Ako vyrobiť indukčný ohrievač vlastnými rukami zo zváracieho invertora

Indukčné vykurovacie kotly – sú to zariadenia, ktoré sa vyznačujú veľmi vysokou účinnosťou. Umožňujú výrazne znížiť náklady na elektrickú energiu v porovnaní s tradičnými zariadeniami vybavenými vykurovacími telesami.

Modely priemyselnej výroby nie sú lacné. Avšak vyrobiť indukčný ohrievač vlastnými rukami dokáže každý domáci majster, ktorý ovláda jednoduchú sadu nástrojov. Na pomoc mu ponúkame podrobný popis princípu činnosti a montáže účinného ohrievača.

Princíp činnosti indukčného ohrievača

Indukčný ohrev nie je možný bez použitia troch základných prvkov:

• induktora;
• generátora;
• vykurovacieho prvku.

Induktor predstavuje cievku, zvyčajne vyrobenú z medeného drôtu, pomocou ktorej sa generuje magnetické pole. Generátor striedavého prúdu sa používa na získanie vysokofrekvenčného toku zo štandardného toku domácej elektrickej siete s frekvenciou 50 Hz.

Ako vykurovací prvok sa používa kovový predmet schopný absorbovať tepelnú energiu pod vplyvom magnetického poľa. Ak správne spojíme tieto prvky, môžeme získať vysoko výkonné zariadenie, ktoré je ideálne na ohrev kvapalného nosiča tepla a vykurovanie domu.

Pomocou generátora sa elektrický prúd s potrebnými charakteristikami privádza na induktor, t.j. na medenú cievku. Pri prechode ňou tok nabitých častíc vytvára magnetické pole.

Princíp činnosti indukčných ohrievačov je založený na vzniku elektrických prúdov vo vnútri vodičov, ktoré vznikajú pod vplyvom magnetických polí.

Zvláštnosť poľa spočíva v tom, že má schopnosť pri vysokých frekvenciách meniť smer elektromagnetických vĺn. Ak sa do tohto poľa umiestni nejaký kovový predmet, začne sa zahrievať bez priameho kontaktu s induktorom pod vplyvom vytvorených vírivých prúdov.

Vysokofrekvenčný elektrický prúd prichádzajúci z invertora do indukčnej cievky vytvára magnetické pole s neustále sa meniacim vektorom magnetických vĺn. Kov umiestnený v tomto poli sa rýchlo rozohrieva.

Absencia kontaktu umožňuje, aby straty energie pri prechode z jedného druhu na druhý boli zanedbateľné, čím sa vysvetľuje zvýšená účinnosť indukčných kotlov.

Na ohrev vody pre vykurovací okruh stačí zabezpečiť jej kontakt s kovovým ohrievačom. Často sa ako vykurovací prvok používa kovová rúrka, cez ktorú jednoducho prechádza prúd vody. Voda zároveň ochladzuje ohrievač, čo výrazne predlžuje jeho životnosť.

Elektromagnet indukčného zariadenia sa získa navinutím drôtu okolo jadra z feromagnetu. Výsledná indukčná cievka sa rozohrieva a odovzdáva teplo ohrievanému telesu alebo pretekajúcemu teplonosnému médiu cez výmenník tepla.

Výhody a nevýhody zariadenia

Výhod vírivého indukčného ohrievača je veľké množstvo. Je to jednoduchá schéma na vlastnú výrobu, zvýšená spoľahlivosť, vysoká účinnosť, relatívne nízke náklady na elektrickú energiu, dlhá životnosť, malá pravdepodobnosť porúch atď.

Výkon zariadenia môže byť značný, agregáty tohto typu sa úspešne používajú v hutníckom priemysle. Rýchlosťou ohrevu teplonosného média si zariadenia tohto typu sebavedomo konkurujú s tradičnými elektrickými kotlami, teplota vody v systéme rýchlo dosahuje potrebnú úroveň.

Počas fungovania indukčného kotla ohrievač mierne vibruje. Táto vibrácia striasa zo stien kovovej rúry vápenaté usadeniny a iné možné nečistoty, preto takýto prístroj potrebuje čistenie len veľmi zriedka. Samozrejme, vykurovací systém by mal byť chránený pred týmito nečistotami pomocou mechanického filtra.

Indukčná cievka ohrieva kov (rúru alebo kúsky drôtu) umiestnený vo vnútri pomocou vysokofrekvenčných vírivých prúdov, kontakt nie je povinný

Permanentný kontakt s vodou minimalizuje aj pravdepodobnosť prepálenia ohrievača, čo je pomerne častým problémom tradičných kotlov s vyhrievacími telesami. Napriek vibráciám kotol pracuje výnimočne ticho, dodatočná zvuková izolácia v mieste inštalácie zariadenia nebude potrebná.

Ešte indukčné kotly sú dobré tým, že prakticky nikdy netečú, pokiaľ je montáž systému vykonaná správne. Je to veľmi cenná vlastnosť pre elektrické vykurovanie, pretože vylučuje alebo výrazne znižuje pravdepodobnosť vzniku nebezpečných situácií.

Neprítomnosť netesností je spôsobená bezkontaktným spôsobom prenosu tepelnej energie ohrievaču. Teplonosné médium pomocou vyššie opísanej technológie možno zohriať takmer do parného stavu.

To zabezpečuje dostatočnú tepelnú konvekciu na stimuláciu efektívneho pohybu teplonosného média v rúrach. Vo väčšine prípadov nebude potrebné vybaviť vykurovací systém obehovým čerpadlom, hoci všetko závisí od charakteristík a schémy konkrétneho vykurovacieho systému.

Niekedy je obehové čerpadlo potrebné. Inštalácia zariadenia je pomerne jednoduchá. Hoci na to budú potrebné určité zručnosti v montáži elektrických spotrebičov a vykurovacích rúr. Ale tento pohodlný a spoľahlivý prístroj má aj niekoľko nevýhod, s ktorými treba tiež počítať.

Napríklad kotol ohrieva nielen teplonosné médium, ale aj celý pracovný priestor okolo neho. Je potrebné vyčleniť pre takéto zariadenie samostatnú miestnosť a odstrániť z nej všetky cudzie predmety. Pre človeka môže byť dlhodobý pobyt v bezprostrednej blízkosti pracujúceho kotla tiež nebezpečný.

Pre prácu indukčných ohrievačov je potrebný elektrický prúd. Ako vlastnoručne vyrobené, tak aj zariadenia z továrenskej výroby sa pripájajú k domácej sieti striedavého prúdu.

Na prevádzku zariadenia je potrebná elektrická energia. V oblastiach, kde chýba voľný prístup k tomuto výdobytku civilizácie, bude indukčný kotol zbytočný. A aj tam, kde sa vyskytujú časté výpadky elektriny, preukáže nízku účinnosť. Pri neopatrnom zaobchádzaní so zariadením môže dôjsť k výbuchu.

Ak sa chladivo prehreje, premení sa na paru. V dôsledku toho prudko stúpne tlak v systéme, čo potrubie jednoducho nevydrží a roztrhne sa. Preto by malo byť zariadenie na normálnu prevádzku systému vybavené aspoň manometrom, a ešte lepšie – zariadením núdzového vypnutia, termoregulátorom atď.

To všetko môže výrazne zvýšiť cenu domáceho indukčného kotla. Hoci je zariadenie považované za prakticky bezhlučné, nie je to vždy tak. Niektoré modely môžu z rôznych príčin napriek tomu vydávať určitý hluk. Pri zariadení vyrobenom svojpomocne sa pravdepodobnosť takéhoto výsledku zvyšuje.

V konštrukcii továrenských aj domácich indukčných ohrievačov prakticky neexistujú opotrebúvajúce sa súčiastky. Dlho slúžia a bezchybne fungujú.

Kroky výroby domáceho zariadenia

Vyrobiť takéto zariadenie svojpomocne nie je až také zložité. Na to budete potrebovať:

1. Vyrobiť vykurovací prvok.
2. Vyrobiť cievku induktora z medeného drôtu.
3. Zobrať hotový generátor striedavého prúdu.
4. Pripojiť ohrievač s cievkou k vykurovaciemu systému.
5. Pripojiť cievku ku generátoru.
6. Priviesť elektrické napájanie k systému.
7. Vykonať skúšobný spustenie na overenie chodu agregátu.

V priemyselných modeloch sa ako ohrievač používa kovová rúrka s hrubými stenami, ale zabezpečiť dostatočný výkon domáceho zariadenia na zahriatie takéhoto prvku je veľmi náročné a nemá veľký zmysel. Indukčná cievka dokáže zahriať akýkoľvek kov, preto je možné ohrievač modifikovať.

Priemyselné modely indukčných kotlov sú vybavené vykurovacím prvkom vyrobeným z hrubej kovovej rúrky. V domácich podmienkach je skopírovanie takéhoto agregátu náročné.

Ako kryt pre indukčný ohrievač zo zváracieho invertora sa používa kus plastovej rúrky. Mala by byť o niečo väčšia v priemere ako vykurovacie rúrky. Dĺžka rúrky pre ohrievač môže byť približne jeden meter, vnútorný priemer možno meniť v rozmedzí 50–80 mm.

Na pripojenie ohrievača k systému je potrebné nainštalovať adaptéry v spodnej a hornej časti krytu. Spodnú časť rúrky treba uzavrieť mriežkou, potom sa do vnútra krytu vloží plnivo pozostávajúce z malých kovových častíc. Plnivo možno získať napríklad z drôtu, tyče, úzkej kovovej rúrky atď.

Dĺžku úsekov možno ľubovoľne meniť. Najčastejšie sa na to používa oceľový drôt s priemerom 6–8 mm, ktorý sa jednoducho nareže na malé kúsky. Niektorí majstri odporúčajú rezať ho na dlhé tyče, približne po 90 cm, t. j. takmer na dĺžku ohrievača.

Na telo vyhrievacieho prvku indukčného kotla, ktorý ste vyrobili vlastnými rukami, budete potrebovať širokú plastovú rúru s priemerom asi 50 mm.

Čím vyšší je magnetický odpor ocele, z ktorej je drôt vyrobený, tým lepšie sa bude zahrievať. V závislosti od veľkosti týchto kúskov sa vyberá aj ochranná sieťka, ktorá sa montuje do spodnej časti telesa. Plnivo sa nasype alebo uloží do rúry až po vrch. Potom sa horná časť tiež uzavrie sieťkou.

Schéma umožňuje získať predstavu o tom, ako pripojiť indukčnú špirálu k ohrievaču kotla a k zváraciemu prístroju.

Takto vyzerá domáci ohrievač pre indukčný kotol ako hrubá plastová rúra, naplnená kúskami kovu a uzavretá z oboch strán sieťkou. Zhora a zdola má ohrievač adaptéry na pripojenie k vykurovaciemu okruhu. Polymérová rúra pre ohrievač musí mať dostatočne hrubé steny.

Okrem toho, akýkoľvek plast na tieto účely nie je vhodný, materiál musí odolávať pôsobeniu dosť silného zahrievania a pritom neuvoľňovať do ovzdušia ani do nosiča tepla žiadne nebezpečné látky. Teraz je potrebné vyrobiť indukčnú mriežku. Na to sa vezme medený drôt a namotá sa priamo na telo ohrievača.

V niektorých modeloch domácich indukčných ohrievačov sa namiesto plastovej rúry používa úzka medená rúrka. To nie je najlepšia možnosť, pretože správne zvinúť takýto prvok do špirály nebude jednoduché.

Čím viac závitov drôtu, tým lepšie. Predpokladá sa, že indukčná cievka by mala mať najmenej 90 závitov. Induktor sa navíja na rúru veľmi tesne, medzi závitmi by nemala byť žiadna medzera.

Na vinutie postačí medený izolovaný vodič s priemerom 1–1,5 mm. Hrubší kábel tu nie je potrebný, pretože by sťažil prácu pri vinutí a bolo by ťažšie umiestniť závity tesne vedľa seba.

Táto schéma pomôže správne pripojiť cievku induktora k invertorovej zváračke. Ak to urobíte nesprávne, cievka sa zmení na elektromagnet (+).

Prítomnosť medzier môže viesť k vzniku hluku v dôsledku vibrácií, ktoré sprevádzajú prevádzku takéhoto zariadenia. Postupom času môže takáto situácia viesť k zničeniu izolácie, čo spôsobí medzizávitový skrat.

Zhora a zdola by sa okrem adaptérov mali nainštalovať uzatváracie ventily. Sú potrebné na zabezpečenie možnosti v prípade potreby uzavrieť vodu vo vykurovacom okruhu.

Pri inštalácii ohrievača treba pamätať na to, že jeho spodný koniec musí smerovať k spätnému potrubiu, ktoré je určené na zber ochladeného teplonosného média v dvojrúrkovom vykurovacom systéme. Najjednoduchší spôsob, ako získať generátor striedavého poľa, je vziať invertor zváračky.

Kontakty indukčnej cievky sa pripájajú k pólom invertora. Hneď ako sa k agregátu privedie elektrické napájanie a zapojí sa do siete, domácky vyrobený indukčný kotol začne pracovať.

Na výrobu takéhoto zariadenia postačí aj lacná zváračka, napríklad model čínskej výroby, ktorý umožňuje regulovať silu prúdu od úrovne 10 A. Pri prechodke na prívode treba nainštalovať snímač termostatu. Pripojenie zváracieho invertora sa vykonáva cez tento termostat.

Na výstupoch je potrebné osadiť usmerňovacie diódy. Na to bude potrebné otvoriť kryt zváračky a prispájkovať k výstupu vodiče, potom ich pripojiť k diódam. Ak sa pripojenie vykoná bez diód, priamo, na cievku prúd s usmerneným napätím a cievka bude fungovať ako elektromagnet, nie ako induktor.

Na vytvorenie indukčnej špirály sa odporúča použiť medený drôt s prierezom 1,5 mm v spoľahlivom izolačnom plášti, treba urobiť približne 90 závitov

V niektorých moderných zváračkách je snímač dotyku, ktorý spúšťa činnosť v momente, keď sa elektróda dotkne pracovnej plochy. Tento moment treba zohľadniť, aby snímač buď reagoval v správnom okamihu, alebo neovplyvňoval činnosť doma vyrobeného kotla.

Ak pri prestavbe zváračky vzniknú problémy neskúsenému majstrovi, je lepšie, aby sa obrátil na odbornú konzultáciu.

Na výrobu indukčného kotla vlastnými rukami je možné vziať akýkoľvek zvárací prístroj s vhodnými parametrami. V prípade potreby bude možné prístroj opäť použiť na zváracie práce.

Ak je všetko urobené správne, zvárací prístroj je možné v budúcnosti použiť na pôvodný účel. Bude potrebné odpájkovať vodiče s diódami a vykonať spätnú montáž. Pod vplyvom vysokofrekvenčného striedavého prúdu vytvorí indukčná cievka magnetické pole.

Kov, ktorý sa nachádza vo vnútri polymérového plášťa, začne sa zahrievať a odovzdávať teplo vode, ktorá cirkuluje vo vykurovacom okruhu. Na zohriatie teplonosného média bude zariadeniu stačiť len niekoľko minút.

Miesto pre indukčný ohrievač treba správne vybrať. Agregát musí byť umiestnený 800 mm pod úrovňou stropu a od stien a predmetov nábytku ho musí oddeľovať minimálne 300 mm.

Niekoľko slov o bezpečnosti

Domáce indukčné kotly zvyčajne nie sú vybavené systémami kontroly a ochrany, čo ich robí nebezpečnými. Preto pred zapnutím agregátu je potrebné uistiť sa, že dutina telesa je naplnená kvapalným nosičom tepla.

Ak bude polymérne teleso ohrievača vystavené trvalému ohrevu bez obtekania nosičom tepla, jednoducho sa roztopí, niekedy to vedie nielen k deformácii ohrievača, ale aj k jeho úplnému poškodeniu.

Agregáty tohto typu sa často používajú na rozžeravenie a tavenie kovov. Vysoké teploty dosahované indukčným ohrievačom vyžadujú pozorný prístup k otázkam bezpečnosti.

Nebezpečné môže byť aj vypadnutie rozžeraveného kovového plniva z roztaveného telesa. V tomto prípade bude potrebné takmer úplne demontovať zariadenie a vyrobiť preň nový vykurovací prvok.

Pripojenie k elektrickému napájaniu by sa malo vykonať samostatným káblom vedeným od rozvádzača. Samozrejme, je potrebné dôkladne izolovať všetky kontakty. Invertor zváracieho prístroja je tiež potrebné uzemniť, čo je dôležitý moment pre zaistenie bezpečnosti.

Pri tom bude potrebný kábel s prierezom najmenej štyri milimetre. Niektorí odborníci odporúčajú uprednostniť šesťmilimetrový kábel. Aby sa zabránilo prehriatiu domáceho indukčného ohrievača v dôsledku nedostatku vody v systéme, odporúča sa nainštalovať na vstupe do ohrievača poistný ventil pretlaku.

Indukčný vykurovací prístroj zaberá pomerne málo miesta, ale je potrebné ho umiestniť v určitej vzdialenosti od stropu, stien, nábytku a pod.

Domáce zariadenie tohto typu, nevybavené špeciálnymi ochrannými prostriedkami, je potenciálne nebezpečný objekt, ktorý vyžaduje neustálu kontrolu. Preto stojí za to minúť trochu viac peňazí, ale zakúpiť potrebné zariadenia.

Pri tom nezaškodí zhodnotiť náklady, možno nákup hotového indukčného kotla nebude oveľa drahší. Priemyselné zariadenia sú zvyčajne vybavené všetkou potrebnou ochranou.

Vlastnosti a podrobná technológia výroby ďalšieho variantu domáceho indukčného kotla pre vykurovací systém sú uvedené tu.

Závery a užitočné video k téme

Video #1. Prehľad princípov indukčného ohrevu:

Video #2. Zaujímavý variant výroby indukčného ohrievača:

Na inštaláciu indukčného ohrievača nie je potrebné získať povolenie od kontrolných orgánov, priemyselné modely takýchto zariadení sú úplne bezpečné, sú vhodné ako pre súkromný dom, tak aj pre bežný byt. Majitelia domácich agregátov by však nemali zabúdať na bezpečnostné predpisy.

Komentujte, prosím, materiál, ktorý sme vám predložili na oboznámenie. Pýtajte sa na zaujímavé alebo nejasné miesta. Možno máte vlastné skúsenosti so stavbou alebo inštaláciou indukčného kotla? Svoje jedinečné fotografie môžete zdieľať a umiestniť do bloku komentárov nižšie.