Indukcijas apkures katli ir ierīces, kurām ir ļoti augsta efektivitāte. Tie var ievērojami samazināt enerģijas izmaksas, salīdzinot ar tradicionālajām ierīcēm, kas aprīkotas ar sildelementiem.
Rūpnieciskās ražošanas modeļi nav lēti. Tomēr jebkurš mājas meistars, kuram pieder vienkāršs instrumentu komplekts, ar savām rokām var izgatavot indukcijas sildītāju. Lai palīdzētu viņam, mēs piedāvājam detalizētu efektīva sildītāja darbības principa un montāžas aprakstu.
Indukcijas sildītāja darbības princips
Indukcijas sildīšana nav iespējama, neizmantojot trīs galvenos elementus:
- induktors;
- ģenerators;
- sildelements.
Induktors ir spole, parasti izgatavota no vara stieples, ar tās palīdzību rada magnētisko lauku. Ģeneratoru izmanto, lai no standarta mājas elektriskā tīkla straumes iegūtu augstas frekvences straumi ar frekvenci 50 Hz.
Kā sildelements tiek izmantots metāla priekšmets, kas magnētiskā lauka ietekmē spēj absorbēt siltumenerģiju. Ja jūs pareizi savienojat šos elementus, varat iegūt augstas veiktspējas ierīci, kas ir lieliski piemērota šķidra dzesēšanas šķidruma sildīšanai un mājas apsildīšanai.
Attēlu galerija
Foto no
Neatkarīgi no strukturālās sarežģītības, izmēriem un risināmajiem uzdevumiem, tā galvenās sastāvdaļas ir induktors, virpuļstrāvas ģenerators un sildelements
Neapšaubāma indukcijas sildītāju priekšrocība ir ātra sildīšana ar ievērojami zemākām enerģijas vajadzībām, salīdzinot ar citām sildīšanas ierīcēm
Svars mīnus indukcijas sildītāji atzīst obligāto nepieciešamību pēc enerģijas avota. Bez elektrības ierīce ir pilnīgi bezjēdzīga
Ja uz metāla apkures caurules uzstādāt mājās gatavotu indukcijas sildītāju, tas ne tikai efektīvi sildīs dzesēšanas šķidrumu, bet arī stimulēs apsildāmā šķidruma kustību gar ķēdi
Lai invertors normāli darbotos ķēdē ar indukcijas spoli, tas ir savienots caur termostatu. Taisngrieža diodes ir savienotas ar izejām, pretējā gadījumā sistēma darbosies kā elektromagnēts, nevis kā indukcijas sildītājs
Vienkāršākais mājās gatavota sildītāja indukcijas strāvas ģenerators būs invertors, ko parasti izmanto elektriskajā metināšanā
Indukcijas spole, kas rada virpuļstrāvas, ir savienota ar invertora poliem, kad ieslēgts, tīklā tūlīt sāk ģenerēt siltumenerģiju
Indukcijas principu izmanto ne tikai dzesēšanas šķidruma pagatavošanā un sanitārā ūdens sildīšanā higiēnas nolūkos. To izmanto metālu kausēšanai.
Vienkāršākā indukcijas sildītāja montāža
Ātra virpuļstrāvas sildīšana
Obligāta pieeja enerģijas avotam
Metāla cauruļu sildīšana
Parastā invertora modernizācija
Invertora izmantošana kā ģeneratoru
Indukcijas spoles savienojuma punkti
Indukcijas izmantošana metālu kausēšanā
Izmantojot ģeneratoru, induktoram tiek piegādāta elektriskā strāva ar nepieciešamajām īpašībām, t.i. uz vara spoles. Caur to izlādētu daļiņu straume veido magnētisko lauku.
Indukcijas sildītāju darbības princips ir balstīts uz elektrisko strāvu rašanos vadītāju iekšpusē, kas parādās magnētisko lauku ietekmē
Lauka īpatnība ir tā, ka tai ir spēja mainīt elektromagnētisko viļņu virzienu augstās frekvencēs. Ja šajā laukā tiek ievietots metāla priekšmets, tas sāk sakarst bez tieša kontakta ar induktoru izveidoto virpuļstrāvu ietekmē.
Augstas frekvences elektriskā strāva, kas nāk no invertora uz indukcijas spoli, rada magnētisko lauku ar pastāvīgi mainīgu magnētisko viļņu vektoru. Šajā laukā ievietotais metāls ātri sakarst
Kontakta trūkums ļauj mums enerģijas zudumus pārejas laikā no viena veida uz otru padarīt nenozīmīgus, kas izskaidro indukcijas katlu paaugstināto efektivitāti.
Lai sildītu ūdeni apkures lokam, pietiek ar tā kontakta nodrošināšanu ar metāla sildītāju. Bieži kā sildīšanas elementu izmanto metāla cauruli, caur kuru vienkārši iziet ūdens straume. Ūdens vienlaikus atdzesē sildītāju, kas ievērojami palielina tā kalpošanas laiku.
Indukcijas ierīces elektromagnētu iegūst, tinot vadu ap feromagnēta serdi. Iegūtā indukcijas spole uzsilst un caur siltummaini nodod siltumu uz apsildāmā korpusa vai blakus esošajam dzesēšanas šķidrumam
Ierīces priekšrocības un trūkumi
Virpuļplūsmas indukcijas sildītāja “plusi” ir ļoti daudzi. Šī ir vienkārša neatkarīgas ražošanas shēma, palielināta uzticamība, augsta efektivitāte, salīdzinoši zemas enerģijas izmaksas, ilgs kalpošanas laiks, zema sabrukšanas varbūtība utt.
Ierīces produktivitāte var būt ievērojama, šāda veida vienības tiek veiksmīgi izmantotas metalurģijas nozarē. Pēc dzesēšanas šķidruma sildīšanas ātruma šāda veida ierīces pārliecinoši konkurē ar tradicionālajiem elektriskajiem katliem, ūdens temperatūra sistēmā ātri sasniedz nepieciešamo līmeni.
Indukcijas katla darbības laikā sildītājs nedaudz vibrē. Šī vibrācija no metāla caurules sienām izskalo kaļķakmens nogulsnes un citus iespējamos piesārņotājus, tāpēc šādai ierīcei reti ir nepieciešama tīrīšana. Protams, apkures sistēma ir jāaizsargā no šiem piesārņotājiem, izmantojot mehānisku filtru.
Indukcijas spole silda metālu (cauruli vai stieples gabalus), kas tajā ievietots, izmantojot augstfrekvences virpuļstrāvas, kontakts nav obligāts
Pastāvīgs kontakts ar ūdeni samazina sildītāja izdegšanas iespējamību, kas ir diezgan izplatīta problēma tradicionālajiem katliem ar sildelementiem. Neskatoties uz vibrācijām, katls darbojas ārkārtīgi mierīgi, papildu skaņas izolācija uzstādīšanas vietā nav nepieciešama.
Joprojām indukcijas katli ir labi ar to, ka gandrīz nekad nenoplūst, ja vien sistēmas uzstādīšana nav veikta pareizi. Šī ir ļoti vērtīga elektriskās apkures kvalitāte, jo tā novērš vai ievērojami samazina bīstamu situāciju iespējamību.
Noplūžu neesamība ir saistīta ar bezkontakta metodi siltumenerģijas nodošanai sildītājā. Izmantojot iepriekš aprakstīto tehnoloģiju, dzesēšanas šķidrumu var uzsildīt gandrīz līdz tvaika stāvoklim.
Tas nodrošina pietiekamu siltuma konvekciju, lai stimulētu dzesēšanas šķidruma efektīvu kustību caur caurulēm. Vairumā gadījumu apkures sistēmai nav jābūt aprīkotai ar cirkulācijas sūkni, lai gan tas viss ir atkarīgs no konkrētās apkures sistēmas īpašībām un izkārtojuma.
Dažreiz ir nepieciešams cirkulācijas sūknis. Ierīces instalēšana ir samērā vienkārša. Lai gan tas prasīs zināmas prasmes elektrisko ierīču un apkures cauruļu uzstādīšanā. Bet šai ērtajai un uzticamajai ierīcei ir virkne trūkumu, ar kuriem arī jārēķinās.
Piemēram, katls sasilda ne tikai dzesēšanas šķidrumu, bet arī visu darba telpu, kas to ieskauj. Šādam agregātam ir jāizvēlas atsevišķa telpa un no tā jānoņem visi svešķermeņi. Personai ilgstoša uzturēšanās darba katla tiešā tuvumā var būt arī nedroša.
Indukcijas sildītājiem darbībai nepieciešama elektriskā strāva. Gan mājās gatavots, gan rūpnīcā izgatavots aprīkojums ir savienots ar mājsaimniecības maiņstrāvas tīklu
Ierīces darbībai nepieciešama elektrība. Vietās, kur nav brīvas piekļuves šim civilizācijas labumam, indukcijas katls būs bezjēdzīgs. Un, ja tiek novēroti bieži pārtraukumi elektroenerģijā, tas demonstrēs zemu efektivitāti. Ja ar ierīci rīkojas neuzmanīgi, var notikt eksplozija.
Ja dzesēšanas šķidrums tiek pārkarsēts, tas pārvērtīsies tvaikā. Tā rezultātā spiediens sistēmā strauji palielināsies, ko caurules vienkārši nevar izturēt un saplīsīs. Tāpēc normālai sistēmas darbībai ierīcei jābūt aprīkotai vismaz ar manometru, un vēl labāk - ar avārijas izslēgšanas ierīci, temperatūras regulatoru utt.
Tas viss var ievērojami palielināt mājās gatavota indukcijas katla izmaksas. Lai gan ierīce tiek uzskatīta par gandrīz klusu, tas ne vienmēr notiek. Daži modeļi dažādu iemeslu dēļ joprojām var radīt troksni. Ierīcei, kas izgatavota neatkarīgi, šāda iznākuma iespējamība palielinās.
Projektējot gan rūpnieciskos, gan mājās gatavotos indukcijas sildītājus, praktiski nav nodilušu sastāvdaļu. Viņi kalpo ilgu laiku un strādā nevainojami
Pašdarināti soļi
Padarīt šādu ierīci pats nav tik grūti. Lai to izdarītu, jums būs nepieciešams:
- Izgatavojiet sildelementu.
- Izgatavojiet indukcijas spoli no vara stieples.
- Paņemiet gatavu ģeneratoru.
- Pievienojiet sildītāju ar spoli apkures sistēmai.
- Pievienojiet spoli ģeneratoram.
- Pievienojiet strāvu sistēmai.
- Veiciet testa braucienu, lai pārbaudītu ierīces darbību.
Rūpnieciskajos modeļos kā sildītāju izmanto metāla cauruli ar biezām sienām, taču tas ir ļoti grūti, un tam nav lielas jēgas nodrošināt pietiekamu jaudu mājās gatavotai ierīcei šāda elementa sildīšanai. Indukcijas spole var sildīt jebkuru metālu, tāpēc sildītāju var modificēt.
Indukcijas katlu rūpnieciskie modeļi ir aprīkoti ar sildelementu, kas izgatavots no biezas metāla caurules. Mājās šādu agregātu nokopēt ir grūti
Plastmasas caurules gabals tiek izmantots kā korpuss indukcijas sildītājam no metināšanas invertora. Tam jābūt nedaudz lielākam diametrā nekā apkures caurulēm. Sildītāja caurules garums var būt aptuveni viens metrs, iekšējais diametrs var mainīties no 50 līdz 80 mm.
Lai sildītāju pievienotu sistēmai, korpusa apakšējā un augšējā daļā uzstādiet adapterus. Caurules apakšējā daļa ir jāaizver ar režģi, pēc tam korpusa iekšpusē ievieto pildvielu, kas sastāv no mazām metāla daļiņām. Jūs varat iegūt pildvielu, piemēram, no stieples, stieņa, šauras metāla caurules utt.
Segmentu garumu var patvaļīgi mainīt. Visbiežāk tam izmanto tērauda stiepli ar diametru 6-8 mm, ko vienkārši sagriež mazos gabaliņos. Daži meistari iesaka to sagriezt garos stieņos, kuru garums ir aptuveni 90 cm, t.i. gandrīz visā sildītāja garumā.
Indukcijas katla sildīšanas elementa apvalkam, kuru mēs paši izgatavojām, jums būs nepieciešama plata, apmēram 50 mm diametra, plastmasas caurule
Jo lielāka ir tērauda, no kuras tiek izgatavota stieple, magnētiskā pretestība, jo labāk tā uzkarst. Atkarībā no šo gabalu lieluma tiek izvēlēts arī aizsargstikls, kas ir uzstādīts korpusa apakšā. Špakteli piepilda vai ievieto caurulē līdz pašai augšai. Pēc tam augšējo daļu pārklāj arī ar tīklu.
Diagramma ļauj iegūt priekšstatu par to, kā pieslēgt indukcijas spoli katla sildītājam un metināšanas mašīnai
Tādējādi mājās gatavots sildītājs indukcijas katlam izskatās kā bieza plastmasas caurule, kas pildīta ar metāla gabaliņiem un abās pusēs noslēgta ar režģi. Virs un zem sildītāja ir adapteri savienošanai ar apkures loku. Sildītāja polimēra caurulei jābūt pietiekami biezām sienām.
Turklāt jebkura plastmasa šiem nolūkiem nav piemērota, materiālam ir jāiztur diezgan spēcīgas sildīšanas sekas un tajā pašā laikā nedrīkst izmest bīstamas vielas atmosfērā vai dzesēšanas šķidrumā. Tagad jums vajadzētu izveidot indukcijas režģi. Lai to izdarītu, ņem vara stiepli un vēj to tieši uz sildītāja korpusa.
Dažos pašmāju indukcijas sildītāju modeļos plastmasas caurules vietā tiek izmantota šaura vara caurule. Tas nav labākais risinājums, jo būtu grūti šādu elementu pareizi ievirzīt spirālē
Jo vairāk stieples pagriezienu, jo labāk. Tiek uzskatīts, ka indukcijas spolei jābūt vismaz 90 pagriezieniem. Induktors ir ļoti intensīvi ievilkts caurulē, starp pagriezieniem nedrīkst būt atstarpes.
Tinumam ir piemērota vara izolēta stieple 1-1,5 mm. Biezāks kabelis šeit nav vajadzīgs, jo tas arī sarežģīs darbu ar tinumu, un tinumus būs grūtāk sakārtot.
Šī shēma palīdzēs pareizi savienot induktora spoli ar invertora metināšanas mašīnu, ja jūs to izdarījāt nepareizi, spole pārvērtīsies par elektromagnētu (+)
Plaisu klātbūtne var izraisīt troksni vibrācijas dēļ, kas pavada šādas vienības darbību. Laika gaitā šī situācija var izraisīt izolācijas iznīcināšanu, kas izraisīs pagrieziena ķēdi.
Augšpusē un apakšā, papildus adapteriem, jāuzstāda aizbāžņi. Tie ir nepieciešami, lai vajadzības gadījumā nodrošinātu iespēju apkures lokā izslēgt ūdeni.
Uzstādot sildītāju, jāatceras, ka tā apakšējais gals jāvirza uz atgriešanās cauruli, kas paredzēta atdzesēta dzesēšanas šķidruma savākšanai divu cauruļu apkures sistēmā. Vienkāršākais veids, kā iegūt maiņstrāvas ģeneratoru, ir ņemt invertoru no metināšanas iekārtas.
Indukcijas spoles kontakti ir savienoti ar invertora poliem. Tiklīdz strāvas padeve ir savienota ar ierīci un tā ir pievienota tīklam, sāks darboties mājās gatavots indukcijas katls.
Šādas ierīces ražošanai ir piemērota pat lēta metināšanas iekārta, piemēram, Ķīnā ražots modelis, kas ļauj pielāgot strāvas stiprumu, sākot ar līmeni 10 A. Temperatūras regulatora sensors jāinstalē netālu no adaptera uz padeves. Metināšanas invertors ir savienots caur šo termostatu.
Pie izejām ir jāinstalē taisngrieža diodes. Lai to izdarītu, jums būs jāatver metināšanas iekārtas korpuss un jālodē vadi pie izejas, pēc tam jāpiestiprina pie diodēm. Ja jūs tieši pieslēdzaties bez diodēm, uz tinumu plūst rektificēta sprieguma strāva, un spole darbosies kā elektromagnēts, nevis kā induktors.
Lai izveidotu indukcijas spoli, uzticamā izolācijas apvalkā ieteicams izmantot vara stiepli ar 1,5 mm šķērsgriezumu, ir nepieciešams veikt apmēram 90 pagriezienus
Dažās mūsdienu metināšanas mašīnās ir pieskāriena sensors, kas tiek iedarbināts, kad elektrods pieskaras darba virsmai. Šis brīdis ir jāņem vērā, lai sensors vai nu darbotos pareizajā laikā, vai arī neietekmētu mājās gatavota katla darbību.
Ja nepieredzējušam meistaram ir problēmas ar metināšanas iekārtas maiņu, viņam labāk ir meklēt profesionālu padomu.
Indukcijas katla ražošanai ar savām rokām varat ņemt jebkuru metināšanas mašīnu ar piemērotām īpašībām. Ja nepieciešams, ierīci var atkal izmantot metināšanai
Ja viss tiek izdarīts pareizi, metināšanas mašīnu nākotnē var izmantot paredzētajam mērķim. Būs nepieciešams atbrīvot vadītājus ar diodēm un salikt atkārtoti.Augstas frekvences maiņstrāvas ietekmē indukcijas spole izveidos magnētisko lauku.
Polimēru korpusa iekšpusē esošais metāls sāks uzkarst un pārnes siltumu ūdenī, kas cirkulē caur apkures loku. Ierīcei vajadzēs tikai dažas minūtes, lai sasildītu dzesēšanas šķidrumu.
Indukcijas sildītāja atrašanās vieta ir jāizvēlas pareizi. Iekārtai jāatrodas 800 mm zem griestiem, un vismaz 300 mm tai jābūt atdalītai no sienām un mēbelēm.
Daži vārdi par drošību
Mājas apstākļos gatavoti indukcijas katli parasti nav aprīkoti ar vadības un aizsardzības sistēmām, kas padara tos nedrošus. Tāpēc pirms vienības ieslēgšanas jums jāpārliecinās, ka korpusa dobums ir piepildīts ar šķidru dzesēšanas šķidrumu.
Ja sildītāja polimēra korpuss tiek pakļauts pastāvīgai karsēšanai, nemazgājot ar siltumnesēju, tas vienkārši izkusīs, dažreiz tas noved ne tikai pie sildītāja deformācijas, bet arī ar tā pilnīgu bojājumu.
Šāda veida vienības bieži izmanto metālu kvēlošanai un kausēšanai. Indukcijas sildītāja augsta temperatūra prasa īpašu uzmanību pievērst drošībai.
Arī izkausēta ķermeņa izkrišana no karsta metāla pildījuma var būt bīstama. Šajā gadījumā jums būs gandrīz pilnībā jāizjauc ierīce un jāizgatavo tai jauns sildīšanas elements.
Savienojums ar strāvas padevi jāveic caur atsevišķu kabeli no vairoga. Protams, ir nepieciešams rūpīgi noslēgt visus kontaktus ar izolāciju. Arī metināšanas iekārtas invertoram jābūt iezemētam, tas ir svarīgs drošības apsvērums.
Šajā gadījumā jums ir nepieciešams kabelis, kura šķērsgriezums ir vismaz četri milimetri. Daži eksperti iesaka dot priekšroku sešu milimetru kabelim. Lai novērstu mājās gatavota indukcijas sildītāja pārkaršanu ūdens trūkuma dēļ sistēmā, ieteicams sildītāja ieejā uzstādīt pārspiediena vārstu.
Indukcijas sildīšanas ierīce aizņem salīdzinoši maz vietas, taču tā ir jānovieto noteiktā attālumā no griestiem, sienām, mēbelēm utt.
Šāda veida mājās gatavota ierīce, kas nav aprīkota ar īpašu aizsardzības aprīkojumu, ir potenciāli bīstams priekšmets, kam nepieciešama pastāvīga uzraudzība. Tāpēc jums vajadzētu tērēt nedaudz vairāk naudas, bet iegādāties nepieciešamās ierīces.
Tajā pašā laikā tas nesāp aprēķināt izmaksas, iespējams, gatavā indukcijas katla pirkšana nemaksās daudz vairāk. Rūpnieciskās ierīces parasti ir aprīkotas ar visu nepieciešamo aizsardzību.
Šeit ir sniegtas citas mājās gatavota apkures sistēmas indukcijas katla versijas iespējas un pakāpeniska ražošanas tehnoloģija.
1. klips. Indukcijas sildīšanas principu pārskats:
2. klips. Interesanta iespēja indukcijas sildītāja ražošanai:
Lai uzstādītu indukcijas sildītāju, jums nav jāsaņem pārvaldes iestāžu atļauja, šādu ierīču rūpnieciskie modeļi ir pilnīgi droši, tie ir piemēroti gan privātmājai, gan parastam dzīvoklim. Bet mājās gatavotu vienību īpašniekiem nevajadzētu aizmirst par drošību.
Lūdzu, komentējiet materiālus, kurus mēs esam ierosinājuši pārskatīšanai. Uzdodiet jautājumus par interesantiem vai neskaidriem punktiem. Varbūt jums ir sava pieredze indukcijas katla būvniecībā vai uzstādīšanā? Zemāk komentāru sadaļā varat pastāstīt un ievietot unikālas fotogrāfijas.