Індукційний нагрівач – прості схеми для реалізації своїми руками
Принцип роботи індукційного нагрівача заснований на двох фізичних ефектах: перший полягає в тому, що при русі проводить контуру в магнітному полі в провіднику виникає індукований струм, а другий заснований на виділенні тепла металами, через які пропускають струм. Перший індукційний нагрівач був реалізований у 1900 році, коли було знайдено спосіб безконтактного нагріву провідника – для цього використовували струми високої частоти, які індукували за допомогою змінного магнітного поля.
Содержание
- швидкого розігріву;
- можливості роботи у різних за фізичними властивостями середовищах (газ, рідина, вакуум);
- відсутності забруднень продуктами горіння;
- можливості вибіркового нагріву;
- форм і розмірів індуктора – вони можуть бути будь-якими;
- можливості автоматизації процесу;
- високому відсотку ККД – до 99%;
- екологічності – немає шкідливих викидів у повітря;
- тривалий термін служби.
- нагрівачі з електронним керуванням для створення струмів потрібного виду в котушці;
- вихрові індукційні нагрівачі.
- сердечник;
- обмотка;
- два види ізоляції – тепло- та електроізоляція.
- У системах індукційного опалення необхідна наявність запобіжного клапана для скидання води та пари у разі виходу з ладу насоса.
- Манометр та ПЗВ обов’язкові для безпечної роботи опалювальної системи, зібраної своїми руками.
- Наявність заземлення та електроізоляції усієї системи індукційного опалення попередить ураження електричним струмом.
- Щоб уникнути згубного впливу електромагнітного поля на організм людини, подібні системи краще виносити за межі житлової зони, де слід дотримуватися правил монтажу, згідно з якими пристрій індукційного нагріву повинен розміщуватися на відстані 80 см від горизонтальних (підлоги та стелі) і 30 см від вертикальних поверхонь.
- Перед включенням системи слід обов’язково перевіряти наявність теплоносія.
- Для запобігання збоям у роботі електромережі рекомендується підключення котла з індукційним нагріванням, виконаного своїми руками за запропонованими схемами, до окремої лінії живлення, перетин кабелю якої становитиме не менше 5 мм2. Звичайне проведення може не витримати необхідне енергоспоживання.
Переваги та переваги
Зміст статті
Індукційне нагрівання знайшло застосування в різних сферах діяльності людини завдяки:
Сфера застосування: опалення приміщень
У побуті схема індукційного нагрівача була реалізована для опалювальних котлів і плит. Перші здобули особливо велику популярність та визнання у користувачів за рахунок відсутності нагрівальних елементів, які знижують працездатність у котлах з іншим принципом дії, та роз’ємних з’єднань, що дає економію на обслуговуванні систем індукційного опалення.
На замітку Схема пристрою настільки проста, що може бути створена в домашніх умовах і своїми руками можна створити саморобний нагрівач.
Насправді використовуються кілька варіантів, де використовується різного типу індуктори:
Принцип дії
Останній варіант, що найчастіше використовується в котлах опалення, став затребуваний за рахунок простоти його реалізації. Принцип роботи установки індукційного нагріву заснований на передачі енергії магнітного поля теплоносія (воді). Магнітне поле формується в індукторі. Змінний струм, проходячи через котушку, створює вихрові потоки, які трансформують енергію на тепло.
Вода, що подається через нижній патрубок в котел, прогрівається рахунок передачі енергії, і виходить через верхній патрубок, потрапляючи далі в систему опалення. Для створення тиску використовують вбудований насос. Вода, що постійно циркулює в котлі, не дозволяє елементам перегріватися. Крім того, під час роботи відбувається вібрація теплоносія (при низькому рівні шуму), за рахунок чого неможливо відкладення накипу на внутрішніх стінках котла.
Індукційні нагрівачі можуть бути реалізовані різними способами.
Реалізація у побутових умовах
Індукційне опалення ще не завоювало достатньо ринку через високу вартість самої системи обігріву. Так, наприклад, для промислових підприємств подібна система коштуватиме 100 000 гривень, для побутового використання – від 25 000 грн. і вище. Тому цілком зрозумілий інтерес до схем, які дозволяють створити саморобний індукційний нагрівач своїми руками.
На базі трансформатора
Основним елементом системи індукційного опалення з трансформатором стане сам пристрій, який має первинну та вторинну обмотки. Вихрові потоки формуватимуться у первинній обмотці та створять електромагнітне індукційне поле. Це поле впливатиме на вторинну, яка є, по суті, індукційний нагрівач, реалізований фізично у вигляді корпусу котла опалення. Саме вторинна короткозамкнена обмотка передає енергію теплоносія.
Головними елементами установки індукційного нагріву є:
Серце – це дві феримагнітні трубки різного діаметру з товщиною стінок не менше 10 мм, вварені одна в одну. Тороїдальна обмотка з мідного дроту проводиться по зовнішній трубці. Необхідно накласти від 85 до 100 витків з рівною відстанню між витками. Змінний струм, змінюючись у часі, створює вихрові потоки в замкнутому контурі, які нагрівають сердечник, отже, і теплоносій, здійснюючи індукційне нагрівання.
З використанням високочастотного зварювального інвертора
Індукційний нагрівач може бути створений з використанням зварювального інвертора, де головними компонентами схеми є генератор змінного струму, індуктор і нагрівальний елемент.
Генератор використовується для перетворення стандартної частоти в мережі електроживлення 50 Гц в струм з більш високою частотою. Цей модульований струм подається на циліндричну котушку-індуктор, де як обмотка використовується мідний дріт.
Котушка створює змінне магнітне поле, вектор якого змінюється із заданою генератором частотою. Створені вихрові струми, індуковані магнітним полем, виробляють нагрівання металевого елемента, що передає енергію теплоносія. Таким чином, реалізується ще одна схема індукційного опалення, виконана своїми руками.
Нагрівальний елемент теж може бути створений своїми руками з нарізаного металевого дроту довжиною близько 5 мм і відрізка полімерної труби, в яку міститься метал. При установці вентилів зверху та знизу труби слід перевірити щільність наповнення – не повинно залишатися вільного простору. Згідно зі схемою поверх труби накладається близько 100 витків мідної проводки, яка і є індуктором, що підключається до клем генератора. Індукційне нагрівання мідного дроту відбувається за рахунок вихрових струмів, що формуються змінним магнітним полем.
На замітку Індукційні нагрівачі своїми руками можуть виконані за будь-якою схемою, головне пам’ятати про те, що важливо здійснити надійну теплоізоляцію, інакше ККД системи опалення значно впаде.
Правила безпеки
Для систем опалення, де використовується індукційне нагрівання, важливо дотримуватися кількох правил, щоб уникнути витоків, втрат ККД, витрати електроенергії, нещасних випадків.
