La civilización arruina a la gente y no piensa en la existencia sin sus beneficios. Sin lugar a dudas, estos incluyen la calefacción de edificios. Los sistemas de calefacción se están mejorando constantemente y cada vez son más eficientes y cómodos de usar.
Pero esto no es suficiente. Debe admitir que no está nada mal que el equipo de calefacción también sea económico. Y este deseo es bastante factible: puedes hacer una caldera de calentamiento por inducción con tus propias manos. Es capaz no solo de proporcionar el nivel necesario de calefacción de espacios, sino también de ahorrar recursos de energía de manera muy económica.
Además, dicho equipo, si se desea, será ensamblado incluso por un maestro de principiantes. Y cómo hacerlo correctamente y qué materiales se necesitarán para la fabricación: analizaremos estos temas en detalle en nuestro artículo. Tenga en cuenta el dispositivo y el principio de funcionamiento del equipo, así como las ventajas de su uso.
Contenido del artículo:
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La estructura y funcionamiento de los equipos.
- ¿Cómo funciona una caldera de inducción?
- Los elementos principales de los equipos de calefacción.
- Ventajas del calentador de autoensamblaje.
- Instrucciones para el montaje de la caldera de inducción.
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Características de la caldera de inducción vórtice.
- Características distintivas de VIN
- ¿Cómo montar un dispositivo de inducción vórtice?
- Modelo inusual de dispositivo de inducción.
- Conclusiones y video útil sobre el tema.
La estructura y funcionamiento de los equipos.
Antes de comenzar el autoensamblaje de una caldera de inducción, debe tratar su estructura y el principio de funcionamiento. Y solo habiendo entendido estos momentos, puedes empezar a hacer productos caseros.
¿Cómo funciona una caldera de inducción?
Para comprender cómo funciona el equipo de inducción, debe familiarizarse con el principio de su funcionamiento. Así que recuerda el curso escolar de física.
Cuando una corriente eléctrica pasa a través de un material conductor, produce calor. En este caso, la cantidad de calor producido será directamente proporcional al voltaje y la intensidad de la corriente. Este patrón fue descubierto por Joel y Lenz, en cuyo honor se nombró la ley física.
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El principio de funcionamiento de la unidad de inducción es calentar el intercambiador de calor, que a su vez transfiere energía al refrigerante que fluye a través de él.
En los circuitos de inducción no hay calentamiento directo, lo que prolonga significativamente la vida útil del equipo y reduce el riesgo de averías.
Los principales componentes estructurales de la caldera de inducción son un inductor ensamblado a partir de uno o dos devanados, un núcleo como elemento de calefacción y un inversor.
En la versión más simple de la unidad de inducción, el devanado se instala simplemente en el tubo, a través del cual se calienta el portador de calor.
El principio de funcionamiento de los calentadores de inducción y calderas.
Ventajas de no calentamiento directo.
Componentes de caldera de inducción estándar
Opción de calentador de inducción casera
Pero la corriente eléctrica puede aparecer en el conductor no solo cuando se conecta directamente a la fuente de alimentación. Hay otra vía abierta en el siglo XIX m. Faraday. Este es un método sin contacto que no implica la interacción de la fuente de alimentación con el conductor.
Su esencia radica en el hecho de que cuando los parámetros del campo magnético que cruzan el conductor cambian, aparece una fuerza electromagnética o electromotriz.
Este fenómeno ha sido llamado inducción electromagnética. Que se utiliza en la caldera de inducción. Resulta que si una fem está presente, entonces habrá una corriente eléctrica, respectivamente, habrá un conductor de calefacción.
En este caso, se producirá de una manera sin contacto, utilizando corrientes inducidas o como se llaman corrientes de Foucault.
La inducción electromagnética se puede obtener de dos maneras. En el primer caso, para obtener la inducción, el conductor gira o se mueve dentro de un campo magnético constante. Este método se utiliza en generadores de energía.
Otra forma de obtener la inducción: el conductor permanece estacionario, mientras que los parámetros de la magnética el campo en el que se ubica, es decir, la dirección de las líneas de fuerza y la intensidad, es constantemente están cambiando
El efecto de cualquier caldera de inducción se basa en el fenómeno de la inducción electromagnética.
Sería bastante difícil hacer esto si no fuera por el descubrimiento de Oersted. Descubrió que si un cable se enrollaba en una bobina, cuando se conecta una fuente de alimentación, se convierte en un electroimán. Al cambiar la dirección y la intensidad de la corriente, el campo magnético generado por este dispositivo también cambiará.
Si se coloca un conductor dentro del campo, surgirá una corriente eléctrica en él, que se acompaña de calentamiento.
Es sobre este principio que se hace la olla de inducción. Su diseño es muy sencillo. Incluye un cuerpo, necesariamente aislado y blindado. En su interior se coloca un tubo. Lo mejor de todo, si es una aleación, pero puedes usar acero.
Sin embargo, en este último caso, el rendimiento del dispositivo sufrirá un poco. El tubo está instalado en el manguito de un material dieléctrico.
El transportador de calor en calderas de tipo de inducción se calienta desde un núcleo de acero interno, que se calienta por corrientes de Foucault que surgen en un campo electromagnético.
Un bus de cobre se enrolla sobre el revestimiento en el principio de la bobina. Está conectado a una fuente de alimentación. Para aprovechar el sistema de calefacción, se utilizan dos boquillas, a lo largo de las cuales se moverá el refrigerante.
Cuando se aplica energía, la corriente pasa a través de la bobina y activa un campo magnético alterno que, a su vez, induce corrientes de Foucault dentro de la tubería. Calientan las paredes de la pieza y, en parte, el transportador de calor, que se encuentra en ella.
Existen variaciones de una caldera de inducción con varios tubos de pequeño diámetro instalados en paralelo. Se utilizan en lugar de un tubo grande. Esto da una ganancia en la velocidad de calentamiento del dispositivo.
De esta forma, el equipo ya puede funcionar, pero la calefacción será débil. Para fortalecerlo, debe pasar una corriente eléctrica de alta frecuencia a través de la bobina. Por lo tanto, el equipo debe complementarse con un inversor y un rectificador.
La corriente alterna de la red tiene una frecuencia de 50 Hz, que no es suficiente para el funcionamiento eficiente de la caldera de inducción. Por lo tanto, se alimenta a un rectificador, donde se convierte en uno permanente.
Luego pasa al inversor, que es un módulo electrónico con un circuito de control y dos transistores clave. El dispositivo convierte la corriente continua en alta frecuencia.
Es cierto que el uso de un rectificador e inversor aumenta el costo de una caldera de inducción. Por lo tanto, hay modelos que funcionan sin ellos. Se conectan a una red regular. Pero tales equipos tienen dimensiones impresionantes, lo que permite aumentar su eficiencia. Los dispositivos con un inversor son más compactos.
Las corrientes de Foucault inducidas calientan muy rápidamente el intercambiador de calor y el fluido en su interior
Los elementos principales de los equipos de calefacción.
Cualquier tipo de caldera de inducción consta de varios elementos estructurales:
- Inductor La parte principal del dispositivo. Es una especie de transformador con dos devanados. Primaria se enrolla en el núcleo. Con el paso de la corriente es aquí donde surge un campo electromagnético, formando corrientes de Foucault. El cuerpo de la caldera actúa como un devanado secundario. Toma corrientes de Foucault, se calienta y transfiere energía térmica al refrigerante.
- Elemento calefactor Este es el núcleo de la bobina. Para la caldera, se hace en forma de un tubo de un diámetro suficientemente grande o varios tubos conectados en paralelo de sección más pequeña.
- Boquillas Diseñado para aprovechar el dispositivo en la red de calor. Una a través del interior del dispositivo viene refrigerante, el segundo líquido sale de la caldera y se alimenta al circuito de calefacción.
- Inversor Este dispositivo es inversor - convierte una corriente eléctrica constante en alta frecuencia, que luego se alimenta al inductor.
Antes de comenzar el autoensamblaje, debe considerar cuidadosamente qué y cómo se realizarán los elementos principales del dispositivo. Algunos de ellos tendrán que hacerse tú mismo, y otros podrás comprar.
Por ejemplo, puede utilizar el inversor de la máquina de soldadura. Bueno, si es con la capacidad de ajustar el poder.
El inversor convierte la corriente continua en alta frecuencia. Para la fabricación de dispositivos caseros, puede utilizar un inversor estándar para soldadura.
Hemos enumerado los elementos básicos de una caldera de inducción.
Ventajas del calentador de autoensamblaje.
Las calderas eléctricas son tradicionalmente consideradas antieconómicas. Dado que el costo de la electricidad está en constante crecimiento, le están costando "un centavo bonito" a sus propietarios. Recomendamos ver información detallada sobre la calefacción de la caldera eléctrica en este articulo.
Sin embargo, las calderas de inducción, aunque funcionan con electricidad, son bastante económicas.
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Calderas tipo Idoktsionny, las más económicas en cuanto a consumo de energía, equipos eléctricos.
El consumo económico de energía no impide que las calderas de inducción lideren los parámetros de rendimiento
Debido a la simplicidad del diseño, las calderas de inducción rara vez fallan, sirven regularmente durante más de 30 años.
La forma precisa y los tamaños compactos: argumentos importantes a favor de los cobres de inducción
El equipo de inducción a un ritmo rápido calienta el refrigerante para los circuitos de calefacción
Sin embargo, la larga lista de ventajas de las calderas de inducción supera el sólido menos: el precio del equipo, especialmente notable al instalar varias unidades técnicas
El precio no es terrible para aquellos que deciden hacer una unidad efectiva con sus propias manos, los componentes para el ensamblaje son baratos
Sin embargo, para tener éxito en la implementación de la idea, vale la pena comprender a fondo el dispositivo de la unidad de inducción y el principio de su funcionamiento.
Versión económica de una caldera eléctrica.
Prioridades de alto rendimiento
Simplicidad constructiva
Dimensiones compactas de la unidad.
Alta velocidad de calentamiento del refrigerante.
El coste como sólido menos de calderas.
Caldera de inducción casera.
Los detalles del dispositivo y el principio de funcionamiento.
Pero esta no es toda la lista de sus méritos.
Habiendo decidido instalar dicho dispositivo, puede obtener:
- Rápido calentamiento del refrigerante. Se tarda un promedio de 3-5 minutos.
- Eficiencia cercana al 100%, ya que casi toda la electricidad se convierte en calor.
- Alta temperatura de calentamiento del fluido en el circuito de calefacción, mínimo - 35 ° C.
- La ausencia de escala en las superficies internas del dispositivo, que se explica por las vibraciones que aparecen durante el funcionamiento del dispositivo. Evitan los depósitos.
- Larga vida útil, ya que no existen mecanismos y piezas de movimiento y frotamiento. En consecuencia, no hay desgaste del equipo y daños a sus componentes.
- No es necesario desviar los productos de la combustión y, a menudo, realizar actividades de mantenimiento.
Las desventajas de las calderas de inducción no son tanto. En primer lugar, es un costo bastante alto de equipo. Además, en el proceso, los dispositivos emiten un pequeño ruido de vibración.
Otra desventaja es una masa lo suficientemente grande que debe tenerse en cuenta al montar el dispositivo en una pared.
Para obtener el máximo efecto del uso de una caldera de inducción, tanto de fabricación propia como en serie, debe conectarlos en un grupo y usarlos uno a la vez o todos a la vez.
Instrucciones para el montaje de la caldera de inducción.
Los calentadores de inducción se pueden comprar en la tienda, pero su costo es lo suficientemente grande. Por eso, muchos artesanos caseros intentan hacerlo usted mismo. Para la fabricación de calderas de inducción caseras es necesario preparar materiales y herramientas.
Primero necesitas comprar un inversor de soldadura. Puede ser barato, pero es deseable que el dispositivo esté equipado con un regulador de amperaje.
Además, debe prestar atención a la corriente con la que opera el dispositivo. El valor estándar para los inversores de soldadura es 15A. Esto no será suficiente. Necesito buscar una unidad más potente.
Además, debe preparar una varilla o un alambre de acero inoxidable con un diámetro de aproximadamente 7 mm. Se debe cortar en rodajas de 40-50 mm de largo. Se colocarán en un campo electromagnético, donde se calentarán.
El elemento calefactor del dispositivo de inducción hecho en casa está hecho de alambre de cobre, para el bobinado que puede utilizar cualquier objeto cilíndrico de diámetro adecuado
Para la fabricación del cuerpo de la caldera se toma tubería plástica de paredes gruesas. El diámetro de la pieza puede variar, pero, como muestra la práctica, la mejor opción es de 50 mm de diámetro interno.
Los adaptadores se utilizan para conectar equipos al sistema de calefacción. A través de uno de ellos, un refrigerante frío fluirá hacia la caldera, y a través del otro líquido caliente fluirá hacia el sistema.
Los fragmentos de alambre deben colocarse en la carcasa. Para que no se caigan, la parte inferior de la pieza se cubre con una malla metálica o de nylon de malla fina, que está bien sujeta a la carcasa. Después de eso, puedes colocar el cable dentro de la caja.
Ahora la parte superior de la parte está cubierta con la misma malla que la parte inferior, y se fija a las paredes de la parte. Los adaptadores se usan en el trasero. Resulta la pieza a partir de la cual se realizará la bobina de inducción.
Para ello, es necesario enrollar alambre de cobre esmaltado. En promedio, es necesario imponer 90 vueltas. Deben estar ubicados más cerca del centro de la parte. Deben realizarse con mucho cuidado y sin problemas, de modo que se obtenga una bobina de inducción de alta calidad.
El dispositivo resultante se puede instalar en el sistema de calefacción. Esto se hace de la siguiente manera. Primero, el refrigerante se drena del sistema.
Después de eso, se selecciona el lugar donde se instalará la caldera. El tubo está marcado en esta sección, después de lo cual se corta un fragmento de longitud igual al calentador.
Luego en el lugar preparado se establece el cobre de inducción hecho a sí mismo. La bobina está conectada al inversor, en esta instalación se puede considerar completa. Después de eso, el sistema de nuevo. lleno de refrigerante.
El alambre de cobre se enrolla cuidadosamente en un tubo de plástico con pedazos de alambre de metal adentro
Sólo entonces puedes probar el nuevo dispositivo. Debe ser líquido.
Si enciende la caldera de inducción "seca", la carcasa de plástico se derretirá debido a la alta temperatura. Esto conducirá a la destrucción parcial del sistema de calefacción, lo cual es inaceptable.
Otro punto importante es la disposición adecuada de la conexión a tierra del calentador, sin la cual su operación segura es imposible.
Características de la caldera de inducción vórtice.
Ya estamos familiarizados con el principio de funcionamiento de un dispositivo de calentamiento por inducción. Hay una variedad de esto: una caldera de inducción vórtice o VIN, actuando de manera un poco diferente.
Características distintivas de VIN
Al igual que el análogo de inducción, funciona con voltaje de alta frecuencia, por lo tanto, necesariamente está equipado con un inversor. La característica del dispositivo VIN es que no tiene devanado secundario.
Todas las partes metálicas del dispositivo cumplen su función. Están necesariamente hechos de materiales que exhiben propiedades ferromagnéticas. Por lo tanto, cuando la corriente fluye hacia el devanado primario del dispositivo, la intensidad del campo electromagnético aumenta considerablemente.
A su vez genera una corriente, cuyo poder está aumentando rápidamente. Las corrientes de Foucault provocan una inversión de magnetización, como resultado de lo cual todas las superficies ferromagnéticas se calientan muy rápidamente, casi al instante.
Los dispositivos Vortex son bastante compactos, pero debido al uso del metal, su peso es grande. Esto proporciona una ventaja adicional, ya que todos los elementos masivos del cuerpo están involucrados en el intercambio de calor. Por lo tanto, la eficiencia de la unidad se acerca al 100%.
Esta característica del dispositivo debe tenerse en cuenta si se decide fabricar de forma independiente la caldera VIN. Solo puede ser de metal, no debe utilizarse plástico.
La principal diferencia de la caldera de inducción vórtice es que su cuerpo actúa como un devanado secundario. Por lo tanto, siempre está hecho de metal.
¿Cómo montar un dispositivo de inducción vórtice?
Como ya sabemos, tal caldera difiere de su contraparte de inducción, sin embargo, es igual de fácil de hacer usted mismo. Es cierto, ahora necesita las habilidades de soldadura, ya que el dispositivo debe ensamblarse solo a partir de piezas metálicas.
Para el trabajo necesitarás:
- Dos idénticas a lo largo de un tubo de pared gruesa de metal. Sus diámetros deben ser diferentes, de modo que una parte se pueda colocar en otra.
- Bobinado de alambre de cobre (esmaltado).
- El inversor trifásico, es posible desde la máquina de soldadura, pero el más potente.
- Carcasa para el aislamiento térmico de la caldera.
Ahora puedes ir a trabajar. Comenzamos con la fabricación del cuerpo de la futura caldera. Tomamos un tubo de mayor diámetro e insertamos la segunda parte en el interior. Deben soldarse entre sí para que haya una cierta distancia entre las paredes de los elementos.
El detalle resultante en la sección se asemejará al volante. Una base de acero con un grosor de al menos 5 mm se utiliza como base y cubierta de la caja.
El resultado es un tanque cilíndrico hueco. Ahora necesita cortar sus tuberías de pared debajo de la tubería de suministro de frío y la descarga de líquido caliente. La configuración de la boquilla y su diámetro depende de las tuberías del sistema de calefacción, puede ser necesario usar adaptadores.
Después de eso, puedes empezar a enrollar el cable. Es cuidadosamente, bajo suficiente tensión, enrollado en el cuerpo de la caldera.
Diagrama esquemático de la caldera de inducción casera tipo vórtice.
En realidad, el elemento calefactor servirá como cable enrollado, por lo que es conveniente cerrar el cuerpo del dispositivo con una cubierta aislante. Por lo tanto, será posible mantener el calor máximo y, en consecuencia, aumentar la eficiencia del dispositivo y hacerlo seguro.
Ahora necesita incrustar la caldera en el sistema de calefacción. Para hacer esto, se drena el refrigerante, se corta la sección del tubo que se requiere a lo largo de su longitud y el dispositivo se suelda en su lugar.
Solo queda para alimentar el calentador y no se olvide de conectarle un inversor. El dispositivo está listo para funcionar. Pero antes de realizar las pruebas, debe llenar la línea con refrigerante.
¿No sabes qué refrigerante elegir para llenar el circuito? Te recomendamos que te familiarices con Características de los diferentes portadores de calor. y recomendaciones para elegir el tipo óptimo de fluido para el circuito de calefacción.
Solo después de la inyección de refrigerante en el sistema para realizar una prueba.
Primero, debe iniciar el dispositivo con la potencia mínima y controlar cuidadosamente la calidad de las soldaduras. Si todo está en orden, la potencia se incrementa al máximo.
En nuestro sitio hay otra instrucción para la fabricación de un dispositivo de inducción que puede usarse para calentar el refrigerante en el sistema de calefacción. Para familiarizarse con el proceso de montaje de un calentador de inducción, vaya a este enlace.
Modelo inusual de dispositivo de inducción.
Esta modificación de la caldera de inducción puede parecer muy inusual, sin embargo, tiene el derecho de existir.
Además, la práctica muestra que un dispositivo de este tipo es mucho más económico que una caldera de calefacción estándar. En el calentamiento, el "treshki" estándar tomará alrededor de 1.8-2.5 kW por hora, mientras que la caldera eléctrica gastará al menos 6 kW.
En la fabricación de calderas de inducción caseras para el devanado en el núcleo, solo se utiliza alambre de cobre para devanado especial.
En realidad, la caldera es un intercambiador de calor integrado en el sistema de calefacción, que se calienta desde la placa de inducción.
Una parte importante del diseño es un intercambiador de calor, debe ser compacto, confiable y lo más barato posible. Los cálculos muestran que para calentar un apartamento de unos 50 metros cuadrados. Serán suficientes dispositivos que funcionen con 40 litros de refrigerante.
Es decir, necesita un tanque de metal plano, cuyas dimensiones varían dentro de 50x600x500 mm. Dicha capacidad se puede realizar de forma independiente, habiendo soldado desde los tubos de perfil 50х50.
Los trabajos se realizan en la siguiente secuencia:
- Pipa 50x50 cortada en longitudes de 600 mm. El total debe ser de 9-10 piezas.
- Los segmentos obtenidos se sueldan entre sí según el principio "pared a pared" para obtener una fila continua de tuberías.
- Se cortan dos longitudes más de la tubería para que su longitud sea igual al ancho de la palanquilla resultante.
- A partir de los dos fragmentos de tubería obtenidos, se corta una pared.
- La pieza se instala con la pieza de corte en los tubos soldados entre sí para obtener una pieza de trabajo que se asemeja a un colector. El fragmento está soldado al intercambiador de calor.
- La segunda sección del tubo se instala de manera similar en el lado opuesto.
- En las zonas opuestas diagonales del intercambiador de calor hay tuberías soldadas para la conexión al sistema de calefacción.
- El diseño está cuidadosamente escaldado, ya que debe estar completamente sellado.
El intercambiador de calor está listo, puede instalarse en su lugar y suministrarle una fuente de calor. La práctica demuestra que es mejor instalar dicho sistema en el baño realizando una instalación vertical.
Las baldosas de inducción convencionales pueden ser una fuente de calor para calentar un apartamento.
El intercambiador de calor está soldado al sistema de calefacción, y la baldosa está ubicada entre este y la pared.
Los maestros del hogar dicen que si un inversor está conectado a un dispositivo de este tipo, su consumo de energía se reducirá significativamente.
Después de leer las instrucciones para usted, ¿hacer calderas caseras parece difícil y peligroso? ¿Duda que la fabricación casera será más económica para usar electricidad para calentar el refrigerante en el sistema de calefacción? En este caso, la compra de una unidad de calefacción terminada será la mejor solución.
En nuestro sitio hay materiales útiles para elegir la mejor caldera eléctrica y la clasificación de los modelos más populares entre los compradores. Y también le recomendamos que se familiarice con las peculiaridades de calcular el consumo de energía de la caldera y otras opciones de calefacción eléctrica en la casa:
- Caldera eléctrica para calentar una casa privada: una visión general de docenas de los mejores modelos de calderas eléctricas
- ¿Cuánta electricidad consume una caldera eléctrica? Reglas de cálculo
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Conclusiones y video útil sobre el tema.
Cómo montar usted mismo una caldera de inducción:
Cómo funciona un calentador de inducción casero:
¿Qué es el calentamiento por inducción?
Caldera de inducción: la más económica y eficiente de todos los aparatos de calefacción, que funcionan con electricidad. Hay muchas modificaciones de los dispositivos de inducción caseros, puede elegir cualquiera, el más adecuado para las condiciones de operación.
Para comprar un dispositivo de este tipo en la tienda tendrá que gastar una cantidad significativa, por lo que los artesanos caseros han aprendido a hacerlos usted mismo..
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