Como fazer uma caldeira de aquecimento por indução com suas próprias mãos: fabricando um gerador de calor caseiro

As pessoas são mimadas pela civilização e não podem imaginar a existência sem seus benefícios. Sem dúvida, o aquecimento dos edifícios pertence a eles. Os sistemas de aquecimento estão constantemente sendo aprimorados e estão se tornando mais eficientes e convenientes de usar.

Mas isso não é suficiente. Concordo, não é ruim para o equipamento de aquecimento também ser econômico. E esse desejo é bastante viável - você pode fazer uma caldeira de aquecimento por indução com suas próprias mãos. Ele é capaz não apenas de fornecer o nível necessário de aquecimento para a sala, mas também de gastar recursos energéticos de maneira econômica.

Além disso, mesmo um mestre iniciante coletará esse equipamento, se desejar. E como fazê-lo corretamente e quais materiais serão necessários para a fabricação - discutiremos essas questões em detalhes em nosso artigo. Considere preliminarmente o dispositivo e o princípio de operação do equipamento, bem como as vantagens de seu uso.

O dispositivo e princípio de operação do equipamento

Antes de iniciar a auto-montagem da caldeira de indução, é necessário entender sua estrutura e princípio de operação. E somente depois de entender esses pontos, você poderá começar a fazer produtos caseiros.

Como funciona uma caldeira de indução?

Para entender como o equipamento de indução funciona, você precisa se familiarizar com o princípio de sua ação. Lembremos, portanto, o curso de física da escola.

Quando uma corrente elétrica passa através de um material condutor, libera calor. Nesse caso, a quantidade de calor recebida será diretamente proporcional à tensão e força da corrente. Esse padrão foi descoberto por Joule e Lenz, em cuja honra a lei da física é chamada.

Mas uma corrente elétrica pode aparecer em um condutor, não apenas quando está diretamente conectada a uma fonte de energia. Há outro método descoberto no século anterior por M. Faraday. Este é um método sem contato que não envolve a interação de uma fonte de energia com um condutor.

Sua essência é que, quando os parâmetros do campo magnético que o condutor atravessa mudam, uma EMF ou força eletromotriz aparece nele.

Este fenômeno foi chamado indução eletromagnética. Que é usado na operação da caldeira de indução. Acontece que, se houver um EMF, haverá uma corrente elétrica, respectivamente, haverá aquecimento do condutor.

Nesse caso, será produzido sem contato, usando correntes induzidas ou como também são chamadas correntes de Foucault.

Existem duas maneiras de obter indução eletromagnética. No primeiro caso, para obter indução, o condutor é girado ou movido dentro de um campo magnético constante. Este método é usado em geradores elétricos.

Outra maneira de obter indução - o condutor permanece estacionário, enquanto os parâmetros do campo magnético em que está localizado, ou seja, a direção das linhas de força e intensidade, estão constantemente mudando.

A base da ação de qualquer caldeira de indução é o fenômeno da indução eletromagnética

Seria difícil fazer isso se não fosse a descoberta de Oersted. Ele descobriu que, se você enrola um fio em volta de uma bobina, quando você conecta uma fonte de energia, ela se transforma em um eletroímã. Com uma mudança na direção e na força da corrente, o campo magnético que este dispositivo gera também mudará.

Se um condutor for colocado dentro do campo, uma corrente elétrica aparecerá nele, acompanhada de aquecimento.

É por este princípio que a caldeira de indução é arranjada. Sua construção é muito simples. Inclui um estojo, necessariamente isolado e protegido termicamente. Um tubo é colocado dentro dele. É melhor se for de liga, mas você pode usar aço.

É verdade que, neste último caso, as características operacionais do dispositivo sofrerão um pouco. O tubo é instalado em uma luva de material dielétrico.

O líquido de arrefecimento nas caldeiras do tipo indução é aquecido a partir de um núcleo de aço localizado no interior, aquecido por correntes de Foucault que ocorrem em um campo eletromagnético

Um barramento de cobre é enrolado em cima do revestimento de acordo com o princípio da bobina. Está conectado a uma fonte de energia. Para conectar ao sistema de aquecimento, são usados ​​dois tubos, ao longo dos quais o refrigerante se moverá.

Quando a energia é aplicada, a corrente flui através da bobina e ativa um campo magnético alternado, que, por sua vez, induz correntes de Foucault dentro do tubo. Eles aquecem as paredes da peça e parcialmente o refrigerante que está nela.

Existem variações da caldeira de indução com vários tubos de pequeno diâmetro instalados em paralelo. Eles são usados ​​em vez de um tubo grande. Isso proporciona um ganho na velocidade de aquecimento do dispositivo.

Dessa forma, o equipamento já pode funcionar, mas o aquecimento será fraco. Para fortalecê-lo, você precisa passar uma corrente elétrica de alta frequência através da bobina. Portanto, o equipamento deve ser complementado com um inversor e um retificador.

A corrente alternada da rede possui uma frequência de 50 Hz, o que não é suficiente para o funcionamento eficiente da caldeira de indução. Portanto, é alimentado ao retificador, onde é convertido em uma constante.

Depois vai para o inversor, que é um módulo eletrônico com um circuito de controle e dois transistores principais. O dispositivo converte corrente direta em alta frequência.

É certo que o uso de um retificador e um inversor aumenta o custo de uma caldeira de indução. Portanto, existem modelos que funcionam sem eles. Eles se conectam a uma rede regular. Mas esse equipamento tem dimensões impressionantes, o que permite aumentar sua eficácia. Instrumentos com um inversor são mais compactos.

As correntes de Foucault induzidas aquecem muito rapidamente o trocador de calor e o líquido dentro dele

Os principais elementos do equipamento de aquecimento

Qualquer caldeira do tipo indução consiste em vários elementos estruturais:

• Indutor. A parte principal do dispositivo. É um tipo de transformador com dois enrolamentos. O primário é enrolado ao redor do núcleo. Com a passagem da corrente, é aqui que um campo eletromagnético surge, formando correntes de Foucault. O corpo da caldeira atua como um enrolamento secundário. Ele recebe correntes de Foucault, aquece e transfere energia térmica para o líquido de refrigeração.
• Elemento de aquecimento. Este é o núcleo da bobina. Para a caldeira, ela é realizada na forma de um tubo de diâmetro suficientemente grande ou vários tubos de seção transversal menor conectados em paralelo.
• Tubos de derivação. Projetado para inserir o dispositivo na rede de aquecimento. Um líquido de refrigeração entra no dispositivo um por um e um segundo líquido sai da caldeira e entra no circuito de aquecimento.
• Inversor. Este dispositivo é inversor - Converte uma corrente elétrica constante em alta frequência, que é então alimentada ao indutor.

Antes de prosseguir com a montagem automática, você deve considerar cuidadosamente o que e como serão constituídos os principais elementos do dispositivo. Alguns deles terão que ser feitos por você, e outros podem ser comprados.

Por exemplo, você pode usar um inversor de uma máquina de solda. Bem, se for com a capacidade de ajustar a potência.

O inversor converte corrente direta em alta frequência. Para a fabricação de dispositivos caseiros, você pode usar um inversor padrão para soldagem

Listamos os principais elementos de uma caldeira de indução.

Profissionais da auto-montagem do aquecedor

Caldeiras elétricas são tradicionalmente consideradas não econômicas. Dado que o custo da eletricidade está em constante crescimento, eles custam "um centavo bonito" para seus proprietários. Recomendamos consultar as informações detalhadas sobre o aquecimento de uma caldeira elétrica em este artigo.

No entanto, as caldeiras de indução, embora alimentadas por eletricidade, são bastante econômicas.

Mas essa não é a lista completa de suas vantagens.

Depois de decidir instalar esse dispositivo, você pode obter:

• Aquecimento rápido do líquido de refrigeração. Isso leva em média 3-5 minutos.
• Eficiência próxima a 100%, pois quase toda a eletricidade é convertida em calor.
• Alta temperatura de aquecimento do líquido no circuito de aquecimento, pelo menos 35 ° C.
• A falta de escala nas superfícies internas do dispositivo, devido a vibrações que ocorrem durante a operação do dispositivo. Eles impedem depósitos.
• Longa vida útil, uma vez que não existem mecanismos e peças de movimentação e fricção. Consequentemente, não há deterioração do equipamento nem danos aos seus componentes.
• Não há necessidade de desviar produtos de combustão e, frequentemente, realiza atividades de manutenção.

As desvantagens das caldeiras de indução não são tantas. Primeiro de tudo, esse é um custo bastante alto do equipamento. Além disso, no processo, os dispositivos emitem um pequeno ruído vibracional.

Outra desvantagem é a massa bastante grande, que deve ser levada em consideração ao montar o dispositivo na parede.

Para obter o máximo efeito do uso de uma caldeira de indução, caseira e serial, é necessário conectá-los em um grupo e usá-los alternadamente ou todos de uma vez

Instruções de montagem para caldeira de indução

Aparelhos de aquecimento por indução podem ser comprados na loja, mas seu custo é bastante alto. Portanto, muitos artesãos domésticos tentam fazê-lo com suas próprias mãos. Para fazer uma caldeira de indução caseira, você precisa preparar materiais e ferramentas.

Primeiro você precisa comprar um inversor de solda. Pode ser barato, mas é desejável que o dispositivo esteja equipado com um regulador de corrente.

Além disso, você deve prestar atenção à força atual com a qual o dispositivo opera. O valor padrão para inversores de solda é 15A. Isso não será suficiente. Precisa procurar uma unidade mais poderosa.

Além disso, você precisa preparar um fio-máquina ou fio de aço inoxidável com um diâmetro de 7 mm ou mais. Deve ser cortado em fragmentos de 40 a 50 mm de comprimento. Eles serão colocados em um campo eletromagnético, onde serão aquecidos.

O elemento de aquecimento de um dispositivo de indução caseiro é feito de fio de cobre, para o enrolamento no qual você pode usar qualquer objeto cilíndrico adequado em diâmetro

Para fabricar o corpo da caldeira, é utilizado um tubo de paredes espessas de plástico. O diâmetro da peça pode variar, mas, como mostra a prática, a melhor opção é de 50 mm de diâmetro interno.

Os adaptadores são usados ​​para conectar o equipamento ao sistema de aquecimento. Através de um deles, o líquido de arrefecimento entra na caldeira e, através do outro, o fluido quente é fornecido ao sistema.

Fragmentos do fio devem ser depositados na carcaça. Para que não caiam, a parte inferior da peça é coberta com uma malha de metal ou nylon de malha fina, firmemente fixada ao corpo. Depois disso, você pode colocar o fio dentro do gabinete.

Agora, a parte superior da peça é coberta com a mesma malha que a parte inferior e é fixada nas paredes da peça. Adaptadores são colocados no final. Acontece a peça de trabalho a partir da qual a bobina de indução será feita.

Para fazer isso, você precisa enrolar um fio de cobre esmaltado nele. Em média, são necessárias 90 voltas. Eles devem estar localizados mais perto do centro da peça. Você precisa executá-las com muito cuidado e uniformidade, para obter uma bobina de indução de alta qualidade.

O dispositivo resultante pode ser instalado no sistema de aquecimento. Isso é feito da seguinte maneira. Primeiro, o líquido de arrefecimento é drenado do sistema.

Depois disso, o local onde a caldeira será instalada é selecionado.O tubo nesta seção é marcado, após o qual é cortado um fragmento igual ao comprimento do dispositivo de aquecimento.

Em seguida, uma caldeira de indução caseira é instalada no local preparado. A bobina está conectada ao inversor, nesta instalação pode ser considerada completa. Depois disso, o sistema novamente preenchido com refrigerante.

Um fio de cobre é cuidadosamente enrolado em um tubo de plástico com pedaços de fio de metal dentro.

Somente então um novo dispositivo pode ser testado. Deve ter líquido nele.

Se você ligar a caldeira de indução “seca”, a caixa de plástico derreterá com a alta temperatura. Isso levará a uma destruição parcial do sistema de aquecimento, o que é inaceitável.

Outro ponto importante é o arranjo competente do aterramento do dispositivo de aquecimento, sem o qual sua operação segura é impossível.

Características da caldeira de indução de vórtice

Já estamos familiarizados com o princípio de operação de um dispositivo de aquecimento por indução. Há uma variedade disso: uma caldeira de indução de vórtice ou VIN, agindo de maneira um pouco diferente.

Recursos distintos do VIN

Como o analógico de indução, ele funciona com tensão de alta frequência, portanto, é necessariamente equipado com um inversor. A peculiaridade do dispositivo VIN é que ele não possui um enrolamento secundário.

Seu papel é desempenhado por todas as partes metálicas do dispositivo. Eles são necessariamente feitos de materiais que exibem propriedades ferromagnéticas. Assim, quando a corrente flui para o enrolamento primário do dispositivo, o campo eletromagnético aumenta acentuadamente.

Por sua vez, gera uma corrente cuja força está aumentando rapidamente. Correntes de Foucault provocam reversão de magnetização, como resultado do qual todas as superfícies ferromagnéticas se aquecem muito rapidamente, quase instantaneamente.

Os dispositivos de vórtice são bastante compactos, mas devido ao uso de metal, seu peso é grande. Isso oferece uma vantagem adicional, pois todos os elementos maciços da carcaça participam da transferência de calor. Assim, a eficiência da unidade se aproxima de 100%.

Esse recurso do dispositivo deve ser levado em consideração se for decidido fabricar independentemente uma caldeira VIN. Só pode ser de metal, não deve ser utilizado plástico.

A principal diferença entre uma caldeira de indução de vórtice é que seu invólucro atua como um enrolamento secundário. Portanto, é sempre feito de metal

Como montar um dispositivo de indução de vórtice?

Como já sabemos, essa caldeira difere de sua contraparte de indução, no entanto, é tão fácil fazê-lo você mesmo. É verdade que agora serão necessárias habilidades de soldagem, porque o dispositivo deve ser montado apenas a partir de peças de metal.

Para o trabalho, você precisará de:

• Dois comprimentos idênticos de tubo de parede espessa de metal. Seus diâmetros devem ser diferentes, para que uma parte possa ser colocada em outra.
• Fio de cobre enrolado (esmaltado).
• Inversor trifásico, é possível na máquina de soldar, mas o mais potente possível.
• Invólucro para isolamento térmico da caldeira.

Agora você pode começar a trabalhar. Começamos com a fabricação do corpo da futura caldeira. Pegamos um tubo de maior diâmetro e inserimos a segunda parte dentro. Eles precisam ser soldados um no outro para que permaneça uma certa distância entre as paredes dos elementos.

O detalhe seccional resultante será semelhante ao volante. Uma base de aço com uma espessura de pelo menos 5 mm é usada como base e cobertura da caixa.

Como resultado, obtemos um tanque oco de forma cilíndrica. Agora você precisa incorporar em suas paredes os tubos sob o tubo de suprimento frio e o dreno de líquido quente. A configuração do bico e seu diâmetro dependem dos tubos do sistema de aquecimento. Você também pode precisar de adaptadores.

Depois disso, você pode começar a enrolar o fio. É organizado, sob tensão suficiente, enrolado no corpo da caldeira.

Diagrama esquemático de uma caldeira caseira do tipo vórtice de indução

Na verdade, o fio enrolado servirá como elemento de aquecimento; portanto, é aconselhável fechar a caixa do dispositivo com uma caixa de isolamento térmico. Assim, será possível manter o calor máximo e, consequentemente, aumentar a eficiência do dispositivo e torná-lo seguro.

Agora você precisa incorporar a caldeira no sistema de aquecimento. Para isso, o líquido de arrefecimento é drenado, o comprimento necessário da seção do tubo é cortado e o dispositivo é soldado em seu lugar.

Resta apenas alimentar o aquecedor e não se esqueça de conectar um inversor a ele. O dispositivo está pronto para uso. Mas antes de realizar os testes, você precisa preencher a linha com refrigerante.

Você não sabe qual refrigerante escolher para encher o circuito? Recomendamos que você se familiarize com características de vários refrigerantes e recomendações para a escolha do tipo ideal de fluido para o circuito de aquecimento.

Somente após bombear o líquido de arrefecimento para o sistema, execute um teste.

Primeiro, você precisa iniciar o dispositivo com a potência mínima e monitorar cuidadosamente a qualidade das soldas. Se tudo estiver em ordem, aumentamos a potência ao máximo.

Em nosso site, há outra instrução para a fabricação de um dispositivo de indução que pode ser usado para aquecer o líquido de arrefecimento em um sistema de aquecimento. Para se familiarizar com o processo de montagem de um aquecedor por indução, vá para esse link.

Modelo incomum de dispositivo de indução

Esta modificação da caldeira de indução pode parecer muito incomum, no entanto, ela tem o direito de existir.

Além disso, a prática mostra que esse dispositivo é muito mais econômico do que uma caldeira de elemento de aquecimento padrão. Levará cerca de 1,8-2,5 kW por hora para aquecer um "três rublos" padrão, enquanto uma caldeira elétrica gastará pelo menos 6 kW.

Na fabricação de caldeiras de indução caseiras para enrolamento de núcleo, apenas um fio de cobre de enrolamento especial é usado

Na verdade, a caldeira é um trocador de calor embutido no sistema de aquecimento, que é aquecido por um fogão elétrico de indução.

Uma parte importante do projeto é o trocador de calor, que deve ser compacto, confiável e o mais barato possível. Os cálculos mostram que, para aquecer um apartamento de cerca de 50 metros quadrados. m será suficiente dispositivo trabalhando com 40 litros de líquido de refrigeração.

Ou seja, você precisa de um tanque de metal plano, cujos tamanhos variam entre 50x600x500 mm. É bem possível fazer esse recipiente você mesmo soldando a partir de tubos de perfil 50x50.

O trabalho é realizado na seguinte sequência:

• Um tubo de 50x50 é cortado em comprimentos de 600 mm. No total, deve produzir 9 a 10 peças.
• Os segmentos obtidos são soldados um ao outro de acordo com o princípio “parede a parede”, de modo que uma linha contínua de tubos seja obtida.
• Mais duas peças são cortadas do tubo para que seu comprimento seja igual à largura da peça de trabalho resultante.
• Uma parede é cortada dos dois fragmentos obtidos.
• A peça é instalada com a parte cortada nos tubos soldados juntos, para que seja obtida uma peça de trabalho semelhante a um coletor. O fragmento é soldado ao trocador de calor.
• Da mesma forma, a segunda seção do tubo é instalada no lado oposto.
• Nas seções diagonalmente opostas do trocador de calor, os tubos são soldados para conexão ao sistema de aquecimento.
• A estrutura é completamente escaldada porque deve ser completamente hermética.

O trocador de calor está pronto, pode ser instalado no lugar e uma fonte de calor colocada sob ele. A prática mostra que é melhor instalar esse sistema no banheiro executando a instalação vertical.

A placa de indução convencional pode se tornar uma fonte de calor para aquecer um apartamento

O trocador de calor é soldado no sistema de aquecimento e o ladrilho está localizado entre ele e a parede.

Os mestres domésticos argumentam que, se você conectar um inversor a esse dispositivo, seu consumo de energia diminuirá significativamente.

Depois de ler as instruções para você, fazer caldeiras caseiras parece complicado e perigoso? Você duvida que os produtos caseiros sejam mais econômicos no consumo de eletricidade para aquecer o líquido de arrefecimento no sistema de aquecimento? Nesse caso, a compra de uma unidade de aquecimento acabada será a melhor solução.

Nosso site possui materiais úteis para a escolha da melhor caldeira elétrica e uma classificação dos modelos mais populares entre os compradores. Também recomendamos que você se familiarize com os recursos de cálculo do consumo de energia da caldeira e outras opções para aquecimento elétrico na casa:

• Caldeira elétrica para aquecimento de uma casa particular: uma visão geral dos dez principais modelos de caldeiras elétricas
• Quanta eletricidade consome uma caldeira elétrica: regras de cálculo
• Aquecimento elétrico em uma casa particular: uma visão geral dos tipos de sistemas para uma casa de campo

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Como montar você mesmo uma caldeira de indução:

Como funciona um aquecedor de indução caseiro:

O que é aquecimento por indução:

Caldeira de indução - a mais econômica e eficiente de todos os aparelhos de aquecimento movidos a eletricidade. Existem muitas modificações nos dispositivos de indução caseiros, você pode escolher qualquer um que seja mais adequado às condições de operação.

Para comprar um dispositivo desse tipo na loja, será necessário gastar uma quantia significativa, para que os artesãos do lar aprendam como fazê-lo você mesmo.

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Ou talvez você apenas comece a fabricar a caldeira e ainda tenha dúvidas não resolvidas depois de ler nosso artigo? Sinta-se à vontade para perguntar: tentaremos ajudá-lo.