Jak zrobić indukcyjny kocioł grzewczy własnymi rękami: wykonanie domowego generatora ciepła

Ludzie są rozpieszczani przez cywilizację i nie wyobrażają sobie istnienia bez jej dobrodziejstw. Do takich niewątpliwie zalicza się ogrzewanie budynków.Systemy grzewcze są stale udoskonalane, stają się coraz wydajniejsze i wygodniejsze w obsłudze.

Ale to nie wystarczy. Zgadzam się, wcale nie jest źle, jeśli urządzenia grzewcze są również ekonomiczne. I to pragnienie jest całkiem wykonalne - możesz zrobić indukcyjny kocioł grzewczy własnymi rękami. Jest w stanie nie tylko zapewnić wymagany poziom ogrzewania pomieszczenia, ale także bardzo oszczędnie wykorzystywać zasoby energii.

Co więcej, nawet początkujący mistrz może w razie potrzeby złożyć taki sprzęt. Jak to zrobić poprawnie i jakie materiały będą potrzebne do produkcji - szczegółowo przeanalizujemy te pytania w naszym artykule. Zastanówmy się najpierw nad konstrukcją i zasadą działania sprzętu, a także zaletami jego użytkowania.

Konstrukcja i zasada działania urządzeń

Zanim zaczniesz samodzielnie montować kocioł indukcyjny, musisz zrozumieć jego budowę i zasadę działania. I dopiero po zrozumieniu tych punktów możesz zacząć wytwarzać domowe produkty.

Jak działa kocioł indukcyjny?

Aby zrozumieć, jak działa sprzęt indukcyjny, należy zapoznać się z zasadą jego działania. Pamiętajmy więc o szkolnym kursie fizyki.

Gdy prąd elektryczny przepływa przez materiał przewodzący, wytwarza ciepło. W takim przypadku ilość otrzymanego ciepła będzie wprost proporcjonalna do napięcia i prądu.Wzór ten odkryli Joule i Lenz, od których pochodzi nazwa prawa fizycznego.

Ale prąd elektryczny może pojawić się w przewodniku nie tylko wtedy, gdy jest on bezpośrednio podłączony do źródła zasilania. Istnieje inna metoda, odkryta przed stuleciem przez M. Faradaya. Jest to metoda bezkontaktowa, która nie wymaga interakcji pomiędzy źródłem prądu a przewodnikiem.

Jego istota polega na tym, że gdy zmieniają się parametry pola magnetycznego przechodzącego przez przewodnik, pojawia się w nim emf, czyli siła elektromotoryczna.

Zjawisko to nazwano indukcją elektromagnetyczną. To właśnie wykorzystuje się w działaniu kotła indukcyjnego. Okazuje się, że jeśli istnieje pole elektromagnetyczne, wówczas pojawi się prąd elektryczny, a zatem nastąpi nagrzanie przewodnika.

W tym przypadku będzie on wytwarzany w sposób bezdotykowy, przy wykorzystaniu prądów indukowanych, czyli, jak się je też nazywa, prądów Foucaulta.

Indukcję elektromagnetyczną można uzyskać na dwa sposoby.W pierwszym przypadku, aby uzyskać indukcję, przewodnik obraca się lub porusza w stałym polu magnetycznym. Metodę tę stosuje się w generatorach elektrycznych.

Innym sposobem uzyskania indukcji jest pozostawienie przewodnika w miejscu, podczas gdy parametry pola magnetycznego, w którym się znajduje, czyli kierunek linii pola i natężenie, ulegają ciągłym zmianom.

Działanie każdego kotła indukcyjnego opiera się na zjawisku indukcji elektromagnetycznej

Byłoby to dość trudne, gdyby nie odkrycie Oersteda. Odkrył, że jeśli drut owinie się wokół cewki, to po podłączeniu źródła zasilania zamienia się on w elektromagnes. Kiedy zmienia się kierunek i siła prądu, zmienia się również pole magnetyczne generowane przez to urządzenie.

Jeśli przewodnik zostanie umieszczony w polu, powstanie w nim prąd elektryczny, któremu towarzyszy ogrzewanie.

Na tej zasadzie zaprojektowano kocioł indukcyjny. Jego konstrukcja jest bardzo prosta. Zawiera obudowę, która musi być izolowana termicznie i ekranowana. Wewnątrz umieszczona jest rura. Najlepiej, jeśli jest to stop, ale można zastosować również stal.

Jednak w tym drugim przypadku właściwości użytkowe urządzenia nieznacznie ucierpią. Rura jest zamontowana w tulei wykonanej z materiału dielektrycznego.

Czynnik chłodzący w kotłach indukcyjnych podgrzewany jest z umieszczonego wewnątrz stalowego rdzenia, który nagrzewa się prądami wirowymi powstającymi w polu elektromagnetycznym

Miedziana szyna zbiorcza jest nawinięta na tuleję na zasadzie cewki. Jest podłączony do źródła zasilania. Aby połączyć się z systemem grzewczym, stosuje się dwie rury, przez które przepływa płyn chłodzący.

Po podłączeniu zasilania prąd przepływa przez cewkę i aktywuje zmienne pole magnetyczne, które z kolei indukuje prądy wirowe wewnątrz rury. Ogrzewają ściany części i częściowo znajdujące się w niej chłodziwo.

Istnieją odmiany kotła indukcyjnego z kilkoma rurami o małej średnicy zainstalowanymi równolegle. Stosowane są zamiast jednej dużej rury. Daje to przyrost szybkości nagrzewania urządzenia.

W tej formie sprzęt może już działać, ale ogrzewanie będzie słabe. Aby go wzmocnić, należy przepuścić przez cewkę prąd elektryczny o wysokiej częstotliwości. Dlatego sprzęt należy uzupełnić o falownik i prostownik.

Prąd przemienny z sieci ma częstotliwość 50 Hz, co nie jest wystarczające do wydajnej pracy kotła indukcyjnego. Dlatego jest dostarczany do prostownika, gdzie jest przekształcany na stały.

Po czym trafia do falownika, czyli modułu elektronicznego z obwodem sterującym i dwoma kluczowymi tranzystorami. Urządzenie przetwarza prąd stały na wysoką częstotliwość.

Trzeba przyznać, że zastosowanie prostownika i falownika zwiększa koszt kotła indukcyjnego. Dlatego istnieją modele, które działają bez nich. Łączą się ze zwykłą siecią. Ale taki sprzęt ma imponujące wymiary, co pozwala zwiększyć jego wydajność. Urządzenia z falownikiem są bardziej kompaktowe.

Indukowane prądy wirowe bardzo szybko nagrzewają wymiennik ciepła i znajdującą się w nim ciecz

Podstawowe elementy urządzeń grzewczych

Każdy kocioł indukcyjny składa się z kilku elementów konstrukcyjnych:

• Induktor. Główna część urządzenia. Jest to rodzaj transformatora z dwoma uzwojeniami. Pierwotny jest nawinięty na rdzeń.Kiedy przepływa prąd, w tym miejscu powstaje pole elektromagnetyczne, tworząc prądy wirowe. Korpus kotła pełni funkcję uzwojenia wtórnego. Przejmuje prądy wirowe, nagrzewa się i przekazuje energię cieplną do płynu chłodzącego.
• Element grzejny. To jest rdzeń cewki. W przypadku kotła jest on wykonany w postaci rury o wystarczająco dużej średnicy lub kilku równolegle połączonych rur o mniejszym przekroju.
• Rury. Przeznaczony do włączenia urządzenia do sieci ciepłowniczej. Płyn chłodzący wpływa do urządzenia pojedynczo, przez drugi płyn opuszcza kocioł i jest dostarczany do obwodu grzewczego.
• Falownik. To urządzenie - falownik — przetwarza stały prąd elektryczny na prąd o wysokiej częstotliwości, który następnie jest dostarczany do cewki indukcyjnej.

Zanim przystąpimy do samodzielnego montażu należy dokładnie przemyśleć z czego i w jaki sposób będą wykonane główne elementy urządzenia. Niektóre z nich trzeba będzie wykonać samodzielnie, inne można kupić.

Można na przykład użyć falownika ze spawarki. Dobrze by było gdyby miał możliwość regulacji mocy.

Falownik przetwarza prąd stały na prąd o wysokiej częstotliwości. Aby wykonać domowe urządzenia, możesz użyć standardowego falownika do spawania

Wymieniliśmy główne elementy kotła indukcyjnego.

Zalety samodzielnego montażu urządzenia grzewczego

Kotły zasilane energią elektryczną tradycyjnie uważane są za nieekonomiczne. Biorąc pod uwagę, że koszt energii elektrycznej stale rośnie, kosztują ich właścicieli całkiem niezły grosz. Zalecamy zapoznanie się ze szczegółowymi informacjami na temat ogrzewania z kotła elektrycznego w Ten artykuł.

Kotły indukcyjne, choć zasilane energią elektryczną, są jednak dość ekonomiczne.

Ale to nie cała lista ich zalet.

Decydując się na instalację takiego urządzenia możesz zyskać:

• Szybkie nagrzewanie płynu chłodzącego. Zajmuje to średnio 3-5 minut.
• Sprawność jest bliska 100%, ponieważ prawie cała energia elektryczna zamieniana jest na ciepło.
• Wysoka temperatura podgrzewania cieczy w obiegu grzewczym, minimalna – 35°C.
• Brak kamienia na wewnętrznych powierzchniach urządzenia, co tłumaczy się drganiami występującymi podczas pracy urządzenia. Zapobiegają tworzeniu się osadów.
• Długa żywotność, ponieważ nie ma ruchomych ani trących mechanizmów i części. Dzięki temu sprzęt nie ulega zużyciu ani uszkodzeniu jego elementów.
• Nie ma konieczności usuwania produktów spalania i wykonywania częstych czynności konserwacyjnych.

Kotły indukcyjne nie mają wielu wad. Przede wszystkim jest to dość wysoki koszt sprzętu. Ponadto urządzenia podczas pracy wytwarzają delikatny dźwięk wibracji.

Kolejną wadą jest dość duża masa, co należy wziąć pod uwagę przy montażu urządzenia na ścianie.

Aby uzyskać maksymalny efekt wykorzystania kotła indukcyjnego, zarówno domowego, jak i seryjnego, należy połączyć je w grupę i używać naprzemiennie lub wszystkich na raz

Instrukcja montażu kotła indukcyjnego

Urządzenia do ogrzewania indukcyjnego można kupić w sklepie, ale ich koszt jest dość wysoki. Dlatego wielu rzemieślników domowych próbuje zrobić to własnymi rękami. Aby zrobić domowy kocioł indukcyjny, musisz przygotować materiały i narzędzia.

Najpierw musisz kupić falownik spawalniczy. Może to być niedrogie, ale wskazane jest, aby urządzenie było wyposażone w regulator prądu.

Dodatkowo należy zwrócić uwagę na siłę prądu z jaką pracuje urządzenie. Standardowa wartość dla falowników spawalniczych wynosi 15A. To nie wystarczy. Musisz poszukać mocniejszej jednostki.

Dodatkowo należy przygotować pręt lub drut ze stali nierdzewnej o średnicy około 7 mm. Należy go pokroić na kawałki o długości 40-50 mm. Zostaną umieszczone w polu elektromagnetycznym, gdzie będą się nagrzewać.

Element grzejny domowego urządzenia indukcyjnego wykonany jest z drutu miedzianego, do uzwojenia można użyć dowolnego cylindrycznego przedmiotu o odpowiedniej średnicy.

Aby wykonać korpus kotła, pobiera się grubościenną rurę z tworzywa sztucznego. Średnica części może się różnić, ale jak pokazuje praktyka, optymalną opcją jest średnica wewnętrzna 50 mm.

Adaptery służą do podłączenia urządzeń do instalacji grzewczej. Przez jeden z nich zimny płyn chłodzący będzie wpływać do kotła, a przez drugi gorący płyn będzie dostarczany do układu.

Fragmenty drutu należy umieścić w obudowie. Aby zapobiec ich wypadaniu, spód części pokryty jest metalową lub nylonową siatką o drobnych oczkach, która bezpiecznie łączy się z korpusem. Następnie możesz ułożyć drut w obudowie.

Teraz górna część części jest pokryta tą samą siatką co spód i jest przymocowana do ścianek części. Na końcach zakładane są adaptery. Rezultatem jest półfabrykat, z którego zostanie wykonana cewka indukcyjna.

Aby to zrobić, należy owinąć wokół niego emaliowany drut miedziany. Średnio trzeba zastosować 90 obrotów. Powinny znajdować się bliżej środka części. Należy je wykonać bardzo ostrożnie i równomiernie, aby uzyskać cewkę indukcyjną wysokiej jakości.

Powstałe urządzenie można zainstalować w systemie grzewczym. Odbywa się to w następujący sposób. Najpierw płyn chłodzący jest spuszczany z układu.

Następnie wybiera się miejsce, w którym kocioł zostanie zainstalowany. Rura w tym obszarze jest zaznaczona, po czym wycina się z niej fragment o długości równej urządzeniu grzewczemu.

Następnie w przygotowanym miejscu instalowany jest domowy kocioł indukcyjny. Cewka jest podłączona do falownika, a instalację można uznać za zakończoną. Potem znowu system napełniony płynem chłodzącym.

Drut miedziany jest ostrożnie nawinięty na plastikową rurkę z kawałkami metalowego drutu w środku.

Dopiero potem będziesz mógł przetestować nowe urządzenie. Musi być w nim płyn.

Jeśli włączysz kocioł indukcyjny na „na sucho”, plastikowa obudowa stopi się pod wpływem wysokiej temperatury. Doprowadzi to do częściowego zniszczenia systemu grzewczego, co jest niedopuszczalne.

Kolejnym ważnym punktem jest odpowiednie ułożenie uziemienia urządzenia grzewczego, bez którego jego bezpieczna praca nie jest możliwa.

Cechy kotła indukcyjnego Vortex

Zasada działania nagrzewnicy indukcyjnej jest już nam znana. Istnieje jego odmiana: wirowy kocioł indukcyjny lub VIN, który działa nieco inaczej.

Charakterystyczne cechy VIN

Podobnie jak jego indukcyjny odpowiednik, pracuje na napięciu wysokiej częstotliwości, dlatego musi być wyposażony w falownik. Osobliwością urządzenia VIN jest to, że nie ma ono uzwojenia wtórnego.

Jego rolę pełnią wszystkie metalowe części urządzenia. Są koniecznie wykonane z materiałów wykazujących właściwości ferromagnetyczne. Zatem po przyłożeniu prądu do uzwojenia pierwotnego urządzenia natężenie pola elektromagnetycznego gwałtownie wzrasta.

To z kolei generuje prąd, którego siła gwałtownie wzrasta. Prądy wirowe powodują odwrócenie namagnesowania, w wyniku czego wszystkie powierzchnie ferromagnetyczne nagrzewają się bardzo szybko, niemal natychmiast.

Urządzenia Vortex są dość kompaktowe, ale ze względu na zastosowanie metalu ich waga jest wysoka. Ma to tę dodatkową zaletę, że wszystkie masywne elementy obudowy biorą udział w wymianie ciepła. Zatem wydajność urządzenia zbliża się do 100%.

Tę cechę urządzenia należy wziąć pod uwagę, jeśli zdecydujesz się samodzielnie wykonać kocioł VIN. Może być wykonany wyłącznie z metalu, nie należy używać plastiku.

Główną różnicą między wirowym kotłem indukcyjnym jest to, że jego korpus działa jak uzwojenie wtórne. Dlatego zawsze jest wykonany z metalu

Jak zamontować urządzenie indukcyjne wirowe?

Jak już wiemy, taki kocioł różni się od swojego indukcyjnego odpowiednika, jednak samodzielne wykonanie jest równie łatwe. To prawda, że ​​​​teraz będziesz potrzebować umiejętności spawania, ponieważ urządzenie musi być zmontowane wyłącznie z części metalowych.

Do pracy będziesz potrzebować:

• Dwa kawałki grubościennej metalowej rury o jednakowej długości. Ich średnice muszą być różne, aby jedna część mogła zostać umieszczona w drugiej.
• Nawojowy (emaliowany) drut miedziany.
• Falownik trójfazowy, może ze spawarki, ale jak najmocniejszy.
• Obudowa do izolacji termicznej kotła.

Teraz możesz zabrać się do pracy. Zaczynamy od wykonania korpusu przyszłego kotła. Bierzemy rurę o większej średnicy i wkładamy drugą część do środka. Należy je zespawać jeden z drugim, aby między ściankami elementów pozostał pewien odstęp.

Powstała część w przekroju będzie przypominać kierownicę. Jako podstawę i pokrywę obudowy zastosowano blachę stalową o grubości co najmniej 5 mm.

Rezultatem jest wydrążony cylindryczny zbiornik. Teraz musisz wyciąć w jego ścianach rury doprowadzające zimną i odprowadzającą gorącą ciecz. Konfiguracja rury i jej średnica zależą od rur instalacji grzewczej, mogą być potrzebne dodatkowe adaptery.

Następnie możesz rozpocząć nawijanie drutu. Jest on starannie nawinięty na korpus kotła pod odpowiednim naprężeniem.

Schemat ideowy domowego kotła indukcyjnego typu wirowego

W rzeczywistości nawinięty drut będzie służył jako element grzejny, dlatego zaleca się przykrycie korpusu urządzenia obudową termoizolacyjną. W ten sposób możliwe będzie zatrzymanie maksymalnego ciepła, a tym samym zwiększenie wydajności urządzenia i uczynienie go bezpiecznym.

Teraz musisz podłączyć kocioł do systemu grzewczego. W tym celu chłodziwo jest spuszczane, wymagana długość rury jest odcinana, a urządzenie jest przyspawane na swoim miejscu.

Pozostaje tylko zasilić urządzenie grzewcze i nie zapomnieć o podłączeniu do niego falownika. Urządzenie jest gotowe do użycia. Ale przed testowaniem należy napełnić linię płynem chłodzącym.

Nie wiesz jaki płyn chłodzący wybrać do wypełnienia obwodu? Zalecamy przeczytanie Charakterystyka różnych chłodziw oraz zalecenia dotyczące wyboru optymalnego rodzaju płynu do obiegu grzewczego.

Dopiero po wpompowaniu płynu chłodzącego do układu należy przeprowadzić jazdę próbną.

Najpierw musisz uruchomić urządzenie przy minimalnej mocy i dokładnie monitorować jakość spoin. Jeśli wszystko jest w porządku, zwiększamy moc do maksimum.

Na naszej stronie internetowej znajduje się kolejna instrukcja wykonania urządzenia indukcyjnego, które można wykorzystać do podgrzania płynu chłodzącego w systemie grzewczym. Aby zapoznać się z procesem montażu nagrzewnicy indukcyjnej przejdź do ten link.

Niezwykły model urządzenia indukcyjnego

Ta modyfikacja kotła indukcyjnego może wydawać się bardzo nietypowa, jednak ma prawo istnieć.

Co więcej, praktyka pokazuje, że takie urządzenie jest znacznie bardziej ekonomiczne niż standardowy kocioł z elementem grzejnym. Ogrzanie standardowego banknotu trzyrublowego zajmie około 1,8-2,5 kW na godzinę, podczas gdy kocioł elektryczny wyda co najmniej 6 kW.

Przy produkcji domowych kotłów indukcyjnych do nawijania rdzenia stosuje się wyłącznie specjalny drut miedziany.

W rzeczywistości kocioł jest wymiennikiem ciepła wbudowanym w system grzewczy, który jest podgrzewany za pomocą indukcyjnej kuchenki elektrycznej.

Ważnym ogniwem w projekcie jest wymiennik ciepła, który musi być kompaktowy, niezawodny i możliwie najtańszy. Z obliczeń wynika, że ​​do ogrzania mieszkania o powierzchni około 50 metrów kwadratowych. m, wystarczające będzie urządzenie działające z 40 litrami płynu chłodzącego.

Oznacza to, że będziesz potrzebować płaskiego metalowego zbiornika, którego wymiary wahają się od 50 x 600 x 500 mm. Całkiem możliwe jest samodzielne wykonanie takiego pojemnika, spawając go z rur profilowych 50x50.

Prace wykonywane są w następującej kolejności:

• Rura 50x50 jest cięta na kawałki o długości 600 mm. W sumie powinno być 9-10 sztuk.
• Powstałe sekcje spawa się ze sobą zgodnie z zasadą „od ściany do ściany” tak, aby uzyskać ciągły rząd rur.
• Z rury wycina się jeszcze dwie sekcje, tak aby ich długość była równa szerokości powstałego przedmiotu obrabianego.
• Z obu powstałych fragmentów rur odcięta jest jedna ściana.
• Część montuje się wyciętą częścią na zespawanych ze sobą rurach, dzięki czemu uzyskuje się półfabrykat przypominający kolektor. Fragment jest przyspawany do wymiennika ciepła.
• Drugi odcinek rury instaluje się w ten sam sposób po przeciwnej stronie.
• Dysze są przyspawane do przeciwległych sekcji wymiennika ciepła w celu podłączenia do systemu grzewczego.
• Konstrukcja jest starannie parzona, ponieważ musi być całkowicie uszczelniona.

Wymiennik ciepła jest gotowy, można go zamontować na miejscu i można pod nim zasilić źródło ciepła. Praktyka pokazuje, że najlepiej taki system zamontować w łazience, stosując montaż pionowy.

Źródłem ciepła do ogrzewania mieszkania może stać się zwykła kuchenka indukcyjna

Wymiennik ciepła jest przyspawany do systemu grzewczego, a płytka znajduje się między nim a ścianą.

Domowi rzemieślnicy twierdzą, że jeśli podłączysz falownik do takiego urządzenia, jego zużycie energii zostanie znacznie zmniejszone.

Czy po przeczytaniu instrukcji wykonanie domowych kotłów wydaje Ci się trudne i niebezpieczne? Czy masz wątpliwości, że domowy produkt będzie bardziej ekonomiczny w zużyciu energii elektrycznej do podgrzewania płynu chłodzącego w systemie grzewczym? W takim przypadku najlepszym rozwiązaniem będzie zakup gotowego urządzenia grzewczego.

Na naszej stronie internetowej znajdują się przydatne materiały dotyczące wyboru najlepszego kotła elektrycznego oraz ranking najpopularniejszych modeli wśród kupujących. Zalecamy również zapoznanie się z funkcjami obliczania zużycia energii przez kocioł i innymi opcjami ogrzewania elektrycznego w domu:

• Kocioł elektryczny do ogrzewania domu prywatnego: przegląd dziesięciu najlepszych modeli kotłów elektrycznych
• Ile energii elektrycznej zużywa kocioł elektryczny: zasady obliczeń
• Ogrzewanie elektryczne w prywatnym domu: przegląd rodzajów systemów dla domu wiejskiego

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Jak samodzielnie zamontować kocioł indukcyjny:

Jak działa domowa nagrzewnica indukcyjna:

Co to jest ogrzewanie indukcyjne:

Kocioł indukcyjny jest najbardziej ekonomicznym i wydajnym ze wszystkich urządzeń grzewczych zasilanych energią elektryczną. Istnieje wiele modyfikacji domowych urządzeń indukcyjnych, możesz wybrać dowolny, który jest najbardziej odpowiedni dla warunków pracy.

Aby kupić takie urządzenie w sklepie, będziesz musiał wydać znaczną kwotę, więc rzemieślnicy nauczyli się je robić sami.

Czy używasz domowego kotła indukcyjnego jako urządzenia grzewczego? Udostępnij zdjęcie swojego domowego produktu i instrukcję montażu w sekcji komentarzy.

A może dopiero zaczynasz budowę kotła i po przeczytaniu naszego artykułu nadal masz nierozwiązane pytania? Nie wahaj się ich zapytać – postaramy się Ci pomóc.