Hjemmelaget vortex induksjonsvarmer fra en sveiseomformer

Kjøp deler på Aliexpress

Apparater som varmer med elektrisitet i stedet for gass er trygge og praktiske. Slike varmeovner produserer ikke sot og ubehagelig lukt, men bruker en stor mengde strøm. En utmerket utvei er å sette sammen en induksjonsvarmer med egne hender. Dette sparer penger og bidrar til familiebudsjettet. Det er mange enkle ordninger som induktoren kan settes sammen uavhengig av.

For å gjøre det lettere å forstå kretsene og sette sammen strukturen riktig, ville det være nyttig å se nærmere på historien til elektrisitet. Metoder for oppvarming av metallstrukturer med elektromagnetisk spolestrøm er mye brukt i industriell produksjon av husholdningsapparater - kjeler, varmeovner og komfyrer.Det viser seg at du kan lage en fungerende og holdbar induksjonsvarmer med egne hender.

Prinsippet for drift av enheter

Prinsippet for drift av enheter

Den berømte britiske vitenskapsmannen Faraday fra 1800-tallet brukte 9 år på å forske på å konvertere magnetiske bølger til elektrisitet. I 1931 ble det endelig gjort et funn, kalt elektromagnetisk induksjon. Trådviklingen til spolen, i midten av hvilken det er en kjerne av magnetisk metall, skaper et magnetfelt under kraften av vekselstrøm. Under påvirkning av virvelstrømmer varmes kjernen opp.

Faradays oppdagelse begynte å bli brukt både i industrien og i produksjonen av hjemmelagde motorer og elektriske varmeovner. Det første støperiet basert på en virvelinduktor ble åpnet i 1928 i Sheffield. Senere, i henhold til samme prinsipp, ble verkstedene til fabrikkene oppvarmet, og for oppvarming av vann, metalloverflater, satte kjennere sammen en induktor med egne hender.

Ordningen til datidens enhet er gyldig i dag. Et klassisk eksempel er en induksjonskjele, som inkluderer:

• metallkjerne;
• ramme;
• termisk isolasjon.

Funksjonene til kretsen for å akselerere frekvensen til strømmen er som følger:

• industriell frekvens på 50 Hz er ikke egnet for hjemmelagde enheter;
• direkte tilkobling av induktoren til nettverket vil føre til brum og lav oppvarming;
• effektiv oppvarming utføres ved en frekvens på 10 kHz.

Montering etter opplegg

Alle som er kjent med fysikkens lover kan sette sammen en induktiv varmeovn med egne hender. Kompleksiteten til enheten vil variere fra graden av beredskap og erfaring til mesteren.

Det er mange videoopplæringer, hvoretter du kan lage en effektiv enhet. Det er nesten alltid nødvendig å bruke følgende grunnleggende komponenter:

• ståltråd med en diameter på 6-7 mm;
• kobbertråd for induktor;
• metallnett (for å holde ledningen inne i saken);
• adaptere;
• rør for kroppen (laget av plast eller stål);
• høyfrekvent omformer.

Dette vil være nok til å sette sammen en induksjonsspole med egne hender, og det er hun som er i hjertet av den øyeblikkelige varmtvannsberederen. Etter å ha forberedt de nødvendige elementene du kan gå direkte til produksjonsprosessen for enheten:

• kutt ledningen i segmenter på 6-7 cm;
• dekk innsiden av røret med et metallnett og fyll ledningen til toppen;
• lukk røråpningen på samme måte fra utsiden;
• vind kobbertråd rundt plasthuset minst 90 ganger for spolen;
• sett strukturen inn i varmesystemet;
• ved hjelp av en inverter, koble spolen til elektrisitet.

I henhold til en lignende algoritme kan du enkelt sette sammen en induksjonskjele, som du bør:

• kutte emner fra et stålrør 25 x 45 mm med en vegg som ikke er tykkere enn 2 mm;
• sveis dem sammen, koble dem med mindre diametre;
• sveis jerndeksler til endene og bor hull for gjengede rør;
• lag et feste for en induksjonsovn ved å sveise to hjørner på den ene siden;
• sett koketoppen inn i festet fra hjørnene og koble til strømnettet;
• legg til kjølevæske til systemet og slå på oppvarmingen.

Mange induktorer opererer med en effekt som ikke er høyere enn 2 - 2,5 kW. Slike varmeovner er designet for et rom på 20 - 25 m²

Hvis generatoren brukes i en biltjeneste, kan du koble den til en sveisemaskin, men det er viktig å vurdere visse nyanser:

• Du trenger AC, ikke DC som en inverter. Sveisemaskinen må undersøkes for tilstedeværelse av punkter der spenningen ikke har en direkte retning.
• Antall omdreininger til en ledning med større tverrsnitt velges ved en matematisk beregning.
• Avkjøling av arbeidselementer vil være nødvendig.

Om prinsippet om induktiv oppvarming

Først, la oss forklare hvordan elektriske induksjonsvarmer fungerer. Vekselstrøm, som går gjennom svingene på spolen, danner et elektromagnetisk felt rundt den. Hvis en magnetisk metallkjerne er plassert inne i viklingen, vil den bli oppvarmet av virvelstrømmer som oppstår under påvirkning av feltet. Det er hele prinsippet.

Selve varmeelementet kalles induktoren og er hoveddelen av installasjonen. I varmekjeler er det et stålrør med kjølevæske som strømmer inni, og i kjøkkenovner er det en flat spole så nært kokeplaten som mulig, som vist på bildet nedenfor.

Den andre delen induksjonsvarmer - diagram, øker frekvensen til strømmen. Poenget er at spenningen industriell frekvens 50 Hz uegnet for slike enheter. Hvis du kobler induktoren til nettverket direkte, vil den begynne å nynne sterkt og litt varme opp kjernen, og sammen med viklingene. For effektivt å omdanne elektrisitet til varme og fullstendig overføre den til metallet, må frekvensen økes til minst 10 kHz, som er det den elektriske kretsen gjør.

Hva er de virkelige fordelene med induksjonskjeler fremfor varmeelementer og elektrodekjeler:

1. En del som varmer opp vann er et enkelt rørstykke som ikke deltar i elektrokjemiske prosesser (som i elektrodevarmegeneratorer). Derfor er levetiden til induktoren bare begrenset av spolens ytelse og kan nå 10-20 år.
2. Av samme grunn er elementet like "venner" med alle typer kjølevæsker - vann, frostvæske og til og med motorolje, det er ingen forskjell.
3. Innsiden av induktoren er ikke dekket med kalk under drift.

Fordeler og ulemper med induksjonsenheter for oppvarming av vann

Enheten har en ganske enkel design og krever ikke spesielle dokumenter som tillater bruk og installasjon. Induksjonsvannvarmeren har høy effektivitet og optimal pålitelighet for brukeren. Når du bruker den som en kjele for oppvarming, trenger du ikke engang å installere en pumpe, siden vann strømmer gjennom rørene på grunn av konveksjon (ved oppvarming blir væsken praktisk talt til damp).

Dessuten har enheten en rekke fordeler, som skiller den fra andre typer varmtvannsberedere. Så, induksjonsvarmer:

I induksjonsvarmere blir vann varmt på grunn av røret som det strømmer gjennom, og sistnevnte varmes opp på grunn av induksjonsstrømmen som skapes av spolen.

• mye billigere enn deres kolleger, en slik enhet kan enkelt settes sammen uavhengig;
• helt stille (selv om spolen vibrerer under drift, er denne vibrasjonen ikke merkbar for en person);
• vibrerer under drift, på grunn av hvilket smuss og kalk ikke fester seg til veggene, og derfor ikke trenger å rengjøres;
• har en varmegenerator som lett kan forsegles på grunn av driftsprinsippet: kjølevæsken er inne i varmeelementet og energien overføres til varmeren gjennom et elektromagnetisk felt, ingen kontakter er nødvendig; derfor vil det ikke være nødvendig med tetting av gummi, tetninger og andre elementer som raskt kan forringes eller lekke;
• det er rett og slett ingenting å bryte i varmegeneratoren, siden vannet varmes opp av et vanlig rør, som ikke er i stand til å forringes eller brenne ut, i motsetning til et varmeelement;

Ikke glem at vedlikehold av en induksjonsvarmer vil være mye billigere enn en kjele eller gasskjele. Enheten har et minimum av deler som nesten aldri svikter.

Til tross for det store antallet fordeler, har induksjonsvannvarmeren en rekke ulemper:

• den første og mest smertefulle for eierne er strømregningen; enheten kan ikke kalles økonomisk, så du må betale en anstendig mengde tid for bruken;
• for det andre blir enheten veldig varm og varmer opp ikke bare seg selv, men også det omkringliggende rommet, så det er bedre å ikke berøre kroppen til varmegeneratoren under driften;
• for det tredje har enheten ekstremt høy effektivitet og varmeavledning, derfor må du installere en temperatursensor når du bruker den, ellers kan systemet eksplodere.

Fordeler med enheter av induksjonstype

De utvilsomme fordelene med denne typen husvarmeapparater inkluderer følgende egenskaper:

• effektivitet - behandlingen av elektrisk energi til varme skjer nesten helt uten betydelige tap;
• brukervennlighet - konstant vedlikehold av enheter av denne typen er ikke nødvendig;
• kompakte dimensjoner - induksjonsvannvarmere er små i størrelse, de kan installeres i varmesystemet i nesten alle rom;
• stillhet i drift - dette utstyret fungerer ganske stille, ingen støy oppstår under driften;
• lang levetid - induksjonsenheter er holdbare, kan fungere uavbrutt i 30 år eller mer;
• høy miljøytelse - ingen skadelige utslipp oppstår under driften av enheten, en skorstein og et ventilasjonssystem er ikke nødvendig.

Mange tror at induksjonskjeler er mye mer lønnsomme enn andre oppvarmingsalternativer for hjemmet. Og sammenlignet med utstyr utstyrt med varmeelementer, er oppvarmingstiden til disse enhetene nesten dobbelt så rask. På grunn av væskens konstante sirkulasjon og vibrasjon, dannes det ikke kalk i rørene og inne i enheten, noe som i stor grad letter vedlikehold og stell av varmesystemet.

Utseende av induksjonskjeler

Men denne typen enheter har også noen ulemper. Og den største ulempen er at induksjonsutstyr er ganske dyrt med tanke på kostnad. Men du kan prøve å lage en slik varmeovn for oppvarming av huset selv.

Råd. Hvis du har visse ferdigheter og teknisk kunnskap, kan du sette sammen en induksjonsvarmer til hjemmet ditt med egne hender.Men før du fortsetter med prosessen med å montere enheten, må du først realistisk vurdere dine evner og erfaring med å lage slike enheter, siden det ikke er så lett å lage dem.

Alternativer for hjemmelagde enheter

På Internett er det et tilstrekkelig antall forskjellige design laget for forskjellige formål. Ta en liten induksjonsvarmer laget av en 250-500 W datamaskinstrømforsyning. Modellen vist på bildet vil være nyttig for mesteren i garasjen eller biltjenesten for smelting av aluminium, kobber og messingstenger.

Men for romoppvarming er designet ikke egnet på grunn av lav effekt. Det er to reelle alternativer på Internett, hvis tester og arbeid er filmet på video:

• en vannvarmer laget av et polypropylenrør drevet av en sveiseomformer eller et induksjonskjøkkenpanel;
• stålkjele med oppvarming fra samme platetopp.

La oss nå se nærmere på hvordan gjør-det-selv induksjonsvarmer er laget, og viktigst av alt, hvordan de da fungerer.

Vi lager et varmeelement fra et rør

Hvis du har vært nært engasjert i å søke etter informasjon om dette emnet, har du sannsynligvis kommet over dette designet, siden mesteren la ut samlingen på den populære YouTube-videoressursen. Etter det la mange nettsteder ut tekstversjoner av produksjonen av denne induktoren i form av trinnvise instruksjoner. Kort fortalt gjøres varmeren slik:

1. Inne i et rør laget av polypropylen med en diameter på 40 mm og en lengde på 50 cm, kommer metallbørster for oppvask (du kan hakket tråd - stålstang). De må tiltrekkes av en magnet.
2. Grener med gjenger loddes til røret for tilkobling til varmenettet.
3. Utvendig limes 4-5 tekstolittstaver langs kroppen. En ledning med et tverrsnitt på 1,7-2 mm² med glassisolasjon er viklet på dem, som brukes i sveisetransformatorer.
4. Koketoppen demonteres og den "native" flatformede induktoren demonteres. I stedet kobles en hjemmelaget varmeovn fra røret.

Som du kanskje gjetter, spilles rollen til varmeelementet her av metallbørster plassert i det vekslende magnetfeltet til spolen. Hvis du kjører koketoppen til det maksimale, mens du samtidig passerer rennende vann gjennom en improvisert kjele, vil det være mulig å varme den opp med 15-20 ° C, som ble vist av testene av enheten.

Siden effekten til de fleste induksjonskomfyrer ligger i området 2–2,5 kW, er det mulig å varme opp rom med et samlet areal på ikke mer enn 25 m² ved hjelp av en varmegenerator. Det er en måte å øke varmen ved å koble induktoren til sveisemaskinen, men det er noen vanskeligheter her:

1. Omformeren produserer en likestrøm, men en vekselstrøm er nødvendig. For å koble til induksjonsvarmeren, må enheten demonteres og finnes på diagrammet for punktet der spenningen ennå ikke er rettet opp.
2. Det er nødvendig å ta en ledning med et større tverrsnitt og velge antall omdreininger ved beregning. Som tilvalg kobbertråd Ø1,5 mm i emaljeisolasjon.
3. Det vil være nødvendig å organisere kjølingen av elementet.

Forfatteren demonstrerer ytelsessjekken til en induktiv varmtvannsbereder i videoen sin nedenfor. Tester har vist at enheten må forbedres, men det endelige resultatet er dessverre ukjent. Det ser ut som håndverkeren forlot prosjektet uferdig.

Fra en sveiseomformer

Det enkleste budsjettalternativet er å produsere en induksjonsvarmer ved hjelp av en sveiseomformer:

1. For å gjøre dette tar vi et polymerrør, veggene må være tykke. Fra endene monterer vi 2 ventiler og kobler ledningene.
2. Vi fyller røret med biter (diameter 5 mm) av metalltråd og monterer toppventilen.
3. Deretter gjør vi 90 omdreininger rundt røret med kobbertråd, vi får en induktor. Varmeelementet er et rør, vi bruker en sveisemaskin som generator.
4. Instrumentet må være i høyfrekvent AC-modus.
5. Vi kobler kobbertråden til polene på sveisemaskinen og kontrollerer arbeidet.

Fungerer som en induktor, vil et magnetfelt bli utstrålt, mens virvelstrømmer vil varme opp den avkuttede ledningen, noe som vil føre til kokende vann i et polymerrør.

Produksjonsinstruksjoner

Tegninger

Figur 1. Elektrisk diagram over induksjonsvarmeren

Figur 2. Enhet.

Figur 3. Skjema av en enkel induksjonsvarmer

For produksjon av ovnen trenger du følgende materialer og verktøy:

• loddejern;
• loddetinn;
• tekstolittbrett.
• mini drill.
• radioelementer.
• Termisk pasta.
• kjemiske reagenser for bordetsing.

Ytterligere materialer og deres egenskaper:

1. For å lage en spole som vil avgi et vekslende magnetfelt som er nødvendig for oppvarming, er det nødvendig å forberede et stykke kobberrør med en diameter på 8 mm og en lengde på 800 mm.
2. Kraftige krafttransistorer er den dyreste delen av et hjemmelaget induksjonsoppsett. For å montere frekvensgeneratorkretsen, er det nødvendig å forberede 2 slike elementer. For disse formålene er transistorer av merker egnet: IRFP-150; IRFP-260; IRFP-460. Ved fremstillingen av kretsen brukes 2 identiske av de listede felteffekttransistorene.
3. For fremstilling av en oscillerende krets vil det være nødvendig med keramiske kondensatorer med en kapasitet på 0,1 mF og en driftsspenning på 1600 V. For at det skal dannes en høyeffekts vekselstrøm i spolen, kreves det 7 slike kondensatorer.
4. Under driften av en slik induksjonsenhet vil felteffekttransistorene bli veldig varme, og hvis radiatorer i aluminiumslegering ikke er festet til dem, vil disse elementene mislykkes etter noen sekunders drift med maksimal effekt. Transistorer bør plasseres på kjøleribber gjennom et tynt lag med termisk pasta, ellers vil effektiviteten til slik kjøling være minimal.
5. Diodene som brukes i induksjonsvarmeren må virke ultrarask. Den mest passende for denne kretsen, dioder: MUR-460; UV-4007; HER-307.
6. Motstander som brukes i krets 3: 10 kOhm med en effekt på 0,25 W - 2 stk. og 440 ohm effekt - 2 watt. Zenerdioder: 2 stk. med en driftsspenning på 15 V. Effekten til zenerdiodene må være minst 2 watt. En choke for tilkobling til strømutgangene til spolen brukes med induksjon.
7. For å drive hele enheten trenger du en strømforsyningsenhet med en kapasitet på opptil 500. W. og en spenning på 12 - 40 V. Du kan drive denne enheten fra et bilbatteri, men du vil ikke kunne få de høyeste effektavlesningene ved denne spenningen.

Selve prosessen med å produsere en elektronisk generator og spole tar litt tid og utføres i følgende sekvens:

1. En spiral med en diameter på 4 cm er laget av et kobberrør. For å lage en spiral bør et kobberrør vikles på en stang med en flat overflate med en diameter på 4 cm. Spiralen skal ha 7 omdreininger som ikke skal berøre .Monteringsringer loddes til de 2 endene av røret for tilkobling til transistorradiatorene.
2. Det trykte kretskortet er laget i henhold til skjemaet. Hvis det er mulig å levere polypropylenkondensatorer, vil enheten fungere mye mer stabilt på grunn av det faktum at slike elementer har minimale tap og stabil drift ved store amplituder av spenningssvingninger. Kondensatorene i kretsen er installert parallelt, og danner en oscillerende krets med en kobberspole.
3. Oppvarmingen av metallet skjer inne i spolen, etter at kretsen er koblet til en strømforsyning eller batteri. Ved oppvarming av metallet er det nødvendig å sikre at det ikke er kortslutning av fjærviklingene. Hvis du berører det oppvarmede metallet 2 omdreininger på spolen samtidig, svikter transistorene umiddelbart.

Driftsfunksjoner

Hjemmelaget varmeapparat er bare halve kampen

Like viktig er riktig drift av den resulterende strukturen. Til å begynne med utgjør hver slik enhet en viss fare, siden den ikke er i stand til å kontrollere oppvarmingsnivået til kjølevæsken uavhengig. I denne forbindelse krever hver varmeapparat en viss raffinement, det vil si installasjon og tilkobling av ekstra kontroll og automatiske enheter.

I denne forbindelse krever hver varmeapparat en viss raffinement, det vil si installasjon og tilkobling av ekstra kontroll og automatiske enheter.

Først av alt er rørutløpet utstyrt med et standard sett med sikkerhetsinnretninger - en sikkerhetsventil, en trykkmåler og en enhet for ventilering av luft. Det bør huskes at induksjonsvannvarmere vil fungere normalt bare hvis det er tvungen vannsirkulasjon.Tyngdekraftsstrømkretsen vil veldig raskt føre til overoppheting av elementet og ødeleggelse av plastrøret.

For å unngå slike situasjoner er det installert en termostat i varmeren, koblet til en nødavstengningsenhet. Erfarne elektroingeniører bruker til dette formål termostater med temperatursensorer og releer som slår av kretsen når kjølevæsken når den innstilte temperaturen.

Hjemmelagde design er preget av ganske lav effektivitet, siden det i stedet for en fri passasje er en hindring i vannets vei i form av trådpartikler. De dekker nesten helt røret, noe som forårsaker økt hydraulisk motstand. I nødssituasjoner er skade og brudd på plast mulig, hvoretter varmt vann sikkert vil føre til kortslutning. Vanligvis brukes disse varmeovnene i små rom som et ekstra varmesystem i den kalde årstiden.

Bruk av induksjonsspoler i stedet for tradisjonelle varmeelementer i varmeutstyr har gjort det mulig å øke effektiviteten til enhetene betydelig med mindre strømforbruk. Induksjonsvarmer har dukket opp på salg relativt nylig, dessuten til ganske høye priser. Derfor forlot ikke håndverkere dette emnet uten oppmerksomhet og fant ut hvordan man lager en induksjonsvarmer fra en sveiseomformer.