誘導加熱ボイラーは非常に高い効率を持つデバイスです。これらは、発熱体を備えた従来の電化製品と比較して、エネルギーコストを大幅に削減できます。
工業生産モデルは安価ではありません。ただし、簡単なツールセットを所有しているホームマスターは、自分の手で誘導加熱器を作ることができます。彼を助けるために、私たちは効果的なヒーターの操作と組み立ての原理の詳細な説明を提供します。
誘導加熱器の動作原理
3つの主要な要素を使用しないと、誘導加熱は不可能です。
- インダクタ;
- 発生器;
- 発熱体。
インダクタは、通常は銅線でできたコイルであり、磁場を生成するのに役立ちます。オルタネーターは、50 Hzの周波数で標準的な家庭用電気ネットワークストリームから高周波ストリームを生成するために使用されます。
磁場の影響下で熱エネルギーを吸収できる金属物体が加熱要素として使用されます。これらの要素を正しく接続すれば、液体冷却剤の暖房や家の暖房に最適な高性能デバイスを手に入れることができます。
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構造の複雑さ、寸法、および解決すべきタスクに関係なく、その主なコンポーネントは、インダクタ、渦電流発生器、および発熱体です。
誘導加熱の間違いない利点は、他の加熱装置と比較して大幅に低いエネルギー要件で急速加熱です。
誘導加熱器の非常に大きなマイナスは、エネルギー源の必須の必要性を認識しています。電気がなければ、デバイスは完全に役に立たない
金属製の加熱パイプに自家製の誘導ヒーターを設置すると、冷却剤を効果的に加熱するだけでなく、回路に沿って加熱された流体の動きも刺激します
インバーターが誘導コイルを備えた回路で正常に機能するためには、サーモスタットを介して接続されます。整流器ダイオードが出力に接続されています。そうでない場合、システムは誘導ヒーターとしてではなく電磁石として機能します。
自家製ヒーター用の最も簡単な誘導電流発生器は、通常電気溶接で使用されるインバーターになります
渦電流を生成する誘導コイルは、インバーターの極に接続されており、オンにすると、すぐにネットワークで熱エネルギーが生成され始めます
誘導の原理は、衛生目的での冷却水の準備と衛生水の加熱だけでなく使用されます。金属の製錬に使用されます。
最も簡単な誘導加熱器の組み立て
急速渦電流加熱
エネルギー源への必須アクセス
金属管加熱
従来のインバーターの近代化
発電機としてのインバーターの使用
誘導コイル接続ポイント
金属の製錬における誘導の使用
発電機を使用して、必要な特性を持つ電流がインダクタに供給されます。銅コイル。それを通過すると、荷電粒子の流れが磁場を形成します。
誘導加熱器の動作原理は、磁場の影響下で現れる導体内部の電流の発生に基づいています
電磁界の特徴は、高周波で電磁波の方向を変える能力があることです。この物体に金属物体が置かれると、生成された渦電流の影響により、インダクタに直接接触することなく加熱されます。
インバータから誘導コイルに流れる高周波電流は、常に変化する電磁波のベクトルで磁場を生成します。このフィールドに置かれた金属は急速に加熱されます
接触がないことで、あるタイプから別のタイプへの移行中のエネルギー損失を無視できるようにすることができます。これは、誘導ボイラーの効率の向上を説明しています。
加熱回路の水を加熱するには、金属ヒーターとの接触を確保するだけで十分です。多くの場合、金属パイプが加熱要素として使用され、その中を水の流れが単純に通過します。水は同時にヒーターを冷却し、その寿命を大幅に延ばします。
誘導装置の電磁石は、強磁性体コアにワイヤを巻くことによって得られます。結果として生じる誘導コイルは加熱され、熱交換器を通して加熱された本体または近くの冷却剤に熱を伝達します
デバイスの長所と短所
渦誘導ヒーターの「プラス」は非常に多くあります。これは、独立した製造、信頼性の向上、高効率、比較的低いエネルギーコスト、長寿命、故障の可能性が低いなどの単純な回路です。
デバイスの生産性は非常に高くなる可能性があり、このタイプのユニットは冶金業界で成功裏に使用されています。クーラントを加熱する速度によって、このタイプのデバイスは従来の電気ボイラーと自信を持って競合し、システム内の水温はすぐに必要なレベルに達します。
誘導ボイラーの運転中、ヒーターはわずかに振動します。この振動により、金属パイプの壁から石灰岩の堆積物やその他の考えられる汚染物質が振り落とされるため、このようなデバイスを洗浄する必要はほとんどありません。もちろん、加熱システムは、機械的フィルターを使用してこれらの汚染物質から保護する必要があります。
誘導コイルは、高周波渦電流を使用して内部に配置された金属(パイプまたはワイヤーの一部)を加熱します。接触はオプションです。
水との一定の接触により、ヒーターのバーンアウトの可能性が最小限に抑えられます。これは、加熱エレメントを備えた従来のボイラーではかなり一般的な問題です。振動にもかかわらず、ボイラーは非常に静かに作動し、設置場所での追加の遮音は必要ありません。
それでも誘導ボイラーは、システムの設置が正しく行われない限り、漏れがほとんどないという点で優れています。これは、危険な状況の可能性を排除または大幅に削減するため、電気暖房にとって非常に価値のある品質です。
漏れがないのは、熱エネルギーをヒーターに伝達する非接触方式によるものです。上記の技術を使用して、冷却剤をほぼ蒸気の状態に加熱することができます。
これにより、パイプを通る冷却剤の効率的な移動を刺激するのに十分な熱対流が提供されます。ほとんどの場合、特定の暖房システムの機能とレイアウトに依存しますが、暖房システムに循環ポンプを装備する必要はありません。
時には循環ポンプが必要です。デバイスのインストールは比較的簡単です。ただし、電化製品や暖房パイプの設置にはある程度のスキルが必要です。しかし、この便利で信頼性の高いデバイスには、考慮すべき多くの欠点があります。
たとえば、ボイラーは冷媒だけでなく、その周囲の作業スペース全体も温めます。そのような集合体用に別の部屋を選択し、そこからすべての異物を取り除く必要があります。人にとっては、作動中のボイラーのすぐ近くに長期滞在することも安全ではありません。
誘導加熱器が作動するには電流が必要です。自家製の機器と工場で作られた機器の両方が家庭用ACネットワークに接続されています
デバイスの操作には電気が必要です。この文明の利点を無料で利用できない地域では、誘導ボイラーは役に立ちません。そして、電気の頻繁な中断が観察される場合、それは低い効率を示します。デバイスを不注意に取り扱うと、爆発が発生する可能性があります。
クーラントが過熱すると、蒸気になります。その結果、システム内の圧力が急激に上昇し、パイプが耐えられなくなり、破損します。したがって、システムが正常に動作するためには、デバイスに少なくとも圧力計、さらには緊急シャットダウンデバイス、温度調節器などが装備されている必要があります。
これはすべて、自家製の誘導ボイラーのコストを大幅に増加させる可能性があります。デバイスはほぼ無音と見なされますが、常にそうであるとは限りません。いくつかのモデルでは、さまざまな理由により、ノイズが発生する場合があります。独立して製造されたデバイスでは、そのような結果が生じる可能性が高くなります。
工場と自家製の両方の誘導加熱器の設計では、実際には摩耗部品はありません。彼らは長い間仕え、完璧に働いています
自家製の手順
そのようなデバイスを自分で作ることはそれほど難しくありません。これを行うには、次のものが必要です。
- 発熱体を作る。
- 銅線のインダクタコイルを作ります。
- 既製のオルタネーターを取ります。
- コイル付きヒーターを加熱システムに接続します。
- コイルを発電機に接続します。
- システムに電源を接続します。
- ユニットの動作を確認するために試運転してください。
工業用モデルでは、肉厚の金属パイプがヒーターとして使用されますが、このような要素を自家製のデバイスで加熱するのに十分な電力を供給することは非常に難しく、あまり意味がありません。誘導コイルはあらゆる金属を加熱できるため、ヒーターを変更できます。
誘導ボイラーの工業用モデルには、厚い金属パイプでできた発熱体が装備されています。自宅では、そのような集合体をコピーすることは困難です
プラスチックパイプが、溶接インバーターの誘導ヒーターのハウジングとして使用されています。加熱パイプよりも直径が少し大きいはずです。ヒーターのパイプの長さは約1メートルで、内径は50〜80 mmの間で変動します。
ヒーターをシステムに接続するには、ハウジングの下部と上部にアダプターを取り付けます。パイプの下部をグリルで閉じる必要があります。次に、金属の小さな粒子からなるフィラーを本体の内部に配置します。ワイヤー、棒、細い金属パイプなどからフィラーを入手できます。
セグメントの長さは任意に変更できます。ほとんどの場合、これには直径6〜8 mmの鋼線が使用され、単純に細かく切断されます。一部のマスターは、それを約90 cmの長いロッドに切断することを推奨しています。ほぼヒーターの長さに沿って。
私たちが作った誘導ボイラーの発熱体のケーシングには、直径約50mmの幅の広いプラスチックパイプが必要になります
ワイヤーが作られている鋼の磁気抵抗が高いほど、よりよく加熱されます。これらのピースのサイズに応じて、ケースの下部に取り付けられている保護メッシュも選択されています。フィラーはパイプの最上部まで充填または配置されます。その後、上部もネットで覆われています。
この図では、誘導コイルをボイラーヒーターと溶接機に接続する方法についてのアイデアを得ることができます
したがって、誘導ボイラー用の自家製ヒーターは、金属片が詰め込まれ、グリッドで両側が閉じられた厚いプラスチックパイプのように見えます。ヒーターの上下には、ヒーター回路に接続するためのアダプターがあります。ヒーター用のポリマーパイプの壁は十分に厚い必要があります。
さらに、これらの目的のためのプラスチックは適切ではありません。材料は、かなり強い加熱の影響に耐え、同時に有害物質を大気や冷却剤に放出しない必要があります。次に、誘導グリッドを作成する必要があります。これを行うには、銅線を取り、ヒーター本体に直接巻き付けます。
自家製誘導ヒーターの一部のモデルでは、プラスチックパイプの代わりに細い銅管が使用されています。このような要素をらせん状に適切に巻くことは難しいため、これは最良のオプションではありません。
ワイヤーの巻数が多いほど良いです。誘導コイルは少なくとも90ターンを持つ必要があると考えられています。インダクターはパイプに非常にきつく巻き付けられており、ターン間にギャップがあってはなりません。
巻線には1〜1.5mmの銅絶縁電線が適しています。ここでは太いケーブルは必要ありません。巻線の作業も複雑になるため、コイルを密に配置することが難しくなります。
このスキームは、インダクターコイルをインバーター溶接機に正しく接続するのに役立ちます。間違った場合、コイルは電磁石に変わります(+)
隙間があると、振動による騒音が発生する場合があり、そのような装置の操作に伴って騒音が発生します。時間の経過とともに、この状況は絶縁体の破壊につながり、ターン間回路を引き起こす可能性があります。
上下に、アダプターに加えて、ストップコックを取り付ける必要があります。それらは、必要に応じて、暖房回路の水を遮断する機会を提供するために必要です。
ヒーターを設置するときは、その下端を戻りパイプに向ける必要があることを忘れないでください。戻りパイプは、2パイプの加熱システムで冷却されたクーラントを収集するように設計されています。交流磁場発生器を得る最も簡単な方法は、溶接機からインバーターを取り出すことです。
誘導コイルの接点は、インバータの極に接続されています。電源がユニットに接続され、ネットワークに接続されるとすぐに、自家製の誘導ボイラーが作動し始めます。
このようなデバイスの製造には、安価な溶接機でも適切です。たとえば、電流強度を10 Aのレベルから調整できる中国製のモデルが適しています。温度調節センサーは、フィードのアダプターの近くに設置する必要があります。溶接インバーターはこのサーモスタットを介して接続されています。
出力には、整流ダイオードを取り付ける必要があります。これを行うには、溶接機の本体を開き、ワイヤーを出力にはんだ付けしてから、ダイオードに取り付ける必要があります。ダイオードなしで直接接続すると、整流された電圧電流が巻線に流れ、コイルはインダクタとしてではなく電磁石として機能します。
誘導コイルを作成するには、信頼性の高い絶縁シースに断面1.5 mmの銅線を使用することをお勧めします。約90ターンする必要があります。
一部の最新の溶接機には、電極が作業面に触れると起動するタッチセンサーがあります。センサーが適切なタイミングで機能するか、自家製のボイラーの動作に影響しないように、この瞬間を考慮する必要があります。
経験の浅いマスターが溶接機の改造に問題がある場合は、専門家に相談することをお勧めします。
自分の手で誘導ボイラーを製造するには、適切な特性を持つ任意の溶接機を使用できます。必要に応じて、デバイスを再び溶接に使用できます
すべてが正しく行われていれば、将来その溶接機を本来の目的に使用することができます。ダイオードで導体をはんだ付けし直して組み立て直す必要があります。高周波交流の影響下で、誘導コイルは磁場を生成します。
ポリマーケース内の金属が加熱され始め、熱が加熱回路を循環する水に伝わります。デバイスは、冷却液を暖めるのに数分しか必要ありません。
誘導ヒーターの場所は正しく選択する必要があります。ユニットは天井の下800 mmに配置し、少なくとも300 mmで壁や家具から分離する必要があります。
セキュリティについて一言
自家製の誘導ボイラーは通常、制御と保護システムを備えていないため、安全ではありません。したがって、ユニットの電源を入れる前に、ハウジングの空洞に液体クーラントが充填されていることを確認する必要があります。
ヒーターのポリマーケースを熱媒体で洗浄せずに一定に加熱すると、溶けるだけで、ヒーターが変形するだけでなく、ヒーターが完全に損傷することがあります。
このタイプのユニットは、金属の白熱および製錬によく使用されます。誘導加熱器からの高温は安全に注意を払う必要があります。
溶湯から溶銑が脱落することも危険です。この場合、デバイスをほぼ完全に解体して、新しい発熱体を作成する必要があります。
電源への接続は、シールドとは別のケーブルを介して行う必要があります。もちろん、すべての接点を絶縁材で注意深く封止する必要があります。溶接機のインバータも接地する必要があり、安全上重要なポイントです。
この場合、断面が少なくとも4ミリメートルのケーブルが必要です。一部の専門家は、6ミリメートルのケーブルを優先することを推奨しています。システム内の水不足による自家製の誘導加熱器の過熱を防ぐために、加熱器の入口に過圧弁を取り付けることをお勧めします。
誘導加熱装置は比較的小さなスペースを占有しますが、天井、壁、家具などから特定の距離に配置する必要があります。
特別な保護装置を備えていないこのタイプの自家製デバイスは、常に監視する必要がある潜在的に危険なオブジェクトです。したがって、もう少しお金を使う必要がありますが、必要なデバイスを購入してください。
同時に、コストを見積もることは害になりません、おそらく既製の誘導ボイラーを購入することはそれほど多くのコストではありません。産業用デバイスには通常、必要なすべての保護が装備されています。
ここでは、暖房システム用の自家製誘導ボイラーの別のバージョンの特徴と段階的な製造技術を示します。
クリップ#1。誘導加熱原理の概要:
クリップ#2。誘導ヒーターを製造するための興味深いオプション:
誘導加熱器を設置するには、規制当局の許可を得る必要はありません。そのようなデバイスの工業用モデルは完全に安全であり、民家や一般的なアパートに適しています。しかし、手作りのユニットの所有者は安全性を忘れてはなりません。
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