Индукционен нагревател със собствени ръце описание на най-простата схема на самостоятелно изработено устройство

Днес електрическата енергия е доста скъпа, но отоплителното оборудване, което работи на този ресурс, не губи популярността си.

Това е така, защото електрическото отопление е най-удобният начин за отопление на къща.

Особен интерес за потребителите се дължи на устройствата, работещи на принципа на електромагнитната индукция.

Главно защото такова устройство може лесно да бъде сглобено самостоятелно. В тази статия ще говорим за характеристиките на тези звена, ще изучаваме техните силни и слаби страни и ще научим как да направим индукционен нагревател от собствените си ръце.

Принцип на действие

Работата на всички електрически нагреватели, както конвенционални, така и индукционни, се основава на същия принцип: когато електрически ток преминава през проводник, последният започва да се нагрява.

Количеството топлина, разпределено за единица време, зависи от текущата сила и съпротивлението на даден проводник - колкото повече са тези параметри, толкова по-нагрята ще се нагрява.

Целият въпрос е, как да се предизвика поток от електрически ток? Можете да свържете проводника директно към източника на електрическа енергия, който правим, като включите кабела в електрически котел, маслен нагревател или например котел. Но е възможно да се приложи друг метод: както се оказа, потокът от електрически ток може да бъде провокиран от действието на променливо (точно променливо!) Магнитно поле върху проводника. Това явление, открито през 1831 г. от М. Фарадей, се нарича електромагнитна индукция.

Има едно хитър тук: магнитно поле може да бъде постоянно, но тогава позицията на проводника в него трябва постоянно да се променя. Това ще промени броя на линиите, преминаващи през проводника, и посоката им по отношение на него. Най-лесният начин е да завъртите проводника в полето, което се извършва в съвременните генератори на електроенергия.

Принцип на електромагнитната индукция

Но можете да промените параметрите на самото поле. С постоянен магнит такъв фокус, разбира се, няма да работи, но с електромагнит е доста. Работата на електромагнита, който е забравил, се основава на обратния ефект: променлив ток, протичащ през проводника, генерира около него магнитно поле, чиито параметри (полярност и сила) зависят от посоката на тока и неговата величина. За по-осезаем ефект, телта може да се постави под формата на намотка.

По този начин, чрез промяна на параметрите на електрическия ток в електромагнита, ще променим всички параметри на индуцираното от него магнитно поле, до промяна на местоположението на полюсите в обратната посока.

И тогава това магнитно поле, което наистина е променливо, ще насочва електрическия ток във всеки проводящ материал, разположен в него. И материалът ще бъде нагрят, разбира се. Това е основата за работата на съвременните индукционни нагреватели.

Индукционен генератор на топлина в отоплителната система

Индукционните нагреватели, използвани в отоплителните кръгове, имат общи предимства за всички електрически нагреватели и са присъщи на тях. Да започнем с първата група:

1. За удобство на ползването, електрическите нагреватели изпречват дори газовото оборудване, тъй като те се извършват без запалване. Освен това те са много по-безопасни: собственикът не може да се страхува от изтичане на гориво или продукти от неговото изгаряне.
2. Електрическото оборудване не се нуждае от комин и поддръжка под формата на премахване на сажди и сажди.
3. Ефективността на електрическия нагревател не зависи от неговата мощност. Тя може да бъде настроена на минимум и в същото време ефективността на уреда ще остане на 99%, докато ефективността на котела за газ или твърдо гориво при такива условия ще бъде значително по-ниска от паспорта.
4. При наличие на електрически генератор на топлина, отоплителната система може да работи в режим на най-ниска температура, което е много важно в периодите извън сезона. В случай на използване на котел за газ или твърдо гориво, не се допуска спадане на температурата на връщане под 50 градуса, тъй като на топлообменника се образува конденз (при използване на твърдо гориво съдържа киселина).
5. Е, последното нещо: когато използвате електрическо отопление, можете да правите без течна охлаждаща течност, но това не важи за индукционни нагреватели.

Прост индукционен нагревател

Нека се обърнем към достойнствата на самите "индуктивисти":

1. Областта на контакт на охлаждащата течност с гореща повърхност в индукционните нагреватели е хиляди пъти по-голяма, отколкото при устройства с тръбни електрически нагреватели. Следователно, средата се загрява много по-бързо.
2. Всички елементи на "индукцията" се монтират само отвън, без никакви вложки. Съответно и изтичането е напълно изключено.
3. Тъй като нагряването се извършва по безконтактно начин, индукционният нагревател може да работи с абсолютно всички охлаждащи течности, включително всички видове антифриз (за електрически бойлер от ТЕМ ще е необходима специална). В този случай водата може да съдържа относително голямо количество соли на твърдостта - променливото магнитно поле предотвратява образуването на скала върху стените на топлообменника.

Индукционен нагревател със собствени ръце - структурна диаграма

Опростеността на дизайна е едно от предимствата на индукционния нагревател. Вътре в кръгъл екраниран корпус е намотка, на езика на физиците, наречен индуктор. Той е свързан към източник на променлив ток. Вътре в серпентината е част от стоманена тръба, завършваща с две дюзи. Последните позволяват нагревателя да бъде свързан към отоплителната система.

Така, след свързване, охладителната течност ще последва през тръбата, докато тя ще бъде загрята от променливото поле, генерирано от намотката. От контакта с тръбата съответно охладителната течност също ще се нагрява.

Индукционна нагревателна верига

При някои модели индукционни нагреватели, намотката е свързана директно към мрежата, така че магнитното поле, което създава, променя полярността с честота от 50 Hz. Но има по-ефективна схема на свързване. Тя се различава от току-що описаната от наличието на преобразувател, който увеличава честотата на подадения към бобината ток от 50 Hz до няколко десетки килохерца. Този преобразувател се нарича инвертор. Състои се от три модула:

1. Токоизправител, който е конвенционален диоден мост.
2. Всъщност, инверторът. Основните герои - чифт така наречените. ключ транзистори, които могат да преминат много бързо.
3. Контролната схема, която "управлява" ключовите транзистори.

Лесно е да се види, че процесите, настъпващи вътре в нагревателя, са много сходни с действията на стъпковия трансформатор, само в този случай вторичната намотка е късо съединение и се намира вътре в основната.

Друга разлика е, че в случай на трансформатор, нагряването е страничен ефект, който се опитва да предотврати (например, магнитна верига се извлича от отделни изолирани плочи).

Как да си направите индукционен нагревател?

Най-простият индукционен нагревател се произвежда ръчно:

1. В единия край на секцията с дебелостенни полипропиленови тръби е необходимо да се заваряват съединителите, като първо се фиксира найлоновата мрежа в края на тръбата.
2. Завъртете тръбната решетка надолу, е необходимо да я напълните с нарязан неръждаем проводник с диаметър 5 - 7 мм (дължина на резбите - около 5 см).
3. Свободният край на тръбата трябва също да бъде затворен с помощта на съединител и мрежа. Поради това стоманената запълваща функция, която играе ролята на сърцевината, ще се държи вътре.
4. От външната страна във всеки съединител се заварява адаптер с желания диаметър (съответства на диаметъра на отоплителната верига.).
5. Тръбата трябва да бъде навита с 90 завъртания от медна жица.
6. Получената бобина трябва да бъде свързана към инвертора от най-евтината машина за заваряване, предназначена за заваряване с ток до 20А и снабдена с функция за гладкото й настройване.
7. Остава да свържете нагревателя към отоплителната система, да я напълните с охлаждаща течност и да приложите ток към намотката.

За удобство при поддръжката на входа и изхода на нагревателя могат да се монтират сферични вентили - това ще позволи разглобяването на устройството без изтичане на отоплителната верига.

Полезни съвети за безопасност

Няколко препоръки ще ви помогнат да избегнете спешни случаи:

1. Индукционните нагреватели могат да се използват само в системи с принудителна циркулация. Топлината се генерира доста интензивно, поради което при естествена циркулация, особено предвид значителното хидравлично съпротивление на ядрото на нарязаната жица, е възможно прегряване на охлаждащата течност.
2. Не пренебрегвайте предпазния вентил. Тя трябва да бъде монтирана или на нагревателя, както е описано по-горе, или на друго място в системата. Очевидно, когато циркулационната помпа изгасне от експлоатация, охладителят прегрява не може да бъде избегнат и при отсъствието на предпазен клапан подобно явление ще доведе до разрушаване на системата.
3. Свържете нагревателя през RCD. Също така е препоръчително модернизирането на отоплителната система с термостат.

Често занаятчиите поставят домашен индукционен нагревател в нагрят метален корпус. В този случай тя трябва да бъде заземена.

Поради липсата на самостоятелно направена "индукционна" пълна проверка, тя трябва да бъде поставена на по-малко от 80 см от тавана или пода. Разстоянието между устройството и стената трябва да бъде най-малко 30 см.

Не забравяйте, че съществува редуващо се електромагнитно поле не само вътре в намотката, но и отвън, за да може да затопли всички близки метални обекти. Например, крепежни елементи или бутони върху дрехите на потребителя.

Видео по темата