Induktiivsoojendi töötab induktiivpooli elektromagnetvälja tekitatud pöörisvoolude koostoime tõttu metallpinnaga. Induktsioonsoojendi valmistamiseks oma kätega on mitmeid skeeme. Kõige soodsamad neist on polüpropüleenist torudest ja keevitusinverterist valmistatud konstruktsioonid.
Induktsioonkuumuti tööpõhimõte
Kui induktiivpooli spiraali läbib vahelduv elektrivool, tekib selle ümber elektromagnetväli. Kui mähise keskele asetada magnetiliste omadustega metallsüdamik, tõuseb selle temperatuur. See on induktsioonkuumutus – nähtus, mis tekib pöörisvoolude mõjul. Seda täheldatakse ainult siis, kui induktiivpool saab toite vahelduvvooluga, millel on piisav märgi ja suuna muutuste sagedus. Kui induktiivsele osale rakendatakse alalisvoolu, siis südamiku temperatuur ei muutu.
Sellel põhimõttel põhineb toorikute soojendamiseks mõeldud induktiivpooli töö.Seadme põhikomponent on enamikul juhtudel metallist spiraalne konfiguratsioon. Küpsetuspliitides mängib seda rolli pliidiplaadist lühikese vahemaa kaugusel asuv lapik element. Küttekatlas täidab induktiivpooli rolli jahutusvedelikuga täidetud terastoru (selle funktsiooni täidab vedelik).
Kõnealuse seadme olulised komponendid on generaator ja kütteelement. Esimest kasutatakse piisavalt kõrge sagedusega võimsuse saamiseks tavalisest elamute elektrivõrgust sagedusega 50 Hz. Teine on metallkonstruktsioon, mis on võimeline soojust neelama, kui see asub väliruumis. Generaator suunab induktiivpoolile (spiraalelemendile) vajalike parameetritega reguleeritud elektrivoolu. Sel juhul läbib pooli laetud osakeste voog, luues välja. Selle tegevustsooni asetatud metall kuumutatakse Fouquet' voolude mõjul ilma otsese kokkupuuteta induktiivpooliga. Vee soojendamiseks sellises seadmes peab see olema kokkupuutes kütteelemendiga. Sellise konstruktsiooni lihtsaim näide oleks metalltoru, mille kaudu vesi voolab. Selle käigus jahutab vedelik seinu, mis pikendab konstruktsiooni eluiga.
Seadme eelised ja puudused
Induktsioonkuumutamine võib pakkuda mitmeid eeliseid, mida elektroodide kuumutamine pakkuda ei suuda. Kuna vedelikku soojendab metallelement, mis ei osale elektrokeemilistes reaktsioonides, sõltub seadme vastupidavus ainult mähist.Selle töö kestuse määrab seadme töö kestus. Mõned induktiivpoolid töötavad kauem kui 10 aastat. See puudutab ka seadme ühilduvust erinevat tüüpi jahutusvedelikega. Lisaks tavalisele veele sobivad sellesse rolli masinaõlid ja külmumisvastased ühendid.
Seadme sisemised osad ei ole kasutamise ajal kaetud katlakiviga. Tänu pidevale kokkupuutele vedelikuga väheneb osade ülekuumenemise tõenäosus, mis aitab ka kasutusiga pikendada. Konvektsioon seadmes saavutab tavaliselt piisava taseme, et tsirkulatsioonipumpa pole vaja paigaldada. Heliisolatsioonimeetmeid pole vaja - seade töötab üsna vaikselt.
Kuid induktsioonsoojendil on ka oma nõrkused:
- Seade vajab töötamiseks elektrienergiat. Ruumis, kus puudub elekter või ei ole võimalik sellele juurdepääsu tagada, ei saa katel töötada. Regulaarsete võrgukatkestustega kohtades ei tööta see tõhusalt.
- Kui temperatuur tõuseb ülemäära, muutub soojust edastav vedelik gaasiliseks. See kutsub esile tugeva rõhu tõusu konstruktsioonis, mille tagajärjeks võib olla toru purunemine. Selle vältimiseks on vaja seade varustada rõhu ja temperatuuri jälgimisvahenditega. See võib olla manomeeter, temperatuuriandur või hädaseiskamisseade, kui parameetrid ületavad määratud vahemikku.
Vajadus lisaseadmete järele võib kaasa aidata omatehtud induktsioonsoojendi seadmete maksumuse olulisele tõusule.
Seadet peetakse peaaegu täiesti vaikseks, kuid praktikas pole see alati nii. See kehtib tööstusliku tootmise mudelite ja koduste seadmete kohta.
Omatehtud seadme valikud
Küttekeha kodus valmistamiseks on mitu võimalust. Soodsaim variant on teha seade elektrilisest köögipliidist ja polüpropüleenist torust. Inverterseadet on keeruline rakendada, kuid üsna võimas.
Toru kütteelement
See arendus hõlmab elektripliidile paigaldatud spiraalpooli lahtivõtmist ja selle asemele uue kujunduse paigaldamist. Selle valmistamiseks vajate 0,5 m pikkust ja 4 cm läbimõõduga polüpropüleenist toru, magnetelementi, 5 tekstoliitvarda ja küttevõrguga ühendamiseks mõeldud käänakuid. Samuti peate ostma 2 mm² läbimõõduga juhtme mähise, mis on kaetud klaasisolatsiooniga (sellist kaablit kasutatakse sageli trafo keevitusseadmetes) ja metallist küürimistorusid nõude pesemiseks.
Toimingute järjestus seadme valmistamisel:
- Torusse asetatakse magnet ja täidetakse pesulapid (selle asemel võib kasutada tükeldatud traati).
- Paigaldage keermega varustatud oksad.
- Piki korpust on liimitud vardad, millele keritakse klaasiisolatsiooniga kaetud traat.
- Pliidiplaat võetakse lahti ja sellelt eemaldatakse lameda spiraali kujul valmistatud tehase induktiivpool. Selle asemele paigaldatakse ettevalmistatud struktuur.
Selle seadme küttekehaks on metallkäsnad, mis on asetatud mähise vahelduvasse välja. Kui paneel käivitatakse maksimaalsel režiimil, juhtides vett paralleelselt, soojeneb see 15-20 °C võrra. Arvestades, et ehitamiseks kasutatavate plaatide võimsus ei ületa tavaliselt 2000 W, sobib saadud seade kuni 25 m² suuruste eluruumide kütmiseks.
Seadme efektiivsust saab suurendada, ühendades selle keevitusmasinaga, kuid selline töö on seotud mitmete raskustega. Esiteks tuleb seade lahti võtta ja otsida diagrammil kohti, mida pole veel sirgendatud. See on tingitud asjaolust, et selles tekib alalisvool ja küttekeha toimimiseks on vaja vahelduvvoolu. Teiseks peate kasutama paksemat juhtmestikku (näiteks 1,5 mm läbimõõduga vaske, kaetud emailiga) ja arvutama vajaliku pöörete arvu. Lõpuks tuleb paigaldusse rakendada jahutusmehhanism.
Induktsioonkatla kokkupanek
See lahendus ei hõlma plaatide lahtivõtmist. Selle asemel peab meistrimees katla paagi selle mõõtmete järgi keevitama. Võtke 2 mm paksune terasest profiiltoru ja avade mõõtmed on 2 x 4 cm. Sellest peate paneeli laiuse ulatuses valmistama tühjad elemendid. Torud keevitatakse kogu pikkuses, joondades nende väiksemaid külgi. Raudrehvid tuleb hermeetiliselt keevitada otsaosade üla- ja alaosa külge. Neisse tehakse augud ja paigaldatakse keermestatud torud. Samuti peate keevitama paar nurka, mis moodustavad ahju riiuli.
Seade peab olema värvitud temperatuurikindla emailkompositsiooniga.Pärast kuivamist ja kinnitamist paigaldatakse katel seinale ja ühendatakse küttesüsteemi. Pliidiplaat asetatakse nurkadega pessa ja ühendatakse elektrivõrku. Seejärel tuleb paigaldus jahutusvedelikuga täita, õhumassid välja lasta ja induktiivelementi soojendada.
Omatehtud küttekeha ei ole piisavalt võimas, et kütta suuri eluruume. Pakase talvel suudab see kütta kahte väikest tuba. Üleminekuhooaegadel, kui õhutemperatuur on väljas nulli lähedal, suudab seade teenindada suuri alasid – kuni 40 m2.
Keevitusinverterist
Kui kavatsete kasutada keevitusmasinat, peate arvestama, et induktiivpooli otse ühendamine selle klemmidega on rangelt keelatud. Selle nõude rikkumine on täis installi kõigi elementide funktsionaalsuse kadumist. Induktiivse küttekeha ühendamiseks keevitusmasinaga peab viimane läbi viima mitmeid keerulisi manipuleerimisi, mis nõuavad meistri kogemust ja seadme struktuuri üksikasjalikku mõistmist. Primaarmähis tuleb ühendada pärast invertermehhanismi kõrgsageduslikku signaalimuundurit selle sisseehitatud induktiivse õhuklapi asemel. Lisaks on vaja jootma kondensatsiooniseadet ja demonteerida dioodisild.
Kuidas teha võimsat induktsioonsoojendit
Vaadeldavate seadmete energiatarve on umbes 2,5 kW. Kõrgema arvestusega (4 kW) seadme valmistamiseks vajab meister tõsiseid teadmisi raadioelektroonika vallast. Kogenematul raadioamatööril pole seda tööd ohutu ette võtta.
Üks võimalus võiks olla konstruktsioon, mis koosneb kahe paari mähistega toiteallikast, trafost, draiverist ja juhtpaneelidest. Seadme töösagedus on madalam kui resonantssagedus. Draiverite varustamiseks kasutatakse kahte mähist, üks on juhtplaadi jaoks ja veel üks on toitemähis. See toidab käivitusreleed, ventilaatorit ja jahutusvedeliku pumpa.
Ohutusnõuanded
Seda tüüpi paigaldisi kasutatakse laialdaselt mitte ainult ruumide kütmiseks, vaid ka sulatamiseks. Kodus valmistatud induktsioonseadmete peamine probleem on temperatuuri ja rõhu reguleerimist ning plahvatuskaitset tagavate komponentide puudumine. Seetõttu tuleb selliste seadmete kasutamisel olla ettevaatlik ja ettevaatlik.
Enne katla käivitamist kontrollige, kas õõnsus on jahutusvedelikuga täidetud. Polümeeridest valmistatud korpus hakkab sulama ilma korrapärase vedelikuga jahutamiseta. See toob kaasa deformatsioonimuutused ja paigalduse täieliku rikke. Samuti võib ohtlik olla kuuma metalli kukkumine sulamiskehalt. Sellise intsidendi korral on vaja mitu paigalduskomponenti välja vahetada.
Seade on ühendatud elektriga läbi eraldi juhtme, mis juhitakse elektrikilbist. Kontaktid peavad olema kaetud isoleermaterjaliga. Kui konstruktsioon hõlmab keevitusmasinat, peab selle inverter olema maandatud. Selle toimingu jaoks kasutatav traat peaks olema 4-6 mm läbimõõduga. Paigalduse liigse kuumenemise vältimiseks vee puudumisel on soovitav paigaldada sisselaskeavasse ülerõhuklapp.
Järeldused ja soovitused
Põhjust on seadme ise valmistamine ette võtta, kui majapidamises on induktsioonpaneel juba olemas. Selle soetamise kulud on üsna kõrged ja võrreldavad elektroodküttekeha hinnaga. Mõne sellise mudeli võimsus ulatub 10 kW-ni, samas kui ainult piisava pädevusega meister saab teha kodus paigalduse, mille indikaator on üle 2,5 kW (vähemalt peate suutma kokku panna sagedusmuunduri vooluringi) . Samuti tuleb enne paigaldamist veenduda, et poleks pragusid ega auke, mille kaudu saaks soojusgeneraatorist vedelik välja lekkida: selline juhtum võib põhjustada tulekahju.
Lihtsa disainiga induktsioonsoojendit, mis on mõeldud väikese ruumi teenindamiseks, on lihtne valmistada ilma spetsiaalse ettevalmistuseta. Võimsamad ja tõhusamad võimalused, näiteks keevitusmasina või kahe plaadiga, nõuavad kokkupanijalt raadioelektroonika valdkonna pädevust. Nende paigaldiste konstruktsiooniomadused nõuavad ohutuse tagamiseks täiendavate juhtimisseadmete soetamist.
