Induktivni grelec deluje zaradi interakcije vrtinčnih tokov, ki jih ustvarja elektromagnetno polje induktorja s kovinsko površino. Obstaja več shem za izdelavo indukcijskega grelnika z lastnimi rokami. Najbolj dostopne med njimi so konstrukcije iz polipropilenskih cevi in varilni inverter.
Načelo delovanja indukcijskega grelnika
Ko skozi spiralo induktorja teče izmenični električni tok, se okoli nje oblikuje elektromagnetno polje. Ko kovinsko jedro z magnetnimi lastnostmi postavimo na sredino tuljave, se njegova temperatura dvigne. To je indukcijsko segrevanje - pojav, ki se pojavi pod vplivom vrtinčnih tokov. Opazimo ga le, če induktor napaja izmenični električni tok, ki ima zadostno frekvenco sprememb znaka in smeri. Ko na induktivni del deluje enosmerni tok, se temperatura jedra ne spremeni.
Na tem principu temelji delovanje induktorja za ogrevanje obdelovancev.Glavni sestavni del enote je v večini primerov spiralna konfiguracija iz kovine. V kuhalnih pečeh to vlogo igra sploščen element, ki se nahaja na kratki razdalji od kuhalne plošče. V ogrevalnem kotlu vlogo induktorja igra jeklena cev, napolnjena s hladilno tekočino (njegovo funkcijo opravlja tekočina).
Pomembna sestavna dela zadevne enote sta alternator in grelni element. Prvi se uporablja za pridobivanje dovolj visokofrekvenčne moči iz tipičnega stanovanjskega električnega omrežja 50 Hz. Drugi je kovinska struktura, ki lahko absorbira toploto, ko se nahaja v polju. Generator usmerja električni tok, prilagojen zahtevanim parametrom, na induktor (spiralni element). V tem primeru tok nabitih delcev prehaja skozi tuljavo in ustvarja polje. Kovina, nameščena v območju delovanja, se segreje pod vplivom Fouquetovih tokov brez neposrednega stika z induktorjem. Za ogrevanje vode v takšni enoti mora biti v stiku z grelnim elementom. Najenostavnejši primer takšne zasnove bi bila kovinska cev, skozi katero teče voda. Pri tem tekočina ohladi stene, kar podaljša življenjsko dobo konstrukcije.
Prednosti in slabosti naprave
Indukcijsko ogrevanje lahko zagotovi številne prednosti, ki jih ogrevanje z elektrodami ne more zagotoviti. Ker tekočino segreva kovinski element, ki ne sodeluje pri elektrokemičnih reakcijah, je vzdržljivost naprave odvisna samo od tuljave.Trajanje njegovega delovanja je odvisno od trajanja delovanja naprave. Nekateri induktorji delujejo več kot 10 let. To se nanaša tudi na združljivost enote z različnimi vrstami hladilnih tekočin. Poleg navadne vode so za to vlogo primerna strojna olja in spojine proti zmrzovanju.
Notranji deli enote med uporabo niso prekriti z oblogami vodnega kamna. Zaradi stalnega stika s tekočino se zmanjša verjetnost pregrevanja delov, kar pripomore tudi k podaljšanju življenjske dobe. Konvekcija v napravi običajno doseže zadostno raven, da ni potrebna vgradnja obtočne črpalke. Ukrepi za zvočno izolacijo niso potrebni - naprava deluje precej tiho.
Vendar pa ima indukcijski grelec tudi slabosti:
- Naprava za delovanje potrebuje električno energijo. V prostoru, kjer ni elektrike ali kjer do nje ni mogoče zagotoviti dostopa, kotel ne bo mogel delovati. Na mestih z rednimi izpadi omrežja ne bo deloval učinkovito.
- Ko se temperatura prekomerno dvigne, preide tekočina, ki prenaša toploto, v plinasto stanje. To povzroči močno povečanje tlaka v strukturi, kar lahko povzroči prelom cevi. Da se to ne bi zgodilo, bo treba namestitev opremiti s sredstvi za spremljanje tlaka in temperature. To je lahko merilnik tlaka, temperaturni senzor ali naprava za izklop v sili, ko parametri presežejo določeno območje.
Potreba po dodatni opremi lahko prispeva k znatnemu povečanju stroškov opreme za domači indukcijski grelec.
Naprava velja za skoraj popolnoma tiho, a v praksi ni vedno tako. To velja za modele industrijske proizvodnje in domače naprave.
Možnosti domače naprave
Obstaja več načinov za izdelavo grelnika doma. Najbolj dostopna možnost je izdelava naprave iz električnega kuhinjskega štedilnika in polipropilenske cevi. Inverterska naprava je zapletena za izvedbo, vendar precej močna.
Grelni element cevi
Ta razvoj vključuje razstavljanje spiralnega induktorja, nameščenega v električni štedilnik, in namestitev novega dizajna na njegovo mesto. Za izdelavo boste potrebovali polipropilensko cev dolžine 0,5 m in premera 4 cm, magnetni element, 5 tekstolitnih palic in zavoje za priključitev na ogrevalno omrežje. Prav tako boste morali kupiti tuljavo prevodnika s premerom 2 mm², prevlečeno s stekleno izolacijo (takšen kabel se pogosto uporablja v napravah za varjenje transformatorjev) in kovinske gobe za pomivanje posode.
Zaporedje dejanj pri izdelavi naprave:
- V cev vstavimo magnet in ga napolnimo s pralnimi krpicami (namesto njih lahko uporabimo narezano žico).
- Montirajte veje, opremljene z navoji.
- Vzdolž telesa so prilepljene palice, na katere je navita žica, prevlečena s stekleno izolacijo.
- Kuhalna plošča se razstavi in iz nje se odstrani tovarniški induktor, izdelan v obliki ravne spirale. Na svojem mestu je nameščena pripravljena konstrukcija.
Grelec v tej napravi so kovinske gobe, nameščene v izmeničnem polju tuljave. Ko se plošča zažene v maksimalnem načinu ob vzporednem prehajanju vode, se bo segrela za 15-20 °C. Glede na to, da imajo ploščice, ki se uporabljajo za gradnjo, običajno moč največ 2000 W, je nastala enota primerna za ogrevanje stanovanjskih prostorov do 25 m².
Učinkovitost naprave je mogoče povečati s priključitvijo na varilni stroj, vendar je takšno delo povezano s številnimi težavami. Najprej bo treba napravo razstaviti in poiskati mesta na diagramu, ki še niso poravnana. To je posledica dejstva, da se v njem ustvari enosmerni tok, za delovanje grelnika pa je potreben izmenični tok. Drugič, morali boste uporabiti debelejše ožičenje (na primer baker s premerom 1,5 mm, prevlečen z emajlom) in izračunati potrebno število obratov. Nazadnje bo treba v instalacijo vgraditi še hladilni mehanizem.
Sestavljanje indukcijskega kotla
Ta rešitev ne vključuje razstavljanja ploščic. Namesto tega bo moral mojster zvariti rezervoar bojlerja glede na njegove dimenzije. Vzemite profilno cev iz jekla debeline 2 mm in dimenzije luknje 2 x 4 cm. Iz nje boste morali izdelati prazne elemente vzdolž širine plošče. Cevi so varjene vzdolž dolžine, tako da so njihove manjše stranice poravnane. Železne pnevmatike morajo biti hermetično privarjene navzgor in navzdol do končnih delov. V njih so narejene luknje in nameščene navojne cevi. Prav tako morate zvariti nekaj vogalov, ki tvorijo polico za peč.
Naprava mora biti pobarvana s sestavo emajla, odpornega na temperaturo.Ko se posuši in pritrdi, se kotel namesti na steno in vgradi v ogrevalni sistem. Kuhalna plošča je postavljena v gnezdo z vogali in priključena na električno omrežje. Nato morate namestitev napolniti s hladilno tekočino, odzračiti zračne mase in začeti segrevati induktorski element.
Doma narejen grelec ni dovolj zmogljiv za ogrevanje velikih bivalnih prostorov. V mrzli zimi bo lahko ogreval dve majhni sobi. V prehodnih sezonah, ko je zunanja temperatura okoli ničle, bo enota lahko oskrbovala velike površine – do 40 m2.
Iz varilnega pretvornika
Če nameravate uporabiti varilni stroj, morate upoštevati, da je priključitev induktorja neposredno na njegove sponke strogo prepovedana. Kršitev te zahteve je preobremenjena z izgubo funkcionalnosti vseh elementov namestitve. Za kombiniranje induktivnega grelnika z varilnim strojem bo moral slednji izvesti številne zapletene manipulacije, ki zahtevajo izkušnje obrtnika in podrobno razumevanje strukture enote. Primarno navitje je treba priključiti za visokofrekvenčnim pretvornikom signala inverterskega mehanizma namesto njegove vgrajene induktivne dušilke. Poleg tega je potrebno spajkati kondenzacijsko enoto in odstraniti diodni most.
Kako narediti močan indukcijski grelec
Obravnavane naprave imajo porabo energije okoli 2,5 kW. Za izdelavo naprave z višjo močjo (4 kW) mojster potrebuje resno znanje na področju radijske elektronike. Za neizkušenega radioamaterja ni varno, da se tega dela loti.
Ena možnost bi lahko bila zasnova, sestavljena iz napajalnika z dvema paroma navitij, transformatorja, gonilnika in krmilnih plošč. Frekvenca, na kateri deluje enota, je nižja od resonančne. Dve tuljavi se uporabljata za napajanje gonilnikov, ena je za nadzorno ploščo, druga pa je napajalna tuljava. Napaja rele zaganjalnika, ventilator in črpalko hladilne tekočine.
Varnostni nasveti
Naprave te vrste se pogosto uporabljajo ne samo za ogrevanje prostorov, ampak tudi za taljenje. Glavna težava domačih indukcijskih naprav je pomanjkanje komponent, ki zagotavljajo nadzor temperature in tlaka ter zaščito pred eksplozijo. Zato je treba pri upravljanju takih enot biti previden in previden.
Pred zagonom kotla preverite, ali je votlina napolnjena s hladilno tekočino. Ohišje iz polimerov se bo začelo topiti brez rednega hlajenja s tekočino. To pomeni deformacijske spremembe in popolno odpoved namestitve. Nevaren je lahko tudi padec vroče kovine iz talilnega telesa. V primeru takega incidenta bo treba zamenjati številne komponente namestitve.
Naprava je priključena na elektriko preko ločene žice, ki je speljana iz stikalne plošče. Stiki morajo biti prekriti z izolacijskim materialom. Če zasnova vključuje varilni stroj, mora biti njegov pretvornik ozemljen. Žica, uporabljena za to operacijo, mora imeti premer 4-6 mm. Da bi preprečili čezmerno segrevanje napeljave v odsotnosti vode, je priporočljivo namestiti nadtlačni ventil na dovodu.
Sklepi in priporočila
Obstaja razlog, da se sami lotite izdelave naprave, če gospodinjstvo že ima indukcijsko ploščo. Stroški njegove pridobitve so precej visoki in primerljivi s ceno grelnika elektrod. Moč nekaterih od teh modelov doseže 10 kW, medtem ko lahko samo mojster z ustrezno stopnjo usposobljenosti izvede namestitev doma z indikatorjem nad 2,5 kW (vsaj morate biti sposobni sestaviti vezje frekvenčnega pretvornika) . Prav tako je treba pred namestitvijo zagotoviti, da ni nobenih razpok ali lukenj, skozi katere bi lahko iztekla tekočina iz generatorja toplote: tak dogodek lahko povzroči požar.
Indukcijski grelnik preproste zasnove, zasnovan za oskrbo majhne površine prostora, je enostavno narediti brez posebne priprave. Močnejše in učinkovitejše možnosti, na primer z varilnim strojem ali dvema ploščama, zahtevajo, da ima sestavljalec usposobljenost na področju radijske elektronike. Strukturne značilnosti teh naprav zahtevajo nakup dodatne nadzorne opreme za zagotovitev varnosti.
