Ideen om at opvarme metal med Foucault hvirvelstrømme, der er ophidset af det elektromagnetiske felt i en spole, er på ingen måde ny. Det er blevet brugt i lang tid i industrielle smelteovne, smedværksteder, husholdningsopvarmningsapparater - komfurer og el-kedler. Sidstnævnte er ret dyre, så hjemmearbejdere ikke opgiver forsøg på at fremstille en induktionsvandvarmer med egne hænder. Vores opgave er at overveje anvendelige muligheder for hjemmelavede enheder og finde ud af, om de kan bruges til opvarmning af et hus.
Om princippet om induktiv opvarmning
Lad os først forklare, hvordan elektriske induktionsvarmere fungerer. Vekselstrømmen, der passerer gennem spolens svinger, danner et elektromagnetisk felt omkring det. Hvis du lægger en kerne af magnetiserende metal inde i viklingen, bliver det opvarmet af hvirvelstrømme, der forekommer under påvirkning af marken. Det er hele princippet.
En vigtig betingelse. For at metalkernen skal varme op, skal spolen forsynes med vekselstrøm, hvor skilt og feltvektor ændres med en høj frekvens. Når du anvender DC-viklingen, får du en almindelig elektromagnet.
Varmeelementet kaldes en induktor og er hoveddelen af installationen. I varmekedler er det et stålrør med et kølemiddel, der flyder indvendigt, og i ovne er det en flad spiral så tæt som muligt på kogepladen, som vist nedenfor på billedet.
Den anden del af induktionsvarmeren er et kredsløb, der øger frekvensen af strømmen. Faktum er, at spænding med en industriel frekvens på 50 Hz er uegnet til drift af sådanne enheder. Hvis du tilslutter induktoren direkte til netværket, begynder den at brumme og svage opvarmning af kernen og sammen med viklingerne. For effektivt at konvertere elektricitet til varme og fuldstændigt overføre den til metal, skal frekvensen øges til mindst 10 kHz, hvilket er, hvad det elektriske kredsløb gør.
Hvad er de reelle fordele ved induktionskedler i forhold til opvarmnings- og elektrodekedler:
- En del opvarmning af vand er et enkelt stykke rør, der ikke deltager i elektrokemiske processer (som i elektrodevarmegeneratorer). Derfor er induktorens levetid kun begrænset af spolens ydeevne og kan nå 10-20 år.
- Af samme grund er elementet lige så "venligt" med alle typer kølemidler - vand, frostvæske og endda maskinolie, der er ingen forskel.
- Inden i induktoren skaleres ikke under drift.
Bemærk. Der er mange myter forbundet med induktionskedler. For eksempel hævder sælgere, at de er 10-20% mere økonomiske end andre elektriske opvarmere, selvom effektiviteten af alle elektriske kedler i virkeligheden er 98%. Listen over fordele er begrænset til de tre varer ovenfor, resten reklamerer.
Hjemmelavede enhedsindstillinger
På Internettet er der et tilstrækkeligt antal forskellige designs oprettet til forskellige formål. Tag en induktionsvarmer i lille størrelse, der er lavet af en computerens strømforsyningsenhed på 250-500 watt. Modellen vist på billedet er nyttig for skibsføreren i en garage eller bilservice til smeltning af aluminium, kobber og messingstænger.
- en vandvarmer fra et polypropylenrør drevet af en svejseinverter eller et induktions køkkenpanel;
- stålkedel opvarmet fra den samme komfur.
Reference. Der er andre, helt hjemmelavede designs, hvor håndværkere samler frekvensomformere fra bunden. Men dette kræver viden og færdigheder inden for radioteknik, så vi vil ikke overveje dem, men blot give et eksempel på en sådan ordning.
Lad os nu se nærmere på, hvordan man fremstiller induktionsvarmere med egne hænder, og vigtigst af alt, hvordan de derefter fungerer.
Vi fremstiller et varmeelement fra et rør
Hvis du havde travlt med at søge efter oplysninger om dette emne, så stødte du sandsynligvis på dette design, da skibsføreren offentliggjorde sin samling på den populære YouTube-videoresource. Derefter udsendte mange websteder tekstversioner af fremstillingen af denne induktor i form af trinvis vejledning. Kort sagt udføres varmeapparatet som følger:
- Inde i et rør lavet af polypropylen med en diameter på 40 mm og en længde på 50 cm kommer metalbørster til opvask op (hakket tråd kan være en trådstang). De skal tiltrækkes af en magnet.
- Bøjninger med gevind er loddet til røret for tilslutning til varmeanlægget.
- Udvendigt limes 4-5 PCB-stænger langs kroppen. De vikles med en ledning med et tværsnit på 1,7-2 mm² med glasisolering, der bruges til svejsetransformatorer.
- Kogepladen adskilles, og den "indfødte" fladformede induktor demonteres. I stedet er en hjemmelavet varmelegeme fra et rør tilsluttet.
Som du måske gætter, spilles opvarmningselementets rolle af metalbørster placeret i spolens magnetiske felt. Hvis du starter kogepladen maksimalt, mens du løber vand gennem en provisorisk kedel, kan du opvarme den med 15-20 ° C, som enhedstestene viste.
Da kraften i de fleste induktionskogeplader ligger i området 2-2,5 kW ved hjælp af en varmegenerator, er det muligt at varme rum med et samlet areal på højst 25 m². Der er en måde at øge opvarmningen ved at forbinde induktoren til svejsemaskinen, men der er nogle vanskeligheder:
- Inverteren genererer jævnstrøm, men du har brug for en vekselstrøm. For at tilslutte en induktionsvarmer, skal apparatet adskilles og findes på de kredsløbspunkter, hvor spændingen endnu ikke er udbedret.
- Det er nødvendigt at tage en ledning med et større tværsnit og vælge antallet af drejninger ved beregning. Alternativt kobbertråd Ø1,5 mm i emaljeisolering.
- Det vil være nødvendigt at organisere afkøling af elementet.
Forfatteren demonstrerer performancetesten af en induktiv vandvarmer i sin video, der er præsenteret nedenfor. Test har vist, at enheden har brug for forfining, men det endelige resultat er desværre ukendt. Det ser ud til, at håndværkeren forlod projektet ufuldstændigt.
Sådan monteres en induktionskedel
I dette tilfælde behøver en billig kinesisk komfur ikke at blive adskilt. Den nederste linje er at svejse en kedelbeholder i henhold til dens størrelse, styret af trinvis vejledning:
- Tag et stålprofilrør 20 x 40 mm med en vægtykkelse på 2 mm, og skær emner ud langs panelets bredde.
- Svejs rørene sammen langs længden og sammenføj de mindre sider.
- Top og bund til enderne svejses tæt jerndækslerne. Lav huller i dem, og installer gevindrør.
- Fastgør 2 hjørner på den ene side, så de danner en hylde til induktionsovnen.
- Mal enheden med en varmebestandig spray-emalje. Samlingsprocessen vises mere detaljeret i videoen.
Den endelige samling og opstart består i at montere kedlen på væggen og indsætte den i varmesystemet. Kogepladen indsættes i reden fra hjørnerne på bagsiden af tanken og forbindes til lysnettet. Det gjenstår at fylde systemet med kølervæske, blæse luft og tænde for opvarmningen af induktoren.
Her står du overfor det samme problem, der mødtes med den forrige model. Uden tvivl vil induktionsopvarmning fungere, men dens effekt på 2,5 kW er nok til at varme et par små rum i koldt vejr. I efteråret og foråret, når temperaturen ikke er faldet til under nul, vil en hjemmelavet kedel være i stand til at varme et areal på 35-40 m². Sådan forbindes det korrekt til systemet, se den næste video:
Konklusioner og henstillinger
Vi præsenterede bevidst muligheder for induktion vandvarmere med et simpelt design, så alle kan fremstille en sådan enhed på egen hånd.Men spørgsmålet forblev, om du skal gøre denne forretning og bruge din egen tid. Der er en række objektive overvejelser i denne henseende:
- Brugere, der ikke er kyndige inden for elektroteknik og radioteknik, vil sandsynligvis ikke få en stigning i varmekraft på over 2,5 kW. For at gøre dette skal du samle et frekvensomformerkredsløb.
- Induktorens effektivitet er ikke højere end for andre elektriske kedler. Men at samle en varmeapparat med varmeelementer er meget lettere.
- Hvis du ikke har et induktionspanel derhjemme, skal du købe det i cirka 80 år. e. Så meget er billige kinesiske produkter i onlinebutikker. For de samme penge sælges færdige elektrodekedler med en kapacitet på op til 10 kW.
- Elektriske komfurer er udstyret med automatiske sikkerhedsanordninger, der slukker for husholdningsapparatet efter 1 eller 2 timers drift. Dette er ubelejligt under drift.
- Hvis kølevæsken af forskellige årsager strømmer ud af den hjemmelavede varmegenerator, stopper opvarmningen ikke. Det er fyldt med ild.
Selvfølgelig kan du undvære dyre køb, forstå grundigt designet og lave en induktionsvarmer fra bunden. Men du kan ikke gøre alt gratis, fordi du bliver nødt til at købe tilbehør til kredsløbet. Bemærk, at bonusserne fra en sådan opvarmningsenhed er små, så det er upraktisk at tage seriøst på produktionen for at varme et privat hus.