Caldeira de indução DIY - desenhos
Caldeiras de aquecimento por indução apareceram no mercado há relativamente pouco tempo, mas já foram capazes de competir com aparelhos elétricos convencionais com um elemento de aquecimento. Sendo todas as outras coisas iguais (dimensões, consumo de energia), as caldeiras de indução são capazes de aquecer o sistema de aquecimento muito mais rapidamente. Além disso, eles trabalham em sistemas de refrigeração de baixa qualidade e não requerem manutenção complicada. O conhecimento de engenharia elétrica e engenhosidade permite que você faça uma caldeira de indução por conta própria. O tópico do artigo de hoje: caldeira de indução faça você mesmo - desenhos, diagramas e instalação.
para conteúdos ↑Princípio de operação
A ação da caldeira de indução é baseada na capacidade dos materiais que conduzem a corrente elétrica ao calor das correntes de Foucault. Eles são criados a partir da indução eletromagnética:
- Como fonte de indução, é utilizada uma corrente alternada de alta frequência, que passa através do enrolamento primário do dispositivo de aquecimento. É feito na forma de uma bobina.
- O elemento de aquecimento localizado dentro da bobina serve como um enrolamento secundário em curto-circuito.
- Em um elemento de aquecimento, a energia eletromagnética é convertida em calor.
para conteúdos ↑Importante! A ocorrência de correntes parasitas também é possível a uma frequência de corrente industrial de 50 Hz. No entanto, a eficiência do aquecimento será pequena. Além disso, o dispositivo emitirá muito ruído e vibrará durante a operação. Com um aumento na frequência de corrente alternada de até 10 kHz e mais, o aquecimento se intensifica e o ruído e a vibração, pelo contrário, desaparecem.
Como é organizada uma caldeira de indução industrial?
É necessário ter uma idéia do arranjo desses equipamentos, caso contrário, não é possível fabricar uma caldeira de indução com suas próprias mãos, fazer desenhos e montar a unidade. Então:
- Uma caldeira de indução industrial é baseada em um trocador de calor com um enrolamento toroidal conectado a um conversor de alta frequência.
- A corrente que passa pelo enrolamento cria um campo elétrico alternado que induz correntes de Foucault que passam pelo trocador de calor.
- De acordo com o sinal proveniente do painel de controle, o conversor cria uma corrente da frequência necessária.
- Modelos modernos de caldeira são automatizados. Isso permite não apenas criar o modo ideal de aquecimento do líquido de refrigeração, mas também desligar o dispositivo em caso de acidente.
- O líquido de refrigeração está localizado dentro do trocador de calor. As correntes de Foucault o aquecem até uma temperatura predeterminada. Devido à diferença de temperatura do líquido de refrigeração na entrada e na saída, ele circula continuamente. Nem mesmo uma conexão da bomba é necessária.
Importante! Caldeiras do tipo indução podem ser usadas em sistemas com circulação natural e forçada.
- Como refrigerante, você pode usar óleo, anticongelante ou anticongelante. A qualidade do líquido de refrigeração não importa.
- A vibração do sistema que uma pessoa não sente impede a deposição de escala no circuito térmico.
- Como invólucro externo, é usada uma caixa de metal equipada com isolamento elétrico e térmico.
- A configuração da caldeira pode ser qualquer. Como não há tanque dentro da caldeira, suas dimensões são pequenas e a massa não é superior a 50 kg.
Importante! Não ligue a caldeira de indução se o sistema não estiver cheio de líquido de refrigeração. Isso é repleto de superaquecimento da caldeira e falha de seus elementos.
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Vantagens:
- Alto valor de eficiência (95-98%).
- Uma ampla gama de modelos de diferentes capacidades, projetados para uma tensão de 220 ou 380 V.
- Aquecimento rápido do sistema de aquecimento.
- Capacidade de trabalhar com diferentes refrigerantes.
- A tensão do circuito ao longo do qual o refrigerante passa. Isso elimina completamente os vazamentos e defeitos associados a eles.
- Trabalho longo sem redimensionamento. É a escória que diminui com o tempo a eficiência das caldeiras equipadas com elementos de aquecimento. Pelo mesmo motivo, os elementos de aquecimento superaquecem e o dispositivo falha.
- Longa vida útil (25-30 anos).
Importante! Há também desvantagens, incluindo alto custo. Isso é um incentivo para a fabricação independente de uma caldeira de indução. Apesar da complexidade dos processos de indução, é possível criar um dispositivo que não seja inferior em seu desempenho aos desenhos industriais.
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Caldeira inversora de solda
Este é um design bastante simples. O elemento mais complexo de uma caldeira de indução é um conversor de alta frequência. Não é fácil fabricar um inversor para uma caldeira de aquecimento com suas próprias mãos. Seu papel é desempenhado bem por um moderno inversor de soldagem, capaz de emitir um sinal de saída cuja frequência é de 20 a 50 kHz. Além disso, para a instalação, você precisa:
- Fio de cobre com isolamento de esmalte com diâmetro de 1,0-1,5 mm.
- Um fio isolado equipado com terminais para conectar o enrolamento ao inversor.
- Sucatas de arame de aço inoxidável com diâmetro de 3-5 mm, comprimento 50 mm.
- Malha fina de aço inoxidável.
- Seção do medidor de um tubo de água de polietileno ou polipropileno com um diâmetro de 50 mm e uma espessura de parede de 8,4 mm.
- Textolite para fixação do enrolamento.
- Epóxi para isolamento do enrolamento.
Importante! O corpo de uma caldeira caseira pode servir como um armário de distribuição de metal ou plástico. No armário você pode instalar um inversor e um elemento de aquecimento.
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Algoritmo de montagem DIY para a caldeira de indução - desenhos e procedimento de montagem:
- Usando cola epóxi, prenda 4 tiras de textolite de 8 a 10 mm de largura em um pedaço de tubo. Nesse caso, você precisa recuar 7-10 cm das extremidades do tubo, enrolando essas tiras. Para corrigir curvas extremas, faça ranhuras na placa de circuito impresso.
- Enrole 50-100 voltas do fio de cobre em isolamento. A distância entre as curvas deve ser a mesma, aproximadamente 0,3-0,6 mm.
Importante! O número de voltas depende da resistência específica do fio e seu diâmetro, bem como das características de saída do inversor.
- Ao instalar a caldeira em uma área residencial, é aconselhável realizar um enrolamento toroidal externo para reduzir o campo eletromagnético externo. O enrolamento toroidal tem o mesmo número de voltas contra-direcionadas. A compensação mútua dos fluxos eletromagnéticos ocorre (eles passam exclusivamente ao longo do circuito interno).
- Insira a malha de aço no tubo e encha-o firmemente da extremidade oposta com pedaços de arame de aço inoxidável. Sob a influência de correntes parasitas, o metal esquenta.
Importante! É aconselhável usar aço inoxidável para evitar corrosão do metal. Porém, na ausência de um aço inoxidável, um fio-máquina comum também é adequado.
- Solde as duas extremidades da seção do tubo adaptador de polipropileno. Instale válvulas de esfera nelas para interromper a circulação de água.
- Instale uma válvula de emergência para aliviar a pressão do adaptador superior da tomada. Isole o enrolamento com cola epóxi.
Importante! Ao fazer cola epóxi, adicione 10-15% menos endurecedor. O isolamento não será tão frágil.
- Usando terminais de crimpagem, prenda os fios isolados aos fios do enrolamento. A outra extremidade do fio deve ter terminais para conexão ao inversor.
Importante! O diâmetro dos fios deve ser selecionado para suportar a maior corrente de saída do inversor.
- Monte o trocador de calor no gabinete em suportes feitos de material resistente ao calor que não conduz corrente elétrica. Uma boa opção é textolite.
- Conecte o aquecedor de água ao sistema e encha-o com líquido de arrefecimento.
- Instale o inversor na parte inferior do gabinete. Conecte os terminais a ele e conecte-o à rede. Ligue a caldeira e ajuste-a para o modo operacional ideal.
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Como fazer uma caldeira de indução com suas próprias mãos a partir de um fogão de indução?
Desmonte o elemento de aquecimento e use o fio de cobre para enrolá-lo no trocador de calor. Use a unidade de controle de ladrilhos para alimentar o enrolamento, configurando a energia desejada no painel de controle.
No entanto, este método tem várias desvantagens:
- A necessidade de auto-cálculo da indutância de uma bobina recém-enrolada. Não é o fato de corresponder ao valor original. O dispositivo pode falhar.
- A maioria dos fogões de indução é equipada com uma função de desligamento automático após 2-3 horas de operação. Isso significa que a caldeira será desligada regularmente.
- A potência dos ladrilhos, em regra, não excede 2,5 kW. Por esse motivo, usando peças da panela de indução, você só pode fabricar uma caldeira de baixa potência.
Existe uma maneira mais fácil de usar a panela de indução sem desmontá-la: instale um tanque de aço inoxidável hermeticamente fechado com acessórios de entrada e saída na telha e conecte-o ao sistema de aquecimento.
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Imagens de arquivo
Com algum conhecimento no campo da engenharia elétrica, você pode fazer a caldeira de aquecimento por indução com suas próprias mãos. O circuito e a instalação não são muito complexos.
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