Hogyan készítsünk indukciós fűtőkazánt saját kezűleg: házi készítésű hőfejlesztő készítése

Az emberek el vannak kényeztetve a civilizációval, és nem képzelik el a létezést annak javai nélkül. Közéjük tartozik kétségtelenül az épületek fűtése is. A fűtési rendszerek folyamatosan fejlődnek, és egyre hatékonyabbá és kényelmesebbé válnak a használatban.

De ez kevés. Egyetérthet, nem rossz, ha a fűtőberendezés gazdaságos is. És ez a vágy teljesen megvalósítható – saját kezűleg is készíthetünk indukciós fűtőkazánt. Az nemcsak a helyiség szükséges fűtési szintjét képes biztosítani, hanem az energiaforrásokat is nagyon takarékosan használja fel.

Ráadásul ilyen berendezést kívánság szerint akár egy kezdő mester is össze tud szerelni. Hogyan kell ezt helyesen csinálni és milyen anyagokra lesz szükség a készítéshez – ezeket a kérdéseket részletesen megvizsgáljuk cikkünkben. Előzetesen tekintsük át a berendezés felépítését és működési elvét, valamint használatának előnyeit.

A berendezés felépítése és működési elve

Mielőtt az indukciós kazán önálló összeszerelésébe kezdenénk, tisztázni kell annak felépítését és működési elvét. És csak ezen pontok tisztázása után lehet hozzáfogni a házi készítésű eszköz elkészítéséhez.

Hogyan működik az indukciós kazán?

Ahhoz, hogy megértsük, hogyan működik az indukciós berendezés, meg kell ismerkednünk a működési elvével. Ezért emlékezzünk vissza az iskolai fizikatananyagra.

Amikor elektromos áram halad át egy vezető anyagon, az hőt bocsát ki. A kapott hő mennyisége egyenesen arányos a feszültséggel és az áramerősséggel. Ezt az összefüggést Joule és Lenz fedezte fel, akikről a fizikai törvényt elnevezték.

De az elektromos áram nem csak úgy jelenhet meg a vezetőben, ha közvetlenül csatlakoztatjuk egy áramforráshoz. Van még egy másik módszer, amelyet M. Faraday fedezett fel a 19. században. Ez egy érintkezés nélküli módszer, amely nem jár az áramforrás és a vezető közötti kölcsönhatással.

A lényege az, hogy amikor a vezetőn áthaladó mágneses mező paraméterei megváltoznak, abban elektromotoros erő (EMF) keletkezik.

Ezt a jelenséget elektromágneses indukciónak nevezték el. Pont ezt használják az indukciós kazán működésében. Ebből az következik, hogy ha van EMF, akkor elektromos áram is lesz, és a vezető ennek megfelelően felmelegszik.

Ebben az esetben ez érintkezés nélkül történik, indukált áramok segítségével, amelyeket Foucault-áramoknak is neveznek.

Az elektromágneses indukciót kétféleképpen lehet előállítani. Az első esetben az indukció létrehozásához a vezetőt egy állandó mágneses mezőben forgatják vagy mozgatják. Ezt a módszert használják az elektromos generátorokban.

Az indukció elérésének másik módja az, amikor a vezető mozdulatlan marad, miközben a mágneses mező paraméterei, amelyben található, azaz az erővonalak iránya és intenzitása folyamatosan változnak.

Minden indukciós kazán működésének alapja az elektromágneses indukció jelensége.

Ezt elég nehéz lenne megtenni, ha nem lenne Oersted felfedezése. Ő rájött, hogy ha egy tekercsre vezetéket tekernek, akkor áramforrás csatlakoztatásakor az elektromágnessé válik. Az áram irányának és erősségének változásával a mágneses mező is változik, amelyet ez a berendezés generál.

Ha azonban a mező belsejébe helyezünk egy vezetőt, abban elektromos áram keletkezik, ami felmelegedéssel jár.

Pontosan ezen az elven alapul az indukciós kazán. A felépítése nagyon egyszerű. Tartalmaz egy házat, amelynek hőszigeteltnek és árnyékoltak kell lennie. Belül egy cső található. A legjobb, ha az ötvözetből készül, de acél is használható.

Igaz, ez utóbbi esetben a berendezés üzemeltetési jellemzői némileg romlanak. A csövet egy dielektromos anyagból készült hüvelybe helyezik.

Az indukciós típusú kazánokban a hőhordozó a belül elhelyezkedő acélmagtól melegszik fel, amelyet az elektromágneses mezőben keletkező örvényáramok melegítenek.

A hüvely felületére tekercs elv szerint rézsínt tekernek. Ezt az áramforráshoz csatlakoztatják. A fűtési rendszerbe való beépítéshez két csatlakozócsonkot használnak, amelyeken keresztül a hőhordozó áramlik.

Tápellátáskor az áram áthalad a tekercsen, és váltakozó mágneses mezőt hoz létre, amely viszont örvényáramokat indukál a cső belsejében. Ezek felmelegítik az alkatrész falait, és részben a benne lévő hőhordozót is.

Léteznek olyan indukciós kazánváltozatok, amelyekben több kis átmérőjű cső van párhuzamosan elhelyezve. Ezeket egy nagy cső helyett használják. Ez előnyt jelent a készülék felmelegedési sebességében.

Ilyen formában a berendezés már működhet, de a fűtés gyenge lesz. A fűtés fokozásához nagyfrekvenciás elektromos áramot kell átvezetni a tekercsen. Ezért a berendezést feltétlenül ki kell egészíteni egy inverterrel és egy egyenirányítóval.

A hálózati váltakozó áram frekvenciája 50 Hz, ami nem elegendő az indukciós kazán hatékony működéséhez. Ezért az áramot az egyenirányítóra vezetik, ahol egyenárammá alakul.

Ezután az inverterre kerül, amely egy vezérlőáramkörrel ellátott elektronikus modulból és két kapcsoló tranzisztorból áll. A készülék az egyenáramot nagyfrekvenciás árammá alakítja.

El kell ismerni, hogy az egyenirányító és az inverter használata növeli az indukciós kazán költségét. Ezért vannak olyan modellek, amelyek ezek nélkül működnek. Ezeket a szokásos hálózatra csatlakoztatják. De az ilyen berendezések jelentős méretűek, ami lehetővé teszi a hatékonyságuk növelését. Az inverterrel ellátott készülékek kompaktabbak.

Az indukált örvényáramok nagyon gyorsan felmelegítik a hőcserélőt és a benne lévő folyadékot

A fűtőberendezés alapvető elemei

Bármely indukciós típusú kazán több szerkezeti elemből áll:

• Induktor. A készülék fő alkatrésze. Ez egyfajta transzformátor két tekercseléssel. A primer tekercs a magra van feltekerve. Az áram áthaladásakor itt jön létre az elektromágneses mező, amely örvényáramokat hoz létre. A kazán háza másodlagos tekercsként működik. Ez veszi fel az örvényáramokat, felmelegszik, és hőenergiát ad át a hőhordozónak.
• Fűtőelem. Ez a tekercs magja. A kazánnál ez egy kellően nagy átmérőjű cső vagy több, egymással párhuzamosan összekötött, kisebb keresztmetszetű cső formájában készül.
• Csonkok. A készülék hőhálózatba való beépítésére szolgálnak. Az egyiken keresztül a hőhordozó bejut a készülékbe, a másikon keresztül a folyadék elhagyja a kazánt, és a fűtési körbe kerül.
• Inverter. Ez a készülék – inverter – az egyenáramot nagyfrekvenciás árammá alakítja, amelyet aztán az induktorra vezetnek.

Mielőtt hozzákezdene a saját összeszereléshez, alaposan át kell gondolnia, miből és hogyan készülnek a készülék fő elemei. Némelyiket saját magának kell elkészítenie, másokat pedig megvásárolhat.

Például használhat egy hegesztőgépből származó invertert. Jó, ha rendelkezik teljesítményszabályozási lehetőséggel.

Az inverter az egyenáramot nagyfrekvenciássá alakítja. Házi készítésű eszközök gyártásához használható egy szabványos hegesztő inverter.

Felsoroltuk az indukciós kazán fő alkatrészeit.

A fűtőkészülék önálló összeszerelésének előnyei

Az elektromos kazánokat hagyományosan nem gazdaságosnak tartják. Tekintettel arra, hogy az áram ára folyamatosan emelkedik, a tulajdonosok számára 'egy szép kis összegbe' kerülnek. Az elektromos kazános fűtésről részletes információkat ajánlunk megnézni ebben a cikkben.

Az indukciós kazánok azonban, bár elektromos árammal működnek, elég gazdaságosak.

De ez még nem az előnyeik teljes listája.

Ha úgy dönt, hogy ilyen készüléket telepít, a következőket kaphatja:

• A hőhordozó gyors felmelegítése. Ez átlagosan 3-5 percet vesz igénybe.
• Közel 100%-os hatásfok, mivel szinte minden elektromos energia hővé alakul.
• A fűtési körben lévő folyadék magas hőmérsékletű felmelegítése, minimum 35 °C.
• A készülék belső felületein nincs vízkőlerakódás, ami a készülék működése során keletkező rezgéseknek köszönhető. Ezek megakadályozzák a lerakódások kialakulását.
• Hosszú élettartam, mivel nincsenek mozgó és súrlódó mechanizmusok és alkatrészek. Ennek megfelelően nincs berendezéskopás és alkatrészkárosodás.
• Nincs szükség égéstermékek elvezetésére és gyakori karbantartási tevékenységekre.

Az indukciós kazánoknak nincs túl sok hátrányuk. Először is, a berendezés meglehetősen magas ára. Ezenkívül működés közben a készülékek enyhe vibrációs zajt adnak ki.

Még egy hátrány: a készülék elég nagy tömege, amelyet feltétlenül figyelembe kell venni a falra szereléskor.

Ahhoz, hogy a legnagyobb hatást érjük el az indukciós kazán (legyen az házilag készített vagy sorozatgyártott) használatával, csoportosan kell csatlakoztatni őket, és felváltva vagy egyszerre mindet használni.

Az indukciós kazán összeszerelési útmutatója

Indukciós fűtőberendezéseket lehet vásárolni a boltban, de az áruk elég magas. Ezért sok házi barkácsoló megpróbálja saját kezűleg elkészíteni. A házilag készített indukciós kazán elkészítéséhez elő kell készíteni az anyagokat és szerszámokat.

Először be kell szerezni egy hegesztő invertert. Lehet olcsó is, de kívánatos, hogy a készülék rendelkezzen áramerősség-szabályozóval.

Ezenkívül figyelni kell arra az áramerősségre, amellyel a készülék működik. A hegesztő inverterek szokásos értéke 15A. Ez nem lesz elég. Erősebb készüléket kell keresni.

Ezen kívül elő kell készíteni 7 mm vagy hasonló átmérőjű rozsdamentes huzalt vagy drótot. 40-50 mm hosszú darabokra kell vágni. Ezeket elektromágneses mezőbe helyezik, ahol felmelegszenek.

A házi készítésű indukciós készülék fűtőeleme rézhuzalból készül, amelynek feltekercseléséhez bármilyen megfelelő átmérőjű hengeres tárgy használható.

A kazán testének elkészítéséhez vastag falú műanyag csövet veszünk. Az alkatrész átmérője változhat, de a gyakorlat azt mutatja, hogy az optimális megoldás 50 mm belső átmérő.

A berendezés fűtési rendszerhez való csatlakoztatásához átmeneti idomokat használnak. Az egyiken keresztül hideg hőhordozó áramlik a kazánba, a másikon keresztül pedig forró folyadék kerül a rendszerbe.

A huzaldarabokat a testbe kell helyezni. Hogy ki ne essenek, az alkatrész alját finomszemű fém vagy nylon hálóval fedjük le, amelyet biztonságosan rögzítünk a testhez. Ezután a huzalt be lehet helyezni a test belsejébe.

Most az alkatrész felső részét ugyanolyan hálóval fedjük le, mint az alját, és rögzítjük az alkatrész falaihoz. Mindkét végére ráhelyezzük az átmeneti idomokat. Így kapunk egy nyersdarabot, amelyből az indukciós tekercs készül.

Ehhez zománcozott rézhuzalt kell rátekercselni. Átlagosan 90 menetet kell feltenni. Ezeknek az alkatrész középpontjához közel kell elhelyezkedniük. Nagyon óvatosan és egyenletesen kell elkészíteni, hogy jó minőségű indukciós tekercset kapjunk.

A kapott készülék beépíthető a fűtési rendszerbe. Ez a következőképpen történik. Először a hőhordozót leengedik a rendszerből.

Ezt követően kiválasztják a helyet, ahová a kazán kerül. A csövet ezen a szakaszon megjelölik, majd kivágnak belőle egy akkora darabot, amilyen hosszú a fűtőberendezés.

Ezután az előkészített helyre felszerelik a házi készítésű indukciós kazánt. A tekercset összekötik az inverterrel, ezzel a szerelés befejezettnek tekinthető. Ezt követően a rendszert újra feltöltik hőhordozó közeggel.

A műanyag csőre – amelyben fémdrótdarabok találhatók – óvatosan rátekerik a rézhuzalt.

Csak ezt követően lehet tesztelni az új eszközt. Abban feltétlenül folyadéknak kell lennie.

Ha az indukciós kazánt „szárazon” kapcsolják be, a műanyag burkolat a magas hőmérséklettől megolvad. Ez a fűtési rendszer részleges károsodásához vezet, ami elfogadhatatlan.

Egy másik fontos szempont a fűtőberendezés szakszerű földelésének kialakítása, amely nélkül annak biztonságos üzemeltetése lehetetlen.

Az örvény-indukciós kazán jellemzői

Az indukciós fűtőberendezés működési elvét már ismerjük. Létezik egy változata: az örvényáramú indukciós kazán (röviden VIN), amely némileg eltérően működik.

A VIN jellemző vonásai

Az indukciós változathoz hasonlóan nagyfrekvenciás feszültséggel működik, ezért feltétlenül inverterrel kell felszerelni. A VIN berendezés sajátossága, hogy nem rendelkezik szekunder tekerccsel.

A szerepét a készülék összes fém alkatrésze tölti be. Ezeket kötelezően olyan anyagokból készítik, amelyek ferromágneses tulajdonságokat mutatnak. Így amikor a primer tekercsre áram kerül, az elektromágneses térerősség hirtelen megnő.

Ez viszont olyan áramot generál, amelynek erőssége rohamosan növekszik. Az örvényáramok átmágnesezést idéznek elő, melynek következtében az összes ferromágneses felület nagyon gyorsan, szinte azonnal felmelegszik.

Az örvényáramú berendezések meglehetősen kompaktak, de a fémhasználat miatt a súlyuk nagy. Ez további előnyt jelent, mivel a ház minden masszív eleme részt vesz a hőcserében. Így a berendezés hatásfoka megközelíti a 100%-ot.

Ezt a berendezés-sajátosságot figyelembe kell venni, ha úgy döntenek, hogy saját kezűleg készítenek VIN kazánt. Az csak fémből készülhet, műanyagot nem szabad használni.

Az örvényáramú indukciós kazán fő különbsége, hogy a háza szekunder tekercsként szolgál. Ezért mindig fémből készítik.

Hogyan szereljünk össze egy örvény-indukciós készüléket?

Mint már tudjuk, ez a kazán eltér az indukciós változatától, azonban saját kezűleg elkészíteni szintén nem nehéz. Igaz, most hegesztési készségekre lesz szükség, hiszen a berendezést csak fém alkatrészekből kell összeállítani.

A munkához szükséges:

• Két azonos hosszúságú darab vastag falú fémcső. Átmérőik különbözők legyenek, hogy az egyik darabot a másikba lehessen helyezni.
• Zománcozott réz tekercselőhuzal.
• Háromfázisú inverter, lehet hegesztőberendezésből, de a lehető legerősebb.
• Hőszigetelő burkolat a kazánhoz.

Most hozzáláthatunk a munkához. Kezdjük a jövőbeli kazán testének elkészítésével. Fogjuk a nagyobb átmérőjű csövet, és helyezzük bele a második darabot. Ezeket egymásba kell hegeszteni úgy, hogy az elemek falai között bizonyos távolság maradjon.

A kapott darab metszetben egy fánkra emlékeztet. A test alapjaként és fedeleként legalább 5 mm vastagságú acéllemezt használunk.

Ennek eredményeként egy hengeres alakú üres tartályt kapunk. Most a falába kell belevágni a hideg folyadék bevezető és a meleg folyadék elvezető csövek csonkjait. A csonk konfigurációja és átmérője a fűtési rendszer csöveitől függ, esetleg további átmeneti idomokra is szükség lehet.

Ezután hozzáfoghatunk a huzal feltekercseléséhez. Óvatosan, megfelelő feszítéssel kell feltekerni a kazán testére.

A házilag készített örvénytípusú indukciós kazán elvi kapcsolási rajza

Tulajdonképpen a fűtőelem a feltekercselt huzal lesz, ezért a készülék testét ajánlatos hőszigetelő burkolattal ellátni. Így sikerül megtartani a hő maximumát, és ezáltal növelni a berendezés hatásfokát, valamint biztonságossá tenni azt.

Most a kazánt be kell építeni a fűtési rendszerbe. Ehhez leeresztjük a hőhordozó közeget, levágjuk a megfelelő hosszúságú csőszakaszt, és a helyére behegesztjük a készüléket.

Már csak a fűtőberendezés áramellátását kell megoldani, és nem szabad elfelejteni hozzácsatlakoztatni az invertert. A készülék üzemkész. De mielőtt elvégeznénk a teszteket, fel kell tölteni a vezetéket hőhordozó közeggel.

Nem tudja, milyen hőhordozó közeget válasszon a kör feltöltéséhez? Javasoljuk, hogy ismerkedjen meg a különböző hőhordozó közegek jellemzőivel és a fűtési körhöz optimális folyadéktípus kiválasztására vonatkozó ajánlásokkal.

Csak a hőhordozó közeg rendszerbe való betöltése után szabad elvégezni a próbaindítást.

Először a készüléket minimális teljesítményen kell elindítani, és figyelmesen ellenőrizni a hegesztési varratok minőségét. Ha minden rendben van, a teljesítményt maximumra növeljük.

Weboldalunkon található egy másik útmutató is egy indukciós készülék elkészítéséhez, amely a fűtési rendszer hőhordozó közegének melegítésére használható. Az indukciós fűtőberendezés összeszerelési folyamatának megismeréséhez kattintson erre a linkre.

Az indukciós készülék szokatlan modellje

Ez az indukciós kazán módosítása nagyon szokatlannak tűnhet, de teljes mértékben létjogosultsággal rendelkezik.

Ráadásul a gyakorlat azt mutatja, hogy ez a készülék sokkal gazdaságosabb, mint a hagyományos fűtőbetétes kazán. Egy átlagos háromszobás lakás fűtésére körülbelül 1,8–2,5 kW/óra lesz szükség, míg egy elektromos kazán legalább 6 kW-ot fogyaszt.

Házi készítésű indukciós kazánok készítésekor a magra történő tekercseléshez csak speciális tekercselő rézhuzalt használnak.

Tulajdonképpen a kazán egy a fűtési rendszerbe beépített hőcserélő, amelyet egy indukciós elektromos főzőlap melegít.

A szerkezet fontos láncszeme a hőcserélő, amelynek kompaktnak, megbízhatónak és lehetőség szerint olcsónak kell lennie. A számítások szerint egy körülbelül 50 négyzetméteres lakás fűtéséhez elegendő lesz egy 40 liter hőhordozóval működő eszköz.

Vagyis szükség lesz egy lapos fémtartályra, amelynek méretei 50×600×500 mm között változnak. Egy ilyen tartályt könnyen elkészíthetünk saját kezűleg, 50×50-es profilcsövekből összehegesztve.

A munkálatokat a következő sorrendben kell elvégezni:

• Az 50×50-es csövet 600 mm hosszúságú darabokra vágják. Összesen 9–10 darabnak kell lennie.
• A kapott darabokat egymáshoz hegesztik a „fal falhoz” elve alapján, hogy egy tömör csősor keletkezzen.
• A csőből további két darabot vágnak le úgy, hogy a hosszúságuk megegyezzen a kapott előgyártmány szélességével.
• Mindkét kapott csődarabból levágják az egyik falat.
• Az alkatrészt a levágott résszel az összehegesztett csövekre helyezik, hogy egy kollektorra emlékeztető előgyártmány keletkezzen. A darabot a hőcserélőhöz hegesztik.
• Hasonlóképpen a második csődarabot is felszerelik az ellenkező oldalra.
• A hőcserélő átlósan ellentétes részeibe csonkokat hegesztenek a fűtési rendszerhez való csatlakoztatáshoz.
• A szerkezetet alaposan körülhegesztik, mivel teljesen tömítettnek kell lennie.

A hőcserélő készen áll, be lehet szerelni a helyére, alá kell vezetni a hőforrást. A gyakorlat azt mutatja, hogy a legjobb egy ilyen rendszert a fürdőszobában telepíteni, függőleges szereléssel.

Egy hagyományos indukciós főzőlap hőforrássá válhat egy lakás fűtéséhez.

A hőcserélőt a fűtési rendszerbe hegesztik, a főzőlap pedig a hőcserélő és a fal között helyezkedik el.

A házi barkácsolók azt állítják, hogy ha egy ilyen eszközhöz invertert csatlakoztatnak, az energiafogyasztása jelentősen csökken.

Az utasítások elolvasása után a házi kazánok készítése bonyolult és veszélyes foglalkozásnak tűnik Önnek? Kételkedik abban, hogy a házi készítésű eszköz gazdaságosabban fogyasztja az áramot a fűtési rendszer hőhordozójának felmelegítéséhez? Ebben az esetben egy kész fűtőegység vásárlása lesz a legjobb megoldás.

Weboldalunkon hasznos anyagok találhatók a legjobb elektromos kazán kiválasztásához, valamint a vásárlók körében legnépszerűbb modellek rangsora. Továbbá javasoljuk, hogy ismerkedjen meg a kazán energiafogyasztásának számítási sajátosságaival és a ház elektromos fűtési lehetőségeivel:

• Elektromos kazán magánház fűtésére: tíz legjobb elektromos kazánmodell áttekintése
• Mennyi áramot fogyaszt az elektromos kazán: számítási szabályok
• Elektromos fűtés magánházban: a vidéki ház rendszereinek áttekintése

Következtetések és hasznos vidéó a témából

Hogyan építsünk saját kezűleg indukciós kazánt:

Hogyan működik a házi készítésű indukciós fűtőberendezés:

Mi az indukciós fűtés:

Az indukciós kazán a legtakarékosabb és leghatékonyabb az összes elektromos fűtőberendezés közül. Számos házi készítésű indukciós eszköz létezik, amelyek közül kiválaszthatja a használati körülményekhez leginkább illőt.

Ahhoz, hogy ilyen eszközt vásároljon a boltban, jelentős összeget kell költenie, ezért a házi barkácsolók megtanulták, hogyan készítsék el őket maguk.

Ön házi készítésű indukciós kazánt használ fűtőberendezésként? Osztozzon meg a barkácsolt készülék fényképével és az összeszerelési tanácsokkal a hozzászólások között.

Vagy talán éppen most készül a kazán elkészítésére, és a cikkünk elolvasása után megválaszolatlan kérdései maradtak? Ne habozzon feltenni őket – igyekszünk segíteni.