Naminis sūkurinis indukcinis šildytuvas iš suvirinimo keitiklio

Pirkite dalis Aliexpress

Prietaisai, kurie šildo elektra, o ne dujomis, yra saugūs ir patogūs. Tokie šildytuvai neišskiria suodžių ir nemalonaus kvapo, tačiau sunaudoja daug elektros energijos. Puiki išeitis yra surinkti indukcinį šildytuvą savo rankomis. Taip sutaupoma pinigų ir prisidedama prie šeimos biudžeto. Yra daug paprastų schemų, pagal kurias induktorių galima surinkti savarankiškai.

Kad būtų lengviau suprasti grandines ir teisingai surinkti konstrukciją, pravers pasidomėti elektros istorija. Metalinių konstrukcijų šildymo elektromagnetinės ritės srove metodai plačiai naudojami pramoninė buitinės technikos gamyba - boileriai, šildytuvai ir krosnys. Pasirodo, savo rankomis galite pasigaminti veikiantį ir patvarų indukcinį šildytuvą.

Prietaisų veikimo principas

Prietaisų veikimo principas

Garsus XIX amžiaus britų mokslininkas Faradėjus 9 metus tyrinėjo, kaip magnetines bangas paversti elektra. 1931 metais pagaliau buvo padarytas atradimas, vadinamas elektromagnetine indukcija. Ritės vielos apvija, kurios centre yra magnetinio metalo šerdis, sukuria magnetinį lauką kintamos srovės galia. Veikiant sūkuriams, šerdis įkaista.

Faradėjaus atradimas buvo pradėtas naudoti tiek pramonėje, tiek gaminant naminius variklius ir elektrinius šildytuvus. Pirmoji liejykla, pagrįsta sūkuriniu induktoriumi, buvo atidaryta 1928 m. Šefilde. Vėliau tokiu pačiu principu buvo šildomi gamyklų cechai, o vandeniui, metaliniams paviršiams šildyti žinovai savo rankomis surinko induktorių.

To meto įrenginio schema galioja ir šiandien. Klasikinis pavyzdys yra indukcinis katilas, kurį sudaro:

• metalinė šerdis;
• rėmas;
• Šilumos izoliacija.

Srovės dažnio pagreitinimo grandinės ypatybės yra šios:

• pramoninis 50 Hz dažnis netinka namuose pagamintiems įrenginiams;
• tiesioginis induktoriaus prijungimas prie tinklo sukels triukšmą ir silpną šildymą;
• efektyvus šildymas atliekamas 10 kHz dažniu.

Surinkimas pagal schemas

Kiekvienas, susipažinęs su fizikos dėsniais, gali savo rankomis surinkti indukcinį šildytuvą. Įrenginio sudėtingumas skirsis nuo meistro pasirengimo ir patirties.

Yra daug mokomųjų vaizdo įrašų, kuriuos naudodami galite sukurti efektyvų įrenginį. Beveik visada būtina naudoti šiuos pagrindinius komponentus:

• plieninė viela, kurios skersmuo 6-7 mm;
• induktoriaus varinė viela;
• metalinis tinklelis (laikyti laidą korpuso viduje);
• adapteriai;
• korpuso vamzdžiai (pagaminti iš plastiko arba plieno);
• aukšto dažnio keitiklis.

To pakaks, kad savo rankomis surinktumėte indukcinę ritę, ir būtent ji yra momentinio vandens šildytuvo pagrindas. Paruošę reikiamus elementus galite pereiti tiesiai į įrenginio gamybos procesą:

• supjaustykite vielą į 6-7 cm segmentus;
• uždenkite vamzdžio vidų metaliniu tinkleliu ir užpildykite vielą iki viršaus;
• panašiai uždarykite vamzdžio angą iš išorės;
• apvyniokite varinę vielą aplink plastikinį korpusą mažiausiai 90 kartų ritės;
• įdėkite konstrukciją į šildymo sistemą;
• naudodamiesi keitikliu, prijunkite ritę prie elektros.

Pagal panašų algoritmą galite lengvai surinkti indukcinį katilą, kuriam turėtumėte:

• išpjaukite ruošinius iš 25 x 45 mm plieninio vamzdžio, kurio sienelė ne storesnė kaip 2 mm;
• suvirinkite juos kartu, sujungdami mažesnio skersmens;
• suvirinti geležies dangčius prie galų ir išgręžti skylutes srieginiams vamzdžiams;
• padarykite indukcinės viryklės laikiklį suvirindami du kampus vienoje pusėje;
• įkiškite kaitlentę į laikiklį iš kampų ir prijunkite prie elektros tinklo;
• įpilkite aušinimo skysčio į sistemą ir įjunkite šildymą.

Daugelis induktorių veikia ne didesne kaip 2 - 2,5 kW galia. Tokie šildytuvai skirti 20 - 25 m² patalpai

Jei generatorius naudojamas automobilių servise, galite jį prijungti prie suvirinimo aparato, tačiau svarbu atsižvelgti į tam tikrus niuansus:

• Jums reikia kintamosios srovės, o ne nuolatinės srovės, kaip keitiklis. Suvirinimo aparatas turės būti patikrintas, ar nėra taškų, kuriuose įtampa neturi tiesioginės krypties.
• Didesnio skerspjūvio vielos apsisukimų skaičius parenkamas matematiniu skaičiavimu.
• Reikės darbinių elementų aušinimo.

Apie indukcinio šildymo principą

Pirmiausia paaiškinkime, kaip veikia elektriniai indukciniai šildytuvai. Kintamoji srovė, eidama per ritės vijas, aplink ją sudaro elektromagnetinį lauką. Jei apvijos viduje yra magnetinė metalinė šerdis, ji bus šildoma sūkurinėmis srovėmis, atsirandančiomis veikiant laukui. Tai yra visas principas.

Pats šildymo elementas vadinamas induktoriumi ir yra pagrindinė įrenginio dalis. Šildymo katiluose tai plieninis vamzdis, kurio viduje teka aušinimo skystis, o virtuvinėse krosnyse – plokščias gyvatukas kuo arčiau kaitlentės, kaip parodyta toliau esančioje nuotraukoje.

Antroji dalis indukcinis šildytuvas - diagrama, didinant srovės dažnį. Esmė ta, kad įtampa pramoninis dažnis 50 Hz netinkami tokiems įrenginiams. Jei induktorių prijungsite tiesiogiai prie tinklo, jis pradės stipriai ūžti ir šiek tiek sušildys šerdį ir kartu su apvijomis. Norint efektyviai paversti elektrą šiluma ir visiškai ją perduoti metalui, dažnis turi būti padidintas bent iki 10 kHz, ką ir daro elektros grandinė.

Kokie yra tikrieji indukcinių katilų pranašumai, palyginti su šildymo elementais ir elektrodiniais katilais:

1. Vandenį šildanti dalis yra paprastas vamzdžio gabalas, kuris nedalyvauja elektrocheminiuose procesuose (kaip elektrodų šilumos generatoriuose).Todėl induktoriaus tarnavimo laiką riboja tik ritės veikimas ir gali siekti 10-20 metų.
2. Dėl tos pačios priežasties elementas vienodai „draugauja“ su visų tipų aušinimo skysčiais - vandeniu, antifrizu ir net variklio alyva, nėra jokio skirtumo.
3. Veikimo metu induktoriaus vidinės pusės nėra padengtos apnašomis.

Indukcinių vandens šildymo prietaisų privalumai ir trūkumai

Įrenginys yra gana paprastos konstrukcijos ir nereikalauja specialių dokumentų, leidžiančių naudoti ir montuoti. Indukcinis vandens šildytuvas pasižymi dideliu efektyvumu ir optimaliu vartotojo patikimumu. Naudojant jį kaip katilą šildymui, net nereikia montuoti siurblio, nes vanduo teka vamzdžiais dėl konvekcijos (kaitinamas skystis praktiškai virsta garais).

Taip pat įrenginys turi nemažai privalumų, kurie išskiria jį iš kitų vandens šildytuvų tipų. Taigi, indukcinis šildytuvas:

Indukciniuose šildytuvuose vanduo įkaista dėl vamzdžio, kuriuo teka, o pastarasis įkaista dėl ritės sukurtos indukcinės srovės.

• daug pigiau nei jų kolegos, tokį įrenginį galima lengvai surinkti savarankiškai;
• visiškai tylus (nors veikimo metu ritė vibruoja, bet žmogui ši vibracija nepastebi);
• eksploatacijos metu vibruoja, dėl to nešvarumai ir apnašos neprilimpa prie jo sienelių, todėl jų nereikia valyti;
• turi šilumos generatorių, kuris dėl veikimo principo lengvai sandarinamas: aušinimo skystis yra kaitinimo elemento viduje ir energija į šildytuvą perduodama per elektromagnetinį lauką, nereikia jokių kontaktų; todėl nereikės sandarinimo gumos, sandariklių ir kitų elementų, kurie gali greitai susidėvėti arba nutekėti;
• šilumos generatoriuje tiesiog nėra ką sulaužyti, nes vanduo šildomas paprastu vamzdžiu, kuris, skirtingai nei šildymo elementas, negali sugesti ar perdegti;

Nepamirškite, kad indukcinio šildytuvo priežiūra bus daug pigesnė nei katilo ar dujinio katilo. Įrenginyje yra mažiausiai dalių, kurios beveik niekada nesugenda.

Nepaisant daugybės privalumų, indukcinis vandens šildytuvas turi keletą trūkumų:

• pirmas ir skaudžiausias šeimininkams – sąskaita už elektrą; prietaisas negali būti vadinamas ekonomišku, todėl už jo naudojimą turite sumokėti pakankamai laiko;
• antra, prietaisas labai įkaista ir įkaista ne tik pats, bet ir aplinkinė erdvė, todėl jo veikimo metu geriau neliesti šilumos generatoriaus korpuso;
• trečia, įrenginys pasižymi itin dideliu efektyvumu ir šilumos išsklaidymu, todėl jį naudodami būtinai įdėkite temperatūros jutiklį, antraip sistema gali sprogti.

Indukcinio tipo agregatų privalumai

Neabejotini šio tipo namų šildymo prietaisų pranašumai apima šias charakteristikas:

• efektyvumas - elektros energijos perdirbimas į šilumą vyksta beveik visiškai be didelių nuostolių;
• naudojimo paprastumas - nereikia nuolatinės tokio tipo agregatų priežiūros;
• kompaktiški matmenys - indukciniai vandens šildytuvai yra mažo dydžio, juos galima montuoti į šildymo sistemą beveik bet kurioje patalpoje;
• tyla veikiant - ši įranga veikia gana tyliai, jos veikimo metu nekyla triukšmo;
• ilgas tarnavimo laikas - indukciniai blokai yra patvarūs, gali nepertraukiamai veikti 30 ar daugiau metų;
• didelis aplinkosauginis veiksmingumas – įrenginio veikimo metu nekyla kenksmingų emisijų, nereikia kamino ir vėdinimo sistemos.

Daugelis žmonių mano, kad indukciniai katilai yra daug pelningesni nei kiti namų šildymo variantai. O lyginant su įrenginiais, kuriuose įrengti kaitinimo elementai, šių įrenginių įkaitimo laikas yra beveik dvigubai greitesnis. Dėl nuolatinės skysčio cirkuliacijos ir vibracijos vamzdžiuose ir įrenginio viduje nesusidaro apnašos, kurios labai palengvina šildymo sistemos priežiūrą ir priežiūrą.

Indukcinių katilų išvaizda

Tačiau tokio tipo įrenginiai turi ir tam tikrų trūkumų. Ir pagrindinis trūkumas yra tai, kad indukcinė įranga yra gana brangi sąnaudų atžvilgiu. Bet tokį šildytuvą namui šildyti galite pabandyti pasigaminti patys.

Patarimas. Jei turite tam tikrų įgūdžių ir techninių žinių, galite savo rankomis surinkti indukcinį šildytuvą savo namams. Tačiau prieš pradėdami įrenginio surinkimo procesą, pirmiausia turite realiai įvertinti savo galimybes ir patirtį kuriant tokius įrenginius, nes juos pagaminti nėra taip paprasta.

Namų gaminių parinktys

Internete yra pakankamai įvairių dizainų, sukurtų įvairiems tikslams. Paimkite indukcinį mažo dydžio šildytuvą, pagamintą iš 250-500 W kompiuterio maitinimo šaltinio. Nuotraukoje pavaizduotas modelis meistrui pravers garaže ar autoservise aliuminio, vario ir žalvario strypų lydymui.

Tačiau patalpų šildymui dizainas netinka dėl mažos galios. Internete yra du realūs variantai, kurių testai ir darbai nufilmuoti vaizdo įraše:

• vandens šildytuvas, pagamintas iš polipropileno vamzdžio, maitinamas suvirinimo inverterio arba indukcinės virtuvės plokštės;
• plieninis katilas su šildymu iš tos pačios kaitlentės.

Dabar atidžiau pažiūrėkime, kaip gaminami „pasidaryk pats“ indukciniai šildytuvai ir, svarbiausia, kaip jie veikia.

Mes gaminame šildymo elementą iš vamzdžio

Jei atidžiai ieškojote informacijos šia tema, tikriausiai susidūrėte su šiuo dizainu, nes meistras paskelbė jo surinkimą populiariame „YouTube“ vaizdo įrašų šaltinyje. Po to daugelis svetainių paskelbė šio induktoriaus gamybos tekstines versijas nuoseklių instrukcijų forma. Trumpai tariant, šildytuvas atliekamas taip:

1. 40 mm skersmens ir 50 cm ilgio polipropileno vamzdžio viduje yra metaliniai šepečiai indams plauti (galite susmulkinti vielą - vielos strypą). Juos turi pritraukti magnetas.
2. Prie vamzdžio prilituojamos šakos su sriegiais prijungimui prie šilumos tinklų.
3. Išorėje išilgai korpuso suklijuoti 4-5 tekstolito strypai. Ant jų suvyniota 1,7-2 mm² skerspjūvio viela su stiklo izoliacija, kuri naudojama suvirinimo transformatoriuose.
4. Kaitlentė išardoma ir „gimtoji“ plokščios formos induktorius išardomas. Vietoj to prijungiamas naminis šildytuvas iš vamzdžio.

Kaip jau galima spėti, kaitinimo elemento vaidmenį čia atlieka metaliniai šepečiai, esantys kintamajame ritės magnetiniame lauke. Jei kaitlentę paleisite maksimaliai, tuo pačiu metu leisdami tekantį vandenį per improvizuotą katilą, ją bus galima pašildyti 15–20 ° C, ką parodė įrenginio bandymai.

Kadangi daugumos indukcinių viryklių galia svyruoja nuo 2 iki 2,5 kW, naudojant šilumos generatorių galima šildyti patalpas, kurių bendras plotas ne didesnis kaip 25 m². Yra būdas padidinti šilumą prijungus induktorių prie suvirinimo aparato, tačiau čia yra tam tikrų sunkumų:

1. Inverteris gamina nuolatinę srovę, tačiau reikalinga kintamoji. Norint prijungti indukcinį šildytuvą, prietaisą teks išardyti ir diagramoje surasti taškus, kuriuose įtampa dar neištaisyta.
2. Būtina paimti didesnio skerspjūvio laidą ir apskaičiuoti apsisukimų skaičių. Pasirinktinai varinė viela Ø1,5 mm emalio izoliacijoje.
3. Reikės organizuoti elemento aušinimą.

Toliau pateiktame vaizdo įraše autorius demonstruoja indukcinio vandens šildytuvo veikimo patikrinimą. Bandymai parodė, kad įrenginį reikia tobulinti, tačiau galutinis rezultatas, deja, nežinomas. Panašu, kad meistras projektą paliko nebaigtą.

Iš suvirinimo keitiklio

Paprasčiausias biudžeto variantas yra gaminti indukcinį šildytuvą naudojant suvirinimo keitiklį:

1. Norėdami tai padaryti, paimame polimerinį vamzdį, jo sienos turi būti storos. Iš galų montuojame 2 vožtuvus ir sujungiame laidus.
2. Užpildome vamzdį metalinės vielos gabalėliais (skersmuo 5 mm) ir montuojame viršutinį vožtuvą.
3. Toliau varine viela aplink vamzdį padarome 90 apsisukimų, gauname induktorių. Šildymo elementas yra vamzdis, generatorius yra suvirinimo aparatas.
4. Prietaisas turi veikti aukšto dažnio kintamosios srovės režimu.
5. Varinę laidą sujungiame prie suvirinimo aparato polių ir patikriname darbą.

Dirbant kaip induktorius, bus spinduliuojamas magnetinis laukas, o sūkurinės srovės įkaitins susmulkintą laidą, dėl kurio polimeriniame vamzdyje užvirs vanduo.

Gamybos instrukcijos

Brėžiniai

1 pav. Indukcinio šildytuvo elektros schema

2 pav. Įrenginys.

3 pav. Paprasto indukcinio šildytuvo schema

Krosnies gamybai jums reikės šių medžiagų ir įrankių:

• lituoklis;
• lydmetalis;
• tekstolito plokštė.
• mini gręžtuvas.
• radioelementai.
• termo pasta.
• cheminiai lentų ėsdinimo reagentai.

Papildomas medžiagos ir jų savybės:

1. Norint pagaminti ritę, kuri skleistų kaitinimui reikalingą kintamąjį magnetinį lauką, reikia paruošti 8 mm skersmens ir 800 mm ilgio vario vamzdžio gabalą.
2. Galingi galios tranzistoriai yra pati brangiausia naminės indukcinės sąrankos dalis. Norint sumontuoti dažnio generatoriaus grandinę, reikia paruošti 2 tokius elementus. Šiems tikslams tinka prekių ženklų tranzistoriai: IRFP-150; IRFP-260; IRFP-460. Gaminant grandinę naudojami 2 identiški iš išvardytų lauko efektų tranzistoriai.
3. Virpesių grandinei pagaminti reikės 0,1 mF talpos keraminių kondensatorių, kurių darbinė įtampa 1600 V. Kad ritėje susidarytų didelės galios kintamoji srovė, reikalingi 7 tokie kondensatoriai.
4. Veikiant tokiam indukciniam įrenginiui lauko tranzistoriai labai įkais ir jei prie jų nepritvirtinti aliuminio lydinio radiatoriai, tai po kelių sekundžių veikimo maksimalia galia šie elementai suges. Tranzistoriai turėtų būti dedami ant šilumos kriauklių per ploną šiluminės pastos sluoksnį, kitaip tokio aušinimo efektyvumas bus minimalus.
5. Indukciniame šildytuve naudojami diodai turi veikti itin greitai. Šiai grandinei tinkamiausi diodai: MUR-460; UV-4007; HER-307.
6. 3 grandinėje naudojami rezistoriai: 10 kOhm, kurių galia 0,25 W - 2 vnt. ir 440 omų galia – 2 vatai. Zener diodai: 2 vnt. kurių darbinė įtampa 15 V. Zenerio diodų galia turi būti ne mažesnė kaip 2 vatai. Droselis, skirtas prijungti prie ritės galios išėjimų, naudojamas su indukcija.
7. Norėdami maitinti visą įrenginį, jums reikės maitinimo bloko, kurio galia iki 500. W. ir 12 - 40 V įtampa. Šį įrenginį galite maitinti iš automobilio akumuliatoriaus, tačiau esant tokiai įtampai didžiausių galios rodmenų nepavyks gauti.

Pats elektroninio generatoriaus ir ritės gamybos procesas užtrunka šiek tiek laiko ir atliekamas tokia seka:

1. Iš varinio vamzdžio daroma 4 cm skersmens spiralė. Norėdami pagaminti spiralę, ant plokščio paviršiaus 4 cm skersmens strypo reikia suvynioti varinį vamzdelį. Spiralė turi turėti 7 posūkius, kurie neturėtų liestis . Prie 2 vamzdelio galų prilituojami tvirtinimo žiedai, skirti prijungti prie tranzistorių radiatorių.
2. Spausdintinė plokštė pagaminta pagal schemą.Jei yra galimybė tiekti polipropileninius kondensatorius, tai dėl to, kad tokie elementai turi minimalius nuostolius ir stabilų darbą esant didelėms įtampos svyravimų amplitudėms, įrenginys veiks daug stabiliau. Kondensatoriai grandinėje sumontuoti lygiagrečiai, suformuojant svyruojančią grandinę su varine rite.
3. Metalas įkaista ritės viduje, prijungus grandinę prie maitinimo šaltinio arba akumuliatoriaus. Šildant metalą būtina užtikrinti, kad nebūtų spyruoklių apvijų trumpojo jungimo. Jei tuo pačiu metu paliečiate įkaitintą metalą 2 ritės apsisukimus, tranzistoriai iš karto sugenda.

Veikimo ypatybės

Naminis šildytuvo surinkimas yra tik pusė darbo

Ne mažiau svarbu ir teisingas gautos struktūros veikimas. Iš pradžių kiekvienas toks įrenginys kelia tam tikrą pavojų, nes jis negali savarankiškai valdyti aušinimo skysčio šildymo lygio. Šiuo atžvilgiu kiekvienas šildytuvas reikalauja tam tikro patobulinimo, tai yra papildomų valdymo ir automatinių prietaisų įrengimo ir prijungimo.

Šiuo atžvilgiu kiekvienas šildytuvas reikalauja tam tikro patobulinimo, tai yra papildomų valdymo ir automatinių prietaisų įrengimo ir prijungimo.

Visų pirma, vamzdžio išleidimo angoje yra įrengtas standartinis saugos įtaisų komplektas - apsauginis vožtuvas, manometras ir oro išleidimo įtaisas. Reikia atsiminti, kad indukciniai vandens šildytuvai normaliai veiks tik esant priverstinei vandens cirkuliacijai.Gravitacinė grandinė labai greitai sukels elemento perkaitimą ir plastikinio vamzdžio sunaikinimą.

Siekiant išvengti tokių situacijų, šildytuve įrengiamas termostatas, prijungtas prie avarinio išjungimo įrenginio. Patyrę elektros inžinieriai tam naudoja termostatus su temperatūros jutikliais ir relėmis, kurios išjungia grandinę, kai aušinimo skystis pasiekia nustatytą temperatūrą.

Namų konstrukcijoms būdingas gana mažas efektyvumas, nes vietoj laisvo praėjimo vandens kelyje yra kliūtis vielos dalelių pavidalu. Jie beveik visiškai uždengia vamzdį, todėl padidėja hidraulinis pasipriešinimas. Avarinėse situacijose galimi plastiko pažeidimai ir plyšimai, po kurių karštas vanduo tikrai sukels trumpąjį jungimą. Paprastai šie šildytuvai naudojami mažose patalpose kaip papildoma šildymo sistema šaltuoju metų laiku.

Šildymo įrenginiuose vietoj tradicinių kaitinimo elementų panaudojus indukcinius gyvatukus, sunaudojant mažiau elektros energijos buvo galima žymiai padidinti įrenginių efektyvumą. Indukciniai šildytuvai buvo parduodami palyginti neseniai, be to, gana didelėmis kainomis. Todėl meistrai nepaliko šios temos be dėmesio ir suprato, kaip iš suvirinimo keitiklio pasigaminti indukcinį šildytuvą.