricità. Nelle aree in cui non esiste libero accesso a questo vantaggio della civiltà, una caldaia a induzione sarà inutile. E se si osservano frequenti interruzioni dell'elettricità, dimostrerà una bassa efficienza. Se il dispositivo viene maneggiato con noncuranza, potrebbe verificarsi un'esplosione.

Se il liquido di raffreddamento si surriscalda, si trasforma in vapore. Di conseguenza, la pressione nel sistema aumenterà bruscamente, cosa che i tubi semplicemente non possono sopportare e si romperanno. Pertanto, per il normale funzionamento del sistema, il dispositivo dovrebbe essere dotato almeno di un manometro e, ancora meglio, di un dispositivo di arresto di emergenza, un regolatore di temperatura, ecc.

Tutto ciò può aumentare significativamente il costo di una caldaia a induzione fatta in casa. Sebbene il dispositivo sia considerato quasi silenzioso, non è sempre così. Alcuni modelli, per vari motivi, potrebbero comunque produrre del rumore. Per un dispositivo realizzato in modo indipendente, aumenta la probabilità di un tale risultato.

Nella progettazione di riscaldatori a induzione sia di fabbrica che casalinghi, non ci sono praticamente componenti usurati. Servono a lungo e funzionano perfettamente

Passaggi fatti in casa

Realizzare un tale dispositivo da soli non è così difficile. Per fare questo, avrai bisogno di:

1. Crea un elemento riscaldante.
2. Crea una bobina induttore di filo di rame.
3. Prendi un alternatore pronto.
4. Collegare il riscaldatore con la bobina al sistema di riscaldamento.
5. Collegare la bobina al generatore.
6. Collegare l'alimentazione al sistema.
7. Eseguire un test per verificare il funzionamento dell'unità.

Nei modelli industriali, un tubo di metallo con pareti spesse viene utilizzato come riscaldatore, ma è molto difficile e non ha molto senso fornire energia sufficiente a un dispositivo fatto in casa per riscaldare un tale elemento. Una bobina di induzione può riscaldare qualsiasi metallo, quindi il riscaldatore può essere modificato.

I modelli industriali di caldaie a induzione sono dotati di un elemento riscaldante costituito da uno spesso tubo metallico.A casa, copiare un tale aggregato è difficile

Un pezzo di tubo di plastica viene utilizzato come alloggiamento per un riscaldatore a induzione da un inverter di saldatura. Dovrebbe essere leggermente più grande di diametro rispetto ai tubi di riscaldamento. La lunghezza del tubo per il riscaldatore può essere di circa un metro, il diametro interno può variare tra 50-80 mm.

Per collegare il riscaldatore al sistema, installare gli adattatori nella parte inferiore e superiore dell'alloggiamento. La parte inferiore del tubo deve essere chiusa con una griglia, quindi un riempitivo costituito da piccole particelle di metallo viene inserito all'interno del corpo. È possibile ottenere riempitivi, ad esempio, da filo, barra, tubo metallico stretto, ecc.

La lunghezza dei segmenti può essere variata arbitrariamente. Molto spesso, viene utilizzato un filo di acciaio con un diametro di 6-8 mm, che viene semplicemente tagliato in piccoli pezzi. Alcuni maestri raccomandano di tagliarlo in lunghe aste di circa 90 cm, cioè quasi lungo la lunghezza del riscaldatore.

Per l'involucro dell'elemento riscaldante della caldaia a induzione, che abbiamo realizzato noi stessi, avrai bisogno di un tubo di plastica largo, circa 50 mm di diametro

Maggiore è la resistenza magnetica dell'acciaio di cui è realizzato il filo, migliore sarà il riscaldamento. A seconda delle dimensioni di questi pezzi, viene selezionata anche una rete protettiva, che viene montata nella parte inferiore della custodia. Il riempitivo viene riempito o posato in un tubo fino in cima. Successivamente, anche la parte superiore è coperta da una rete.

Il diagramma consente di farsi un'idea di come collegare una bobina di induzione al riscaldatore della caldaia e alla saldatrice

Pertanto, un riscaldatore fatto in casa per una caldaia a induzione sembra un grosso tubo di plastica, imbottito con pezzi di metallo e chiuso su entrambi i lati con una griglia. Sopra e sotto il riscaldatore ha adattatori per il collegamento al circuito di riscaldamento. Il tubo polimerico per il riscaldatore dovrebbe avere pareti sufficientemente spesse.

Inoltre, qualsiasi materiale plastico per questi scopi non è adatto, il materiale dovrebbe tollerare gli effetti di un riscaldamento abbastanza forte e allo stesso tempo non emettere sostanze pericolose nell'atmosfera o nel refrigerante. Ora dovresti creare una griglia di induzione. Per fare questo, prendi un filo di rame e avvolgilo direttamente sul corpo del riscaldatore.

In alcuni modelli di riscaldatori a induzione fatti in casa, invece di un tubo di plastica, viene utilizzato un tubo di rame stretto. Questa non è l'opzione migliore, dal momento che non sarà facile piegare un tale elemento in una spirale.

Più giri di filo, meglio è. Si ritiene che la bobina di induzione dovrebbe avere almeno 90 giri. L'induttore è avvolto sul tubo molto strettamente, non dovrebbe esserci spazio tra le spire.

Per l'avvolgimento è adatto un filo isolato in rame di 1-1,5 mm. Qui non è necessario un cavo più spesso, poiché complicherà anche il lavoro sull'avvolgimento, sarà più difficile sistemare le bobine da vicino.

Questo schema aiuterà a collegare correttamente la bobina dell'induttore alla saldatrice dell'inverter, se ciò viene fatto in modo errato, la bobina si trasformerà in un elettromagnete (+)

La presenza di spazi vuoti può portare al rumore dovuto alle vibrazioni, che accompagna il funzionamento di tale unità. Nel tempo, questa situazione può portare alla distruzione dell'isolamento, causando un circuito di inter-giro.

Sopra e sotto, oltre agli adattatori, devono essere installati rubinetti. Sono necessari per fornire l'opportunità, se necessario, di chiudere l'acqua nel circuito di riscaldamento.

Quando si installa il riscaldatore, è necessario ricordare che la sua estremità inferiore deve essere diretta verso il tubo di ritorno, progettato per raccogliere il refrigerante raffreddato sistema di riscaldamento a doppio tubo. Il modo più semplice per ottenere un generatore di campo alternato è prendere un inverter dalla saldatrice.

I contatti della bobina di induzione sono collegati ai poli dell'inverter.Non appena l'alimentazione è collegata all'unità ed è inclusa nella rete, inizierà a funzionare una caldaia a induzione fatta in casa.

Per la fabbricazione di un tale dispositivo, è adatta anche una saldatrice economica, ad esempio un modello di fabbricazione cinese che consente di regolare la resistenza corrente, a partire da un livello di 10 A. È necessario installare un sensore del regolatore di temperatura vicino all'adattatore sull'alimentazione. L'inverter di saldatura è collegato tramite questo termostato.

Alle uscite devono essere installati diodi raddrizzatori. Per fare ciò, dovrai aprire il corpo della saldatrice e saldare i fili all'uscita, quindi collegarli ai diodi. Se si collega direttamente senza diodi, una corrente di tensione rettificata scorrerà all'avvolgimento e la bobina funzionerà come un elettromagnete, non come un induttore.

Per creare una spirale di induzione, si consiglia di utilizzare un filo di rame con una sezione trasversale di 1,5 mm in una guaina isolante affidabile, è necessario effettuare circa 90 giri

Alcune moderne saldatrici hanno un sensore tattile che si avvia quando l'elettrodo tocca la superficie di lavoro. Questo momento deve essere preso in considerazione affinché il sensore funzioni al momento giusto o non influisca sul funzionamento di una caldaia fatta in casa.

Se un maestro inesperto ha problemi con l'alterazione della saldatrice, è meglio che cerchi una consulenza professionale.

Per la fabbricazione di una caldaia a induzione con le tue mani, puoi prendere qualsiasi saldatrice con caratteristiche adeguate. Se necessario, il dispositivo può essere riutilizzato per la saldatura

Se tutto viene eseguito correttamente, la saldatrice può essere utilizzata per lo scopo previsto in futuro. Sarà necessario dissaldare i conduttori con diodi e rimontare. Sotto l'influenza della corrente alternata ad alta frequenza, una bobina di induzione creerà un campo magnetico.

Il metallo all'interno della custodia del polimero inizierà a riscaldarsi e trasferirà il calore all'acqua che circola attraverso il circuito di riscaldamento. Il dispositivo richiederà solo alcuni minuti per riscaldare il liquido di raffreddamento.

La posizione del riscaldatore a induzione deve essere selezionata correttamente. L'unità deve essere posizionata 800 mm sotto il soffitto e almeno 300 mm dovrebbe separarla dalle pareti e dai mobili.

Qualche parola sulla sicurezza

Le caldaie a induzione fatte in casa di solito non sono dotate di sistemi di controllo e protezione, il che le rende pericolose. Pertanto, prima di accendere l'unità, è necessario assicurarsi che la cavità dell'alloggiamento sia riempita di liquido refrigerante.

Se la custodia polimerica del riscaldatore viene sottoposta a riscaldamento costante senza lavarsi con il portatore di calore, si scioglierà semplicemente, a volte ciò porta non solo alla deformazione del riscaldatore, ma anche al suo completo danno.

Unità di questo tipo vengono spesso utilizzate per incandescenza e fusione di metalli. Le alte temperature di un riscaldatore a induzione richiedono un'attenta attenzione alla sicurezza.

Anche cadere da un riempitivo di metallo caldo da un corpo fuso può essere pericoloso. In questo caso, dovrai smontare quasi completamente il dispositivo e creare un nuovo elemento riscaldante per esso.

Il collegamento all'alimentazione deve essere effettuato tramite un cavo separato dalla schermatura. Naturalmente, è necessario sigillare accuratamente tutti i contatti con isolamento. Anche l'inverter della saldatrice deve essere collegato a terra, questo è un punto importante per la sicurezza.

In questo caso, è necessario un cavo con una sezione trasversale di almeno quattro millimetri. Alcuni esperti raccomandano di preferire un cavo di sei millimetri. Per evitare il surriscaldamento di un riscaldatore a induzione fatto in casa a causa della mancanza di acqua nel sistema, si consiglia di installare una valvola di sovrapressione all'ingresso del riscaldatore.

Un dispositivo di riscaldamento a induzione occupa relativamente poco spazio, ma deve essere posizionato a una certa distanza dal soffitto, dalle pareti, dai mobili, ecc.

Un dispositivo fatto in casa di questo tipo, non dotato di speciali dispositivi di protezione, è un oggetto potenzialmente pericoloso che richiede un monitoraggio costante. Pertanto, dovresti spendere un po 'più di denaro, ma acquista i dispositivi necessari.

Allo stesso tempo, non fa male valutare i costi, forse l'acquisto di una caldaia a induzione pronta non costerà molto di più. I dispositivi industriali sono generalmente dotati di tutta la protezione necessaria.

Caratteristiche e tecnologia di produzione passo-passo di un'altra versione di una caldaia a induzione fatta in casa per il sistema di riscaldamento dato qui.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Clip n. 1. Panoramica dei principi del riscaldamento a induzione:

Clip n. 2. Un'opzione interessante per la produzione di un riscaldatore a induzione:

Per installare un riscaldatore a induzione, non è necessario ottenere l'autorizzazione delle autorità di regolamentazione, i modelli industriali di tali dispositivi sono completamente sicuri, sono adatti per una casa privata e per un appartamento normale. Ma i proprietari di unità fatte in casa non dovrebbero dimenticare la sicurezza.

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