Kaip pasidaryti indukcinį šildymo katilą savo rankomis: naminio šilumos generatoriaus gamyba

Žmonės yra išlepinti civilizacijos ir neįsivaizduoja egzistavimo be jos gėrybių. Prie jų neabejotinai priskiriamas ir pastatų šildymas. Šildymo sistemos nuolat tobulinamos ir tampa vis efektyvesnės bei patogesnės naudoti.

Bet to nepakanka. Sutikite, visai neblogai, jei šildymo įranga būtų dar ir ekonomiška. Ir šis noras yra visiškai įgyvendinamas – galima pagaminti indukcinį šildymo katilą savo rankomis. Jis gali ne tik užtikrinti reikiamą patalpos šildymo lygį, bet ir labai taupiai naudoti energijos išteklius.

Be to, tokį įrenginį, jei nori, gali surinkti net pradedantis meistras. O kaip tai teisingai padaryti ir kokių medžiagų reikės gamybai – šiuos klausimus išsamiai aptarsime mūsų straipsnyje. Prieš tai apžvelgsime įrenginio sandarą ir veikimo principą, taip pat jo naudojimo privalumus.

Įrenginio sandara ir veikimo principas

Prieš imantis savarankiško indukcinio katilo surinkimo, reikia susipažinti su jo sandara ir veikimo principu. Ir tik supratus šiuos dalykus, galima pradėti gaminti naminį prietaisą.

Kaip veikia indukcinis katilas?

Norint suprasti, kaip veikia indukcinė įranga, reikia susipažinti su jos veikimo principu. Todėl prisiminkime mokyklinį fizikos kursą.

Kai per laidžią medžiagą teka elektros srovė, ji išskiria šilumą. O gautos šilumos kiekis bus tiesiogiai proporcingas įtampai ir srovės stipriui. Šį dėsningumą atrado Džaulis ir Lencas, kurių garbei ir pavadintas fizinis dėsnis.

Tačiau elektros srovė gali atsirasti laidininke ne tik jį tiesiogiai prijungus prie maitinimo šaltinio. Yra dar vienas būdas, praėjusiame amžiuje atrastas M. Faradėjaus. Tai bekontaktis metodas, nereikalaujantis maitinimo šaltinio sąveikos su laidininku.

Jo esmė ta, kad kai keičiasi magnetinio lauko, kuris kerta laidininką, parametrai, jame atsiranda EJV (elektrovaros jėga) arba elektrovaros jėga.

Šis reiškinys buvo pavadintas elektromagnetine indukcija. Būtent jis naudojamas indukcinio katilo veikime. Taigi, jei yra EJV, vadinasi, bus ir elektros srovė, atitinkamai bus ir laidininko įšilimas.

Šiuo atveju jis bus vykdomas bekontakčiu būdu, naudojant indukuotas sroves arba, kaip dar vadinama, Fuko sroves.

Elektromagnetinę indukciją galima gauti dviem būdais. Pirmuoju atveju indukcijai gauti laidininkas sukamas arba judinamas pastoviame magnetiniame lauke. Šis būdas naudojamas elektros generatoriuose.

Kitas indukcijos gavimo būdas – laidininkas lieka nejudantis, o magnetinio lauko, kuriame jis yra, parametrai, būtent jėgos linijų kryptis ir intensyvumas, nuolat kinta.

Bet kurio indukcinio katilo veikimo pagrindas yra elektromagnetinės indukcijos reiškinys

Tai padaryti būtų gana sudėtinga, jei ne Oerstedo atradimas. Jis nustatė, kad jei ant ritės apvyniojama viela, prijungus maitinimo šaltinį, ji virsta elektromagnetu. Keičiant srovės kryptį ir stiprumą, keisis ir šio įrenginio generuojamas magnetinis laukas.

Jei į lauką patalpinamas laidininkas, jame atsiranda elektros srovė, kurią lydi įšilimas.

Būtent tokiu principu ir veikia indukcinis katilas. Jo konstrukcija labai paprasta. Ją sudaro korpusas, būtinai termoizoliuotas ir ekranuotas. Viduje jo yra vamzdis. Geriausia, jei jis bus iš lydinio, bet galima naudoti ir plieną.

Tiesa, pastaruoju atveju įrenginio eksploatacinės charakteristikos šiek tiek nukentės. Vamzdis montuojamas į įvorę iš dielektrinės medžiagos.

Indukcinio tipo katiluose šilumnešis šildomas nuo viduje esančios plieninės šerdies, kurią kaitina sūkurinės srovės, atsirandančios elektromagnetiniame lauke.

Ant įvorės, kaip ritė, apvyniojama varinė šyna. Ji prijungiama prie maitinimo šaltinio. Įjungimui į šildymo sistemą naudojamos dvi movos, kuriomis judės šilumnešis.

Tiekiant maitinimą, srovė teka per ritę ir suaktyvina kintamąjį magnetinį lauką, kuris savo ruožtu indukuoja sūkurines sroves vamzdžio viduje. Jos įkaitina detalės sieneles, o iš dalies ir šilumnešį, esantį jo viduje.

Egzistuoja indukcinio katilo variantai su keliais mažo skersmens vamzdeliais, sumontuotais lygiagrečiai. Jie naudojami vietoj vieno didelio vamzdžio. Tai suteikia pranašumą įrenginio įkaitimo greičiu.

Tokiu pavidalu įranga jau gali veikti, bet šildymas bus silpnas. Norint jį sustiprinti, per ritę reikia leisti aukšto dažnio elektros srovę. Todėl įranga būtinai papildoma inverteriu ir lygintuvu.

Kintamoji srovė iš tinklo turi 50 Hz dažnį, kurio nepakanka efektyviam indukcinio katilo darbui. Todėl ji tiekiama į lygintuvą, kur paverčiama pastovia.

Po to ji nukreipiama į inverterį, kuris yra elektroninis modulis su valdymo schema ir dviem pagrindiniais tranzistoriais. Įrenginys paverčia pastovią srovę aukšto dažnio srove.

Reikia pripažinti, kad lygintuvo ir inverterio naudojimas padidina indukcinio katilo kainą. Todėl yra modelių, veikiančių be jų. Jie jungiami prie įprasto tinklo. Tačiau tokia įranga turi įspūdingus gabaritus, kas leidžia padidinti jos efektyvumą. Prietaisai su inverteriu yra kompaktiškesni.

Indukuotos sūkurinės srovės labai greitai įkaitina šilumokaitį ir jame esantį skystį

Pagrindiniai šildymo įrangos elementai

Bet kuris indukcinio tipo katilas susideda iš kelių konstrukcinių elementų:

• Induktorius. Pagrindinė įrenginio detalė. Tai savotiškas transformatorius su dviem apvijomis. Pirminė apvija vyniojama ant šerdies. Srovei tekant, būtent čia atsiranda elektromagnetinis laukas, sukuriantis sūkurines sroves. Katilo korpusas veikia kaip antrinė apvija. Ji perima sūkurines sroves, įkaista ir perduoda šiluminę energiją šilumnešiui.
• Šildymo elementas. Tai ritės šerdis. Katilui jis atliekamas kaip pakankamai didelio skersmens vamzdis arba keli lygiagrečiai sujungti mažesnio skerspjūvio vamzdžiai.
• Antgaliai. Jie skirti įrenginiui įpjauti į šilumos tinklą. Vienu į įrenginį patenka šilumnešis, kitu skystis išeina iš katilo ir tiekiamas į šildymo kontūrą.
• Inverteris. Šis įrenginys – inverteris – paverčia pastovią elektros srovę aukšto dažnio srove, kuri vėliau tiekiama į induktorių.

Prieš pradedant savarankišką surinkimą, reikia kruopščiai apgalvoti, iš ko ir kaip bus pagaminti pagrindiniai įrenginio elementai. Kai kuriuos iš jų teks pasigaminti pačiam, o kai kuriuos galima nusipirkti.

Pavyzdžiui, galima naudoti inverterį iš suvirinimo aparato. Gerai, jei jis bus su galios reguliavimo galimybe.

Inverteris nuolatinę srovę paverčia aukšto dažnio srove. Norint pagaminti savadarbius prietaisus, galima naudoti standartinį inverterį suvirinimui.

Mes išvardijome pagrindinius indukcinio katilo elementus.

Nepriklausomo šildymo prietaiso surinkimo privalumai

Katilai, veikiantys elektra, tradiciškai laikomi neekonomiškais. Atsižvelgiant į tai, kad elektros energijos kaina nuolat auga, jie savininkams kainuoja „nemažą centą“. Išsamesnę informaciją apie šildymą elektriniu katilu rekomenduojame peržiūrėti šiame straipsnyje.

Tačiau indukciniai katilai, nors ir veikia elektra, yra pakankamai ekonomiški.

Bet tai dar ne visas jų privalumų sąrašas.

Nusprendus įdiegti tokį prietaisą, galima gauti:

• Greitas šilumnešio įkaitimas. Tam vidutiniškai reikia 3–5 minučių.
• Naudingumo koeficientas artimas 100%, nes praktiškai visa elektros energija paverčiama šilumine.
• Aukštą skysčio įkaitimo temperatūrą šildymo kontūre, mažiausiai – 35 °C.
• Nuosėdų nebuvimas ant vidinių prietaiso paviršių, o tai paaiškinama vibracijomis, atsirandančiomis prietaisui veikiant. Jos neleidžia susidaryti nuosėdoms.
• Ilgas eksploatacijos laikas, nes nėra judančių ir besitrinančių mechanizmų bei dalių. Atitinkamai, nėra įrangos nusidėvėjimo ir jos komponentų pažeidimo.
• Nėra būtinybės šalinti degimo produktus ir dažnai atlikti techninės priežiūros darbus.

Indukcinių katilų trūkumų nėra tiek jau daug. Visų pirma, tai gana aukšta įrangos kaina. Be to, darbo metu prietaisai skleidžia nedidelį vibracinį triukšmą.

Dar vienas minusas – gana didelė masė, į ką būtinai turite atsižvelgti montuodami įrenginį ant sienos.

Norėdami gauti maksimalų efektą naudodami indukcinį katilą, tiek naminį, tiek serijinį, turite juos prijungti grupe ir naudoti paeiliui arba visus iš karto.

Indukcinio katilo surinkimo instrukcija

Indukcinių šildymo prietaisų galima įsigyti parduotuvėje, tačiau jų kaina yra gana didelė. Todėl daugelis namų meistrų bando jį pasigaminti savo rankomis. Norint pagaminti naminį indukcinį katilą, reikia paruošti medžiagas ir įrankius.

Pradžiai reikia įsigyti suvirinimo inverterį. Jis gali būti nebrangus, bet pageidautina, kad įrenginys būtų su srovės stiprumo reguliatoriumi.

Be to, reikia atkreipti dėmesį į srovės stiprumą, su kuriuo veikia prietaisas. Standartinė reikšmė suvirinimo inverteriams – 15 A. To nepakaks. Reikia ieškoti galingesnio agregato.

Be to, reikia paruošti vielą iš nerūdijančio plieno, kurios skersmuo 7 mm ar maždaug tiek. Ją reikia supjaustyti į 40-50 mm ilgio fragmentus. Jie bus patalpinti į elektromagnetinį lauką, kur įkais.

Naminio indukcinio prietaiso kaitinimo elementas gaminamas iš varinės vielos, kurios apvijai galima naudoti bet kokį pagal skersmenį tinkamą cilindrinį daiktą.

Katilo korpuso gamybai imamas plastikinis storasienis vamzdis. Detalės skersmuo gali skirtis, tačiau, kaip rodo praktika, optimalus variantas yra 50 mm vidinis skersmuo.

Įrenginiui sujungti su šildymo sistema naudojamos jungtys. Per vieną iš jų į katilą pateks šaltas šilumnešis, o per kitą karštas skystis bus tiekiamas į sistemą.

Vielos fragmentai turi būti sudėti į korpusą. Kad jie neiškristų, detalės dugnas uždengiamas smulkiomis akimis metaliniu arba kaproniniu tinkleliu, kuris tvirtai užtvirtinamas ant korpuso. Po to vielą galima sudėti į korpuso vidų.

Dabar detalės viršutinė dalis uždengiama tokiu pačiu tinkleliu kaip ir dugnas, ir tvirtinama prie detalės sienelių. Ant abiejų galų uždedamos jungtys. Gaunamas ruošinys, iš kurio bus pagaminta indukcinė ritė.

Tam ant jos reikia apvynioti emaliuotą varinį laidą. Vidutiniškai reikia padaryti 90 apsisukimų. Jie turi būti arčiau detalės centro. Juos reikia atlikti labai atsargiai ir tolygiai, kad gautųsi kokybiška indukcinė ritė.

Gautą įrenginį galima montuoti į šildymo sistemą. Tai daroma taip. Pirmiausia iš sistemos nuleidžiamas šilumnešis.

Po to parenkama vieta, kurioje bus sumontuotas katilas. Ant šios atkarpos vamzdis pažymimas, po to iš jo išpjaunamas fragmentas, kurio ilgis lygus šildymo prietaisui.

Tada ant paruoštos vietos sumontuojamas savadarbis indukcinis katilas. Ritė sujungiama su inverteriu, ir montavimą galima laikyti baigtu. Po to sistema vėl užpildoma šilumnešiu.

Ant plastikinio vamzdžio su metalinės vielos gabalėliais viduje atsargiai apvyniojama varinė viela

Tik po to galima išbandyti naują įrenginį. Jame būtinai turi būti skysčio.

Jeigu indukcinis katilas įjungiamas „sausai“, plastikinis korpusas išsilydys nuo aukštos temperatūros. Tai sukels dalinį šildymo sistemos sugadinimą, kas yra neleistina.

Dar vienas svarbus momentas – tinkamas šildymo prietaiso įžeminimo įrengimas, be kurio neįmanoma jo saugi eksploatacija.

Sūkurinio indukcinio katilo ypatumai

Su indukcinio šildymo prietaiso veikimo principu jau esame susipažinę. Egzistuoja jo atmaina: sūkurinis indukcinis katilas arba VIN, veikiantis kiek kitaip.

Skiriamieji VIN bruožai

Kaip ir indukcinis analogas, jis veikia aukšto dažnio įtampa, todėl būtinai įrengiamas inverteriu. VIN įrenginio ypatybė yra ta, kad jis neturi antrinės apvijos.

Jo vaidmenį atlieka visos metalinės prietaiso detalės. Jos būtinai gaminamos iš medžiagų, pasižyminčių feromagnetinėmis savybėmis. Taigi, kai į pirminę įrenginio apviją patenka srovė, staiga padidėja elektromagnetinio lauko intensyvumas.

Jis savo ruožtu generuoja srovę, kurios stiprumas sparčiai didėja. Sūkurinės srovės sukelia permagnetinimą, dėl kurio visi feromagnetiniai paviršiai labai greitai, beveik akimirksniu, įkaista.

Sūkuriniai įrenginiai yra pakankamai kompaktiški, tačiau dėl metalo naudojimo jų svoris yra didelis. Tai suteikia papildomą pranašumą, nes visi masyvūs korpuso elementai dalyvauja šilumos mainuose. Taigi agregato naudingumo koeficientas artėja prie 100%.

Šią įrenginio ypatybę reikia įvertinti, jei nuspręsta savarankiškai pagaminti VIN katilą. Jis gali būti pagamintas tik iš metalo, plastikas neturi būti naudojamas.

Pagrindinis sūkurinio indukcinio katilo skirtumas yra tas, kad jo korpusas atlieka antrinės apvijos vaidmenį. Todėl jis visada gaminamas iš metalo.

Kaip surinkti sūkurinį indukcinį įrenginį?

Kaip jau žinome, šis katilas skiriasi nuo savo indukcinio analogo, tačiau pasigaminti jį pačiam taip pat nesudėtinga. Tiesa, dabar prireiks suvirinimo įgūdžių, nes įrenginys turi būti surinktas tik iš metalinių dalių.

Darbui reikės:

• Dviejų vienodo ilgio metalinio storasienio vamzdžio atkarpų. Jų skersmenys turi būti skirtingi, kad vieną detalę būtų galima įdėti į kitą.
• Apvijinės (emaliuotos) varinės vielos.
• Trifazio inverterio, galima iš suvirinimo aparato, bet kuo galingesnio.
• Korpuso katilo šilumos izoliacijai.

Dabar galima pradėti darbą. Pradedame nuo būsimo katilo korpuso gaminimo. Imame didesnio skersmens vamzdį ir į vidų įstatome antrąją detalę. Jas reikia suvirinti vieną į kitą taip, kad tarp elementų sienelių liktų šiek tiek tarpo.

Gauta detalė pjūvyje primins riestainį. Korpuso pagrindui ir dangčiui naudojamas plieno lakštas, kurio storis ne mažesnis kaip 5 mm.

Rezultate gauname tuščiavidurį cilindrinį baką. Dabar reikia į jo sieneles įpjauti vamzdžius šalto skysčio tiekimo ir karšto skysčio išvedimo vamzdynams. Vamzdžio konfigūracija ir jo skersmuo priklauso nuo šildymo sistemos vamzdžių, galbūt papildomai prireiks adapterių.

Po to galima pradėti vynioti vielą. Ji atsargiai, su pakankama įtemptimi, vyniojama ant katilo korpuso.

Principinė schema naminio indukcinio sūkurinio tipo katilo

Iš tiesų, šildymo elementu tarnaus suvyniota viela, todėl prietaiso korpusą patartina uždengti šilumą izoliuojančiu apvalkalu. Taip pavyks išsaugoti kuo daugiau šilumos ir atitinkamai padidinti įrenginio naudingumo koeficientą bei padaryti jį saugų.

Dabar reikia įpjauti katilą į šildymo sistemą. Tam išleidžiamas šilumnešis, nupjaunama reikiamo ilgio vamzdžio atkarpa ir į jos vietą įvirinamas prietaisas.

Belieka tik prijungti šildymo prietaisą prie elektros ir nepamiršti prijungti prie jo inverterio. Įrenginys paruoštas naudoti. Tačiau prieš atliekant bandymus reikia užpildyti magistralę šilumnešiu.

Jūs nežinote, kokį šilumnešį pasirinkti kontūrui užpildyti? Rekomenduojame susipažinti su įvairių šilumnešių charakteristikomis ir rekomendacijomis, kaip pasirinkti optimalų skysčio tipą šildymo kontūrui.

Tik po šilumnešio į sistemą pripumpavimo atlikti bandomąjį paleidimą.

Pirmiausia reikia paleisti prietaisą minimalia galia ir atidžiai patikrinti suvirinimo siūlių kokybę. Jei viskas tvarkoje, galią didiname iki maksimumo.

Mūsų svetainėje yra dar viena instrukcija, kaip pasigaminti indukcinį prietaisą, kurį galima naudoti šilumnešiui šildyti šildymo sistemoje. Norėdami susipažinti su indukcinio šildytuvo surinkimo procesu, spustelėkite šią nuorodą.

Neįprastas indukcinio prietaiso modelis

Ši indukcinio katilo modifikacija gali pasirodyti labai neįprasta, tačiau ji turi teisę egzistuoti.

Be to, praktika rodo, kad toks įrenginys yra daug ekonomiškesnis nei standartinis TEN tipo katilas. Standartiniam trijų kambarių butui šildyti prireiks maždaug 1,8-2,5 kW per valandą, o elektrinis katilas sunaudotų bent 6 kW.

Gaminant savo gamybos indukcinius katilus, apvijant šerdį naudojama tik speciali apvijinė varinė viela.

Iš esmės, katilas yra į šildymo sistemą įmontuotas šilumokaitis, kuris kaitinamas indukcine elektrine kaitlente.

Svarbi konstrukcijos grandis – šilumokaitis, jis turi būti kompaktiškas, patikimas ir kiek įmanoma pigesnis. Skaičiavimai rodo, kad maždaug 50 kv. m ploto butui šildyti pakaks įrenginio, veikiančio su 40 l šilumnešio.

Tai yra, prireiks plokščios metalinės talpyklos, kurios matmenys svyruoja nuo 50x600x500 mm. Tokią talpą galima pasigaminti savarankiškai, suvirinant iš profilių vamzdžių 50x50.

Darbai atliekami tokia seka:

• Vamzdis 50x50 supjaustomas į 600 mm ilgio atkarpas. Iš viso turėtų gautis 9-10 vienetų.
• Gautos atkarpos privirinamos viena prie kitos pagal principą „siena prie sienos“, kad gautųsi ištisinė vamzdžių eilė.
• Nuo vamzdžio nupjaunami dar du segmentai taip, kad jų ilgis būtų lygus gauto ruošinio pločiui.
• Iš abiejų gautų vamzdžio fragmentų nupjaunama viena sienelė.
• Detalė įstatoma nupjauta dalimi ant suvirintų kartu vamzdžių, kad gautųsi ruošinys, primenantis kolektorių. Fragmentas privirinamas prie šilumokaičio.
• Analogiškai įstatomas antras vamzdžio segmentas iš priešingos pusės.
• Į priešingus įstrižainės šilumokaičio plotus įvirinami vamzdžiai sujungimui su šildymo sistema.
• Konstrukcija kruopščiai suvirinama, nes turi būti visiškai sandari.

Šilumokaitis paruoštas, jį galima montuoti į vietą ir po juo įrengti šilumos šaltinį. Praktika rodo, kad geriausia tokią sistemą įrengti vonios kambaryje, atliekant vertikalų montažą.

Įprasta indukcinė kaitlentė gali tapti šilumos šaltiniu butui šildyti

Šilumokaitis įvirinamas į šildymo sistemą, o kaitlentė įrengiama tarp jo ir sienos.

Naminiai meistrai tvirtina, kad prie tokio įrenginio prijungus inverterį, jo energijos suvartojimas žymiai sumažėtų.

Perskaičius instrukcijas, Jums savo gamybos katilų gamyba atrodo sudėtingas ir pavojingas užsiėmimas? Abejojate, ar savadarbis katilas bus ekonomiškesnis naudojant elektrą šilumnešiui šildyti šildymo sistemoje? Tokiu atveju, jau pagaminto šildymo agregato pirkimas bus geriausias sprendimas.

Mūsų svetainėje yra naudingos medžiagos, kaip išsirinkti geriausią elektrinį katilą, ir populiariausių modelių reitingas. Taip pat rekomenduojame susipažinti su katilo energijos suvartojimo skaičiavimo ypatumais ir kitais elektrinio šildymo variantais namuose:

• Elektrinis katilas privačiam namui šildyti: dešimties geriausių elektrinių katilų modelių apžvalga
• Kiek elektros energijos suvartoja elektrinis katilas: skaičiavimo taisyklės
• Elektrinis šildymas privačiame name: sistemų tipų apžvalga kaimo namui

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Kaip pačiam surinkti indukcinį katilą:

Kaip veikia naminis indukcinis šildytuvas:

Kas yra indukcinis kaitinimas:

Indukcinis katilas – pats ekonomiškiausias ir efektyviausias iš visų elektrinių šildymo prietaisų. Egzistuoja daugybė naminų indukcinių įrenginių modifikacijų, galima rinktis bet kurį, labiausiai tinkantį eksploatavimo sąlygoms.

Norint įsigyti tokį įrenginį parduotuvėje, teks išleisti nemažą sumą, todėl namų meistrai išmoko juos pasigaminti patys.

Ar naudojate kaip šildymo prietaisą naminį indukcinį katilą? Pasidalinkite savo naminio gaminio nuotrauka ir surinkimo rekomendacijomis komentarų bloke.

O gal Jūs tik ruošiatės gaminti katilą ir po mūsų straipsnio skaitymo liko neišspręstų klausimų? Nedvejodami juos užduokite – mes pasistengsime Jums padėti.