Indukciós fűtőberendezés készítése saját kezűleg hegesztő inverterből

Az indukciós fűtőkazánok – olyan készülékek, amelyek nagyon magas hatásfokkal rendelkeznek. Lehetővé teszik az elektromos áram költségeinek jelentős csökkentését a hagyományos, fűtőbetétekkel ellátott készülékekhez képest.

Az ipari gyártású modellek nem olcsók. Azonban bármely otthoni mester, aki rendelkezik egy egyszerű szerszámkészlettel, elkészítheti saját kezűleg az indukciós fűtőberendezést. Segítségképpen részletes leírást nyújtunk a működési elvről és a hatékony fűtőberendezés összeszereléséről.

Az indukciós fűtőberendezés működési elve

Az indukciós fűtés lehetetlen három alapvető elem használata nélkül:

• induktor;
• generátor;
• fűtőelem.

Az induktor egy tekercs, amely általában rézhuzalból készül, és segítségével mágneses mezőt generálnak. A váltakozó áramú generátort arra használják, hogy nagyfrekvenciás áramot állítsanak elő a szabványos, 50 Hz frekvenciájú háztartási elektromos hálózatból.

Fűtőelemként olyan fémtárgyat használnak, amely képes hőenergiát elnyelni a mágneses mező hatására. Ha ezeket az elemeket helyesen csatlakoztatják, nagy teljesítményű készüléket kaphatnak, amely kiválóan alkalmas folyékony hőhordozó felmelegítésére és otthon fűtésére.

A generátor segítségével a megfelelő jellemzőkkel rendelkező elektromos áramot az induktorra, azaz a réztekercsre juttatják. Amikor áthalad rajta, a töltött részecskék árama mágneses mezőt hoz létre.

Az indukciós fűtőberendezések működési elve azon alapul, hogy a vezetők belsejében elektromos áramok keletkeznek a mágneses mezők hatására.

A mező sajátossága, hogy nagy frekvenciákon képes megváltoztatni az elektromágneses hullámok irányát. Ha ebbe a mezőbe helyezünk egy fémtárgyat, az közvetlen induktorral való érintkezés nélkül kezd felmelegedni a keletkezett örvényáramok hatására.

A nagyfrekvenciás elektromos áram, amely az invertertől az indukciós tekercshez érkezik, olyan mágneses mezőt hoz létre, amely mágneses hullámainak vektora folyamatosan változik. Az ebbe a mezőbe helyezett fém gyorsan felmelegszik.

Az érintkezés hiánya lehetővé teszi, hogy az energiaveszteség az egyik formából a másikba való átalakuláskor elhanyagolható legyen, ami megmagyarázza az indukciós kazánok magas hatásfokát.

Ahhoz, hogy a fűtési körhöz vizet melegítsünk, elég biztosítani a víz érintkezését egy fém fűtőtesttel. Gyakran fémcsövet használnak fűtőelemként, amelyen egyszerűen átengedik a víz áramlását. A víz eközben hűti a fűtőtestet, ami jelentősen megnöveli annak élettartamát.

Az indukciós készülék elektromágnesét úgy állítják elő, hogy drótot tekercselnek egy ferromágneses mag köré. Az így kapott indukciós tekercs felmelegszik, és a hőt a melegítendő testnek vagy a mellette áramló hőhordozónak adja át a hőcserélőn keresztül.

A készülék előnyei és hátrányai

Az örvényáramú indukciós fűtőberendezésnek rengeteg előnye van. Ilyen az egyszerű, házilag elkészíthető kapcsolás, a fokozott megbízhatóság, a magas hatásfok, a viszonylag alacsony villamosenergia-költség, a hosszú élettartam, a meghibásodás alacsony valószínűsége stb.

A készülék teljesítménye jelentős lehet, az ilyen típusú egységeket sikeresen használják a kohászati iparban. A hőhordozó fűtési sebességét tekintve az ilyen típusú eszközök magabiztosan versenyeznek a hagyományos elektromos kazánokkal, a rendszerben lévő víz hőmérséklete gyorsan eléri a kívánt szintet.

Az indukciós kazán működése közben a fűtőtest enyhén rezeg. Ez a rezgés lerázza a fémcső faláról a mészlerakódást és más esetleges szennyeződéseket, ezért egy ilyen készülék rendkívül ritkán szorul tisztításra. Természetesen a fűtési rendszert mechanikus szűrővel kell védeni ezektől a szennyeződésektől.

Az indukciós tekercs a benne elhelyezett fémet (csövet vagy drótdarabokat) nagyfrekvenciás örvényáramok segítségével melegíti, érintkezés nem szükséges.

A vízzel való állandó érintkezés minimálisra csökkenti a fűtőberendezés kiégésének valószínűségét is, ami meglehetősen gyakori probléma a hagyományos, fűtőpatronos kazánoknál. A rezgés ellenére a kazán rendkívül csendesen működik; a készülék telepítési helyén nincs szükség további hangszigetelésre.

Az indukciós kazánok továbbá azért is jók, mert szinte soha nem szivárognak, feltéve, hogy a rendszer beépítése megfelelően történik. Ez nagyon értékes tulajdonság a villamos fűtés esetében, mivel kizárja vagy jelentősen csökkenti a veszélyes helyzetek kialakulásának valószínűségét.

A szivárgások hiánya a hőenergia fűtőberendezésre történő érintkezés nélküli átvitelének köszönhető. A hőhordozót a fent leírt technológiával szinte gőzállapotúra lehet hevíteni.

Ez elegendő hőkonvekciót biztosít a hőhordozó hatékony csőben történő mozgásának elősegítéséhez. A legtöbb esetben nem kell cirkulációs szivattyúval felszerelni a fűtési rendszert, bár ez az adott fűtési rendszer jellemzőitől és elrendezésétől függ.

Néha szükség van cirkulációs szivattyúra. A készülék felszerelése viszonylag egyszerű. Bár ehhez némi jártasságra van szükség az elektromos készülékek és a fűtőcsövek szerelésében. Ennek a kényelmes és megbízható készüléknek azonban van néhány hátránya is, amelyekkel szintén számolni kell.

Például a kazán nemcsak a hőhordozót, hanem a körülötte lévő teljes munkateret is fűti. Külön helyiséget kell kijelölni egy ilyen egység számára, és el kell távolítani belőle minden idegen tárgyat. Az ember számára a működő kazán közvetlen közelében való huzamos tartózkodás szintén nem biztonságos.

Az indukciós fűtőberendezések működéséhez elektromos áram szükséges. Mind a házilag készített, mind a gyári berendezéseket a háztartási váltakozó áramú hálózatra csatlakoztatják.

A készülék működéséhez elektromos energia szükséges. Azokon a területeken, ahol nincs szabad hozzáférés a civilizáció ezen vívmányához, az indukciós kazán haszontalan lesz. Még ott is, ahol gyakori áramszünetek tapasztalhatók, alacsony hatékonyságot mutat. A készülékkel való óvatlan bánásmód robbanáshoz vezethet.

Ha túlmelegíti a hőhordozót, az gőzzé válik. Ennek eredményeképpen a rendszerben a nyomás hirtelen megnő, amit a csövek egyszerűen nem bírnak ki, szétrepednek. Ezért a rendszer normál működéséhez a készüléket el kell látni legalább egy manométerrel, de még jobb, ha – vészleállító berendezéssel, termosztáttal stb.

Mindez jelentősen megnövelheti a házi készítésű indukciós kazán költségét. Bár a készüléket gyakorlatilag hangtalamnak tartják, ez nem mindig van így. Egyes modellek különböző okok miatt mégis adhatnak ki zajokat. Az önállóan készített eszköz esetében ennek a valószínűsége megnő.

A gyári és a házi készítésű indukciós melegítők szerkezetében gyakorlatilag nincsenek kopó alkatrészek. Hosszú ideig szolgálnak és kifogástalanul működnek.

A házi készítésű berendezés elkészítésének lépései

Egy ilyen készüléket önállóan elkészíteni nem is olyan nehéz. Ehhez a következőkre lesz szükség:

1. Fűtőelem elkészítése.
2. Indukciós tekercs készítése rézhuzalból.
3. Kész váltakozóáramú generátor beszerzése.
4. A fűtőelem és a tekercs csatlakoztatása a fűtési rendszerhez.
5. A tekercs csatlakoztatása a generátorhoz.
6. Az elektromos áramellátás bekötése a rendszerbe.
7. Próbaüzem végrehajtása az egység működésének ellenőrzésére.

Az ipari modellekben fűtőelemként vastag falú fémcsövet használnak, de egy házi készítésű eszköz megfelelő teljesítményének biztosítása egy ilyen elem felmelegítéséhez nagyon nehéz, és nincs sok értelme. Az indukciós tekercs bármilyen fémet képes felmelegíteni, ezért a fűtőelem módosítható.

Az indukciós kazánok ipari modelljei vastag fémcsőből készült fűtőelemmel vannak ellátva. Otthoni körülmények között nehéz másolni egy ilyen egységet.

A hegesztő inverterből készült indukciós melegítő házaként egy műanyag csőszakaszt használnak. Átmérőjének kissé nagyobbnak kell lennie, mint a fűtési csövek átmérője. A fűtőelem csövének hossza körülbelül egy méter lehet, belső átmérője 50-80 mm között változtatható.

A fűtőelem rendszerhez való csatlakoztatásához adaptereket kell felszerelni a ház alsó és felső részén. A cső alsó részét ráccsal kell lezárni, majd a házba egy apró fémdarabokból álló töltőanyagot helyeznek. Töltőanyagot elő lehet állítani például huzalból, rúdból, keskeny fémcsőből stb.

A darabok hossza tetszőlegesen változtatható. Leggyakrabban 6-8 mm átmérőjű acélhuzalt használnak, amelyet egyszerűen kis darabokra vágnak. Néhány mester hosszú rudakra vágását javasolja, körülbelül 90 cm-esre, azaz majdnem a fűtőelem hosszában.

A saját kezűleg készített indukciós kazán fűtőelemének burkolatához egy széles, körülbelül 50 mm átmérőjű műanyag csőre lesz szükség.

Minél nagyobb az acél mágneses ellenállása, amelyből a huzal készült, annál jobban fel fog melegedni. A darabok méretétől függően választják ki a védőhálót is, amelyet a burkolat aljára szerelnek. A töltőanyagot a csőbe töltik vagy helyezik egészen a tetejéig. Ezután a felső részt is hálóval zárják le.

A kapcsolási rajz segít megérteni, hogyan kell bekötni az indukciós tekercset a kazán fűtőegységéhez és a hegesztőgéphez.

Így néz ki tehát a házi készítésű indukciós kazán fűtőberendezése: egy vastag műanyag cső, amely tele van fémdarabokkal, és mindkét végén háló zárja. A fűtőberendezés tetején és alján adapterek találhatók a fűtési körhöz való csatlakoztatáshoz. A fűtőberendezés polimer csövének elég vastag falúnak kell lennie.

Ezenkívül nem minden műanyag alkalmas erre a célra; az anyagnak el kell viselnie az erős hőhatást, és közben nem bocsáthat ki semmilyen veszélyes anyagot a levegőbe vagy a hőhordozóba. Most el kell készíteni az indukciós rácsot. Ehhez rézhuzalt vesznek, és közvetlenül a fűtőberendezés burkolatára tekerik.

Egyes házi készítésű indukciós fűtőberendezéseknél műanyag cső helyett keskeny rézcsövet használnak. Ez nem a legjobb megoldás, mert nem könnyű egy ilyen elemet megfelelően spirálba hajtani.

Minél több menetes a huzal, annál jobb. Általában az indukciós tekercsnek legalább 90 menetesnek kell lennie. Az induktort nagyon szorosan kell a csőre tekerni, a menetek között nem lehet hézag.

A tekercseléshez 1–1,5 mm-es szigetelt rézhuzal alkalmas. Itt nincs szükség vastagabb kábelre, mert megnehezítené a tekercselést, és a meneteket nehezebb lenne szorosan elhelyezni.

Ez a kapcsolási rajz segít helyesen csatlakoztatni az induktor tekercsét az inverteres hegesztőgéphez; ha rosszul teszik, a tekercs elektromágnessé válik (+)

A hézagok jelenléte zajt okozhat a vibráció miatt, amely az ilyen berendezés működését kíséri. Idővel ez a helyzet a szigetelés tönkremeneteléhez vezethet, ami menetzárlatot okoz.

Felül és alul az adaptereken kívül elzárócsapokat is kell szerelni. Ezek arra szolgálnak, hogy szükség esetén el lehessen zárni a vizet a fűtési körben.

A fűtőberendezés telepítésekor emlékezni kell arra, hogy az alsó végét a visszatérő felé kell irányítani, vagyis a lehűlt hőhordozót összegyűjtő csőhöz a kétcsöves fűtési rendszerben. A legegyszerűbb módja egy váltakozó mező generátor beszerzésének – ha egy hegesztőgép inverterét használjuk.

Az indukciós tekercs érintkezőit az inverter pólusaihoz csatlakoztatják. Amint az egységhez elektromos áramot vezetnek és bekapcsolják a hálózatba, a házilag készített indukciós kazán elkezd működni.

Egy ilyen eszköz elkészítéséhez akár egy olcsó hegesztőgép is megfelel, például egy kínai gyártmányú modell, amely lehetővé teszi az áramerősség szabályozását 10 A-től kezdődően. A betáplálási átmenő közelében el kell helyezni a termosztát érzékelőjét. A hegesztő inverter csatlakoztatása ezen a termosztáton keresztül történik.

A kimenetekre egyenirányító diódákat kell helyezni. Ehhez fel kell nyitni a hegesztőgép házát, és a kimenethez forrasztani a vezetékeket, majd csatlakoztatni azokat a diódákhoz. Ha a csatlakoztatást diódák nélkül, közvetlenül végzik el, akkor a tekercsre egyenirányított feszültségű áram jut, és a tekercs elektromágnesként fog működni, nem pedig induktorként.

Az indukciós spirál létrehozásához ajánlott 1,5 mm átmérőjű réz huzalt használni megbízható szigetelő burkolattal, körülbelül 90 menetet kell készíteni.

Egyes modern hegesztőgépekben van érintésérzékelő, amely abban a pillanatban indítja el a munkát, amikor az elektróda hozzáér a munkafelülethez. Ezt a pillanatot figyelembe kell venni, hogy az érzékelő vagy a megfelelő pillanatban aktiválódjon, vagy ne befolyásolja a házilag készített kazán működését.

Ha egy tapasztalatlan szakembernek problémái adódnak a hegesztőgép átalakításával, jobb, ha szakmai tanácsot kér.

Az indukciós kazán saját kezű elkészítéséhez bármilyen megfelelő jellemzőkkel rendelkező hegesztőgép használható. Szükség esetén a készülék később ismét hegesztési munkákhoz használható.

Ha mindent helyesen csináltak, a hegesztőgép a jövőben is használható lesz rendeltetésszerűen. Ki kell forrasztani a vezetékeket a diódákkal együtt, és el kell végezni a visszaszerelést. A nagyfrekvenciás váltóáram hatására az indukciós tekercs mágneses mezőt hoz létre.

A polimer házon belül lévő fém felmelegszik, és hőt ad át a fűtési körben keringő víznek. A hőhordozó felmelegítéséhez a készüléknek mindössze néhány percre lesz szüksége.

Az indukciós fűtőtest helyét megfelelően kell kiválasztani. Az egységnek 800 mm-rel a mennyezet szintje alatt kell elhelyezkednie, a falaktól és bútoroktól pedig legalább 300 mm távolságra kell lennie.

Néhány szó a biztonságról

A házi készítésű indukciós kazánok általában nincsenek ellátva vezérlő- és védelmi rendszerekkel, ami veszélyessé teszi őket. Ezért az egység bekapcsolása előtt meg kell győződni arról, hogy a burkolat ürege folyékony hőhordozóval van feltöltve.

Ha a polimer fűtőtestház folyamatos hőnek van kitéve anélkül, hogy a hőhordozó körüláramlaná, egyszerűen megolvad; ez néha nemcsak a fűtőtest deformációjához, hanem teljes károsodásához is vezet.

Az ilyen típusú berendezéseket gyakran használják fémek izzítására és olvasztására. Az indukciós fűtőtest által biztosított magas hőmérsékletek körültekintő hozzáállást igényelnek a biztonsági kérdésekhez.

Veszélyes lehet az izzó fémtöltet kiesése a megolvadt burkolatból. Ebben az esetben a készüléket szinte teljesen szét kell szerelni, és új fűtőelemet kell készíteni hozzá.

Az elektromos csatlakoztatást a kapcsolószekrénytől húzott külön kábellel kell elvégezni. Természetesen minden érintkezőt gondosan le kell szigetelni. A hegesztőgép inverterét szintén le kell földelni; ez fontos szempont a biztonság szempontjából.

Ehhez legalább négy négyzetmilliméter keresztmetszetű kábelre lesz szükség. Egyes szakemberek a hat négyzetmilliméteres kábelt javasolják. A házi készítésű indukciós fűtőtest túlmelegedésének megelőzése érdekében, amelyet a rendszerben lévő víz hiánya okozhat, ajánlott a fűtőtest bemeneténél túlnyomásszelepet telepíteni.

Az indukciós fűtőkészülék viszonylag kevés helyet foglal, de a mennyezettől, a falaktól, a bútoroktól stb. meghatározott távolságra kell elhelyezni.

Az ilyen típusú házi készítésű készülék, amely nem rendelkezik speciális védőeszközökkel, potenciálisan veszélyes objektum, amely folyamatos felügyeletet igényel. Ezért érdemes egy kicsit több pénzt költeni, de beszerezni a szükséges eszközöket.

Emellett nem árt felmérni a költségeket; talán egy kész indukciós kazán vásárlása nem sokkal drágább. Az ipari készülékek általában minden szükséges védelemmel el vannak látva.

A fűtési rendszerhez készült házi indukciós kazán egy másik változatának jellemzői és lépésről lépésre történő elkészítési technológiája itt található.

Következtetések és hasznos vidéó a témából

1. videó: Az indukciós fűtés elveinek áttekintése:

2. videó: Érdekes változat az indukciós fűtőtest elkészítésére:

Az indukciós fűtőtest telepítéséhez nem szükséges engedélyt kérni a felügyeleti szervektől; az ilyen készülékek ipari modelljei teljesen biztonságosak, alkalmasak magánházba és normál lakásba is. A házi készítésű berendezések tulajdonosainak azonban nem szabad megfeledkezniük a biztonsági előírásokról.

Kérem, kommentálja az általunk megismerésre felkínált anyagot. Tegyen fel kérdéseket az érdekes vagy homályos pontokkal kapcsolatban. Esetleg van saját tapasztalata indukciós kazán építésében vagy telepítésében? Az alábbi hozzászólás rovatban elmondhatja és elhelyezheti az egyedi fotóit.