Плавильная индукционная печь для металла, схема, свойства видов

Главная » Строим дом » Рубрики » Отопление

ОтоплениеСделай сам

Александр Короваев

А Вы знали, что при помощи самой простой индукционной плитки можно полноценно обогревать помещение более 30 м² ? Если нет, то стоит прочитать эту статью, и узнать, как сделать простое индукционное отопление в домашних условиях.

Индукционные печи для плавки металла

Принцип работы

Индукционный нагрев положен в основу действия печи. Другими словами, электрический ток образовывает электромагнитное поле и получается тепло, которое используется в промышленных масштабах. Этот закон физики изучается в последних классах общеобразовательной школы

. Но понятие электрического агрегата и электромагнитных индукционных котлов нельзя путать. Хоть в основе работы и там и тут лежит электричество.

Как это происходит

Генератор подключается к источнику переменного тока, который поступает в него через индуктор, находящийся внутри. Конденсатор задействуется для создания контура колебания, в основе которого лежит постоянная рабочая частота, на которую настраивается система. При возрастании напряжения в генераторе до предела в 200 В индуктор создает магнитное поле переменного действия.

Замыкание цепи происходит, чаще всего, посредством сердечника из ферромагнитного сплава. Переменное магнитное поле начинает взаимодействие с материалом заготовки и создает мощный поток электронов

. После вступления в индукционное действие электропроводящего элемента в системе происходит возникновение остаточного напряжения, которое в конденсаторе способствует возникновению вихревого тока. Энергия вихревого тока преобразовывается в тепловую энергию индуктора и происходит нагревание до высоких температур плавления искомого металла.

Тепло, производимое индуктором, применяют:

• для расплавления мягких и твердых металлов;
• для закаливания поверхности металлических деталей (например, инструмента);
• для обработки в термическом режиме уже произведенных деталей;
• бытовых потребностей (обогрев и кулинария).

Бытовое применение

Схема индукционной печи

Ввиду очевидных причин индукционная печь для плавки нечасто используется в быту. Зато технология, описываемая в статье, встречается практически во всех современных домах и квартирах. Это и упомянутые выше микроволновки, и индукционные плиты, и электродуховки.

Рассмотрим, к примеру, плиты. Они нагревают посуду за счет индукционных вихревых токов, вследствие чего разогрев происходит практически мгновенно. Характерно, что включить конфорку, на которой нет посуды, невозможно.

КПД индукционных плит достигает 90%. Для сравнения: у электроплит он составляет примерно 55-65%, а у газовых – не более 30-50%. Но справедливости ради стоит заметить, что для эксплуатации описываемых плит требуется специальная посуда.

Краткая характеристика различных печей

Разновидности приборов

• Тигельные индукционные печи используют для расплавки металлов, главным их принципом, отличным от работы других агрегатов, является отсутствие сердечника.
• Канальные агрегаты индукционного действия представляют собой своеобразный трансформатор, которая имеет стальной наконечник – магнитный привод. Нагрузка подается через вторичную обмотку, выполненную одним витком.
• Индукционные приборы вакуумного действия, который процесс плавки выполняют в условиях полного вакуума, который буквально вытягивает из металла все примеси.
• Плавильные тигельные печи – индукторы на массу плавки от 5 до 200 кг с преобразователем по принципу транзистора.

Вихревой индукционный котёл лучший способ уменьшения расходов на отопление

Вихревой нагреватель

Ещё одним плюсом использования электрообогрева является простота обслуживания систем отопления, смонтированных на основе электрокотлов. Однако удобство применения электроэнергии для отопления жилья становится всё более затратным способом получения тепла в доме – оплата счета за потребление электричества с каждым отопительным сезоном становится для многих непосильной.

Владельцы домов начинают искать альтернативу электрокотлам, основой конструкции которых является стандартный ТЭН.

Постепенно набирают популярность индукционные электрические котлы, также преобразующие электроэнергию в тепло, необходимое для обогрева помещений. Однако их конструкция позволяет использовать энергоноситель гораздо экономнее, что значительно уменьшает текущие расходы на содержание дома в отопительный сезон.

Экономия электроэнергии идет за счёт быстрого нагрева теплоносителя системы отопления. Это происходит благодаря индукционному устройству, заменившему в котле традиционный ТЭН.

Кроме уменьшения расходов на отопление у данных котлов имеется солидное количество преимуществ перед другими электрокотлами – высокий КПД, долгий срок службы (не менее 25 лет) и отсутствие накипи.

Индукционные тигельные печи

Является наиболее распространенным типом печного индукционного нагрева. Отличительной чертой, отличной от других видов является то, что в ней переменное магнитное поле появляется при отсутствии стандартного сердечника. Тигель в форме цилиндра размещается внутри индукторной полости. Печь, или тигель изготавливается из материала, который прекрасно сопротивляется огню и подключается к переменному электрическому току.

Положительные аспекты

• энергия выделяется при загрузке металла, отсутствует необходимость в установке промежуточных элементов;
• металлические сплавы, состоящие из нескольких составляющих, после завершения плавки получают однородную консистенцию и одинаковый химический состав в любом выбранном объеме;
• при помощи регуляторов давления представляется возможным проводить восстановительный, окислительный или нейтральный процесс;
• средние частоты переменного тока показывают высокие значения удельной мощности, что ставит тигельные печи в ряд высокопроизводительных агрегатов;
• печь может работать с перерывами между загрузкой металла, на последующей плавке это не отразится, переход от одного вида металла к другому происходит без длительной перенастройки параметров;
• тигельные агрегаты легко поставить на автоматическое управление, они простые в эксплуатации и легко перестраиваются на любой из режимов;
• в результате процесса получаются качественные славы, состоящие из многих компонентов, температура имеет постоянное и одинаковое значение в пределах ванны, а остатки и отходы быстро расплавляются, отсутствуют перегревы.

Тигельные агрегаты относят к экологически чистым источникам тепла, окружающая среда не загрязняется от плавки металлов.

В работе тигельных печей присутствуют недостатки:

• при технологической обработке используются шлаки пониженной температуры;
• произведенная футеровка тигельных печей имеет низкую стойкость против разрушения, больше всего это заметно при резких скачках температур.

Имеющиеся недостатки не представляют особенных трудностей, достоинства тигельного индукционного агрегата для плавки металла очевидны и сделали такой тип приборов популярным и востребованным среди широкого круга потребителей.

Обогреватель из индукционной плитки

Индукционная плита

Зная этот принцип можно за пару часов соорудить полноценный обогреватель, который будет не только эффективным, но и экономным. Используя его можно сэкономить около 50% электроэнергии, если сравнивать с аналогичным калорифером, работающем на ТЭНах.

back to menu ↑

Читайте также: Двухтрубная система отопления частного дома: устройство, типы систем, схемы, компоновка, разводка, монтаж и запуск системы (Фото & Видео) +Отзывы

Что понадобится для изготовления

Вариант индукционного нагревателя

Для изготовления понадобится:

• Индукционная плитка мощностью 1,2 кВт

Плитка подойдёт самая дешевая, без встроенных программ для приготовления пищи. Стоимость около 1,2 тыс.рублей.

• Гофрированный стальной шланг длиной около 2 метров

Продаётся в строительных магазинах, в отделе сантехника. Стоимость около 500 рублей.

• Два фитинга для соединения шланга
• Алюминиевый радиатор

Количество секций подбирается под отапливаемую площадь. Примерный расчет 1кВт на 10 м².

• Кусок медной трубки, около 20 см

back to menu ↑

Читайте также: Откатные ворота: изготовление практичной конструкции своими руками. Схемы, чертежи и эскизы (100+ Фото & Видео) +Отзывы

Делаем котёл отопления

Обязательно нужно закольцевать спираль, иначе она не будет нагреваться

1 Котёл отопления – ёмкость, где будет происходить нагрев теплоносителя, т.е. воды. Для его изготовления из гофрированного металлического шланга формируем спираль, как показано на рис.2. Для этого понадобится около 1 метра. Формировать спираль нужно таким образом, чтобы оставшихся концов шланга хватало для подключения к алюминиевому радиатору.

2 Полученную спираль нужно закольцевать, т.е. соединить окончание спирали с её центром при помощи медного отрезка трубки (см. рис.2). Это нужно для того, чтобы индукционная плитка распознавала котёл и нагревала его.

Можно сделать котёл и другой формы. Например, как показано на фото ниже.

Подсоединяем котел к радиатору

Верх – подача, низ – обратка, — система самотёка

При помощи фитингов подсоединяем оба конца к радиатору. Схема развязки вверх-низ, односторонняя.

back to menu ↑

Читайте также: Как удалить монтажную пену с линолеума, дверей, пластиковых окон, рук и одежды — ты удивишься такому способу!!!

Подключение к плитке и проверка работоспособности

Проверяем работоспособность на полной мощности

1 Теперь заливаем в систему теплоноситель. Откручиваем верхнюю гайку радиатора и наполняем его водой. Немного оставляем пустого пространства, которое нужно для расширения воды.

2 Помещаем спираль-котёл на индукционную плитку. И проверяем работоспособность системы. Если всё сделано правильно, то радиатор нагреется до 60 градусов в течение 5 минут.

Более компактное положение

3 Чтобы плитка не занимала место, её можно прикрепить к стене, т.е. вертикально.

back to menu ↑

Читайте также: ТОП-12 Лучших твердотопливных котлов для отопления частного дома | Рейтинг зарекомендовавших себя моделей +Отзывы

Приборы управления и контроля

Параллельный тумблер

1 Для того чтобы организовать автоматическое управление индукционным отоплением без лишних затрат нужно включение плиты сделать механическим. Для этого разбираем плиту, и на плате находим клеммы включения и припаиваем к ним параллельный тумблер. Это нужно для того, чтобы плита начинала работать при подключении к электросети сразу же.

2 Теперь можно подключить различные регулировочные датчики. Например, датчик температуры.

Датчик температуры

3 Также можно настроить включение отопления по таймеру. С этой задачей справится обычный механический таймер, — минимальное значение 15 минут.

Канальные печи индукционной плавки

Такой тип нашел широкое применение в плавильном деле цветных металлов. Эффективно используется для меди и медных сплавов на основе латуни, мельхиора, бронзы

. Активно плавят в канальных агрегатах алюминий, цинк и сплавы в составе этих металлов. Широкое использование печей этого типа ограничено из-за невозможности выполнить футеровку, стойкую к разрушениям, на внутренних стенках камеры.

Расплавленный металл в канальных печах индукционного типа совершает тепловое и электродинамическое движение, что обеспечивает постоянную однородность смешивания компонентов сплава в печной ванне. Использование канальных печей индукционного принципа оправдано в случаях, если к расплавленному металлу и изготовленным слиткам предъявляются особые требования. Сплавы получаются качественными в плане коэффициента насыщения газами, присутствия в металле органических и синтетических примесей.

Индукционные канальные печи работают по типу миксера и предназначаются для выравнивания состава, поддержки постоянной температуры процесса, и выбора скорости разлива в кристаллизаторы или формы. Для каждого сплава и состава литья существуют параметры специальной шихты.

Достоинства

• подогревание сплава происходит в нижней части, к которой нет воздушного доступа, что уменьшает испарение с верхней поверхности, нагретой до минимальной температуры;
• канальные печи относят к экономичным индукционным печам, так как происходящее расплавление обеспечивается маленьким расходом электрической энергии;
• печь имеет высокий коэффициент полезного действия благодаря применению в работе замкнутого контура магнитного провода;
• постоянная циркуляция в печи расплавленного металла вызывает ускорение плавильного процесса и способствует однородности перемешивания компонентов сплава.

Недостатки

• стойкость каменной внутренней футеровки снижается при использовании высоких температур;
• футеровка разрушается при плавлении химически агрессивных сплавов из бронзы, олова и свинца.
• при плавлении загрязненной низкосортной шихты происходит засорение каналов;
• поверхностный шлак на ванне не нагревается до высокой температуры, что не позволяет проводить операции в промежутке между металлом и укрытием и расплавлять стружку и скрап;
• канальные агрегаты плохо переносят перерывы в работе, что заставляет постоянно хранить в жерле печи значительное количество жидкого сплава.

Полное удаление расплавленного металла из печи ведет к ее быстрому растрескиванию. По этой же причине невозможно выполнить быструю перестройку с одного сплава на другой, приходится делать несколько промежуточных плавок, получивших название балластных.

Разборка и ремонт

Все причины, по которой индукционная варочная панель «имеет право» не работать, проверены: остается полноценный ремонт. В первую очередь, отсоедините плиту от электропитания (даже если вы уверены в себе, как мастер-электрик).

Затем нужно аккуратно снять декоративную поверхность, для получения доступа к внутренностям. Вне зависимости от бренда производителя, препарированные индукционные плиты выглядят так:

Производим внешний осмотр. Любые следы копоти, изменение цвета компонентов, следы температурной побежалости на металле, должны вызвать подозрение. Проблему надо искать с внешних проявлений.

Если ничего подозрительного не обнаружено — действуем по алгоритму «от простого к сложному:

Совет: процесс ремонта сильно упростится, если в вашем распоряжении окажется принципиальная схема электрической части. Ее можно скачать на профильных ремонтных сайтах или на портале производителя.

Неважно, что она может быть на английском языке (скорее всего это так). Любой начинающий мастер, умеющий читать схемы, легко в ней разберется.

Не лишним будет фотографировать каждый шаг, особенно перед демонтажем каждого узла. В последствии вы не допустите ошибок при сборке.

• Проверяем группу питания: кабель, контакты, блок предохранителей. Для этого нужен мультиметр.
• Внимательно осматриваем спирали индукционных катушек. На них не должно быть трещин, касаний между витками, посторонних токопроводящих предметов.
• Вместе с катушками производим осмотр датчиков температуры. Без электросхемы их довольно сложно проверить, но они работают по принципу терморезистора. При нагреве сопротивление должно меняться (снова пригодится мультиметр).
• Затем тестируем исправность соединительных проводов от индукционной катушки до генератора. Проверяем цепи мультиметром.
• Осматриваем плату управления. Часто на ней появляются трещины (при температурном воздействии), которые приводят к разрыву токоведущих дорожек. Для этого понадобится мощная лампа (на просвет) и увеличительное стекло.
• Извлекаем потенциально проблемную конфорку в корпусе с платой генератора. Осматриваем элементную базу. Сгоревшие радиодетали, как правило, видно сразу.
• Когда по причине обгорания невозможно разобрать номинал, без бумажной схемы подобрать деталь нереально.
• Если электронный элемент идентифицируется, не обязательно искать точно такой же (фирма изготовитель не имеет значения). Он может оказаться слишком дорогим или дефицитным. Есть базы данных по радиодеталям в интернете: «datasheet». На этих ресурсах можно без труда подобрать аналог.
• При наличии одинаковых конфорок, можно произвести замену платы генератора, чтобы найти неисправный элемент методом исключения. Вы точно будете знать, что вышло из строя: управление или катушка индуктивности.

Вакуумные печи индукционного действия

Этот вид имеет широкое применение для плавления сталей высокого качества и никелевых, кобальтовых и железных сплавов жаростойкого качества. Агрегат успешно справляется с плавкой цветных металлов. В вакуумных агрегатах варят стекло, обрабатывают высокой температурой детали,

производят монокристаллы

.

Печь относят к высокочастотному генератору, расположенному в изолированном от внешней среды индукторе, пропускающем ток высокой частоты. Для создания вакуума из него насосами откачивают воздушные массы. Все операции по введению добавок, загрузке шихты, выдаче металла производится автоматическими механизмами с электрическим или гидравлическим управлением

. Из вакуумных печей получают сплавы с небольшими примесями кислорода, водорода, азота, органики . Результат намного превосходит открытые печи индукционного действия.

Жаропрочную сталь из вакуумных печей применяют в инструментальном и оружейном производстве. Некоторые сплавы из никеля, с содержанием никеля и титана являются химически активными, и получить их в других видах печей проблематично. Вакуумные печи выполняют розлив металла поворотом тигеля во внутреннем пространстве кожуха или вращением камеры с неподвижно закрепленной печью

. Некоторые модели имеют в дне открывающееся отверстие для слива металла в установленную емкость.

Особенности эксплуатации индукционных плит

Диаметр дна посуды влияет на количество потребляемой электроэнергии. Токи индукции греют непосредственно дно посуды. При этом поверхность индукционной плиты изготовлена из высокопрочных сортов керамики. Она боится только ударов.

Не рекомендуется устанавливать вверху над плитой шкафчики, так как из них может упасть какой-либо предмет, который повредит поверхность. На кастрюлях, предназначенных для использования на индукционных плитах, есть специальный знак. По этому параметру и подбирается посуда.

Даже бюджетные модели посуды не вызывают высокого уровня шума. Чем толще дно и лучше прослойка, тем тише будет работать кастрюля на индукционной поверхности.

Тигельные печи с транзисторным преобразователем

Применяют для ограниченного веса цветных металлов. Они мобильные, имеют небольшой вес и с легкостью переставляются с места на место

. В комплектацию печи входит высоковольтный транзисторный

преобразователь универсального действия

. Позволяет подобрать мощность, рекомендуемую для подключения в сети, а соответственно ей тип преобразователя, который необходим в этом случае с изменением параметров веса сплава.

Транзисторная индукционная печь широко применяется для металлургической обработки. С ее помощью нагревают детали в кузнечном деле, закаляют металлические предметы. Тигли в транзисторных печах выполняют из керамики или графита, первые предназначены плавить ферромагнитные металлы, такие как чугун или сталь

. Графит устанавливается для плавления латуни, меди, серебра, бронзы и золота. На них плавят стекло и кремний . Алюминий хорошо плавится посредством чугунных или стальных тиглей.

Промышленное применение

Оба варианта конструкции используются при выплавке чугуна, алюминия, стали, магния, меди и драгоценных металлов. Полезный объем подобных конструкций может составлять как несколько килограмм, так и несколько сотен тонн.

Печи промышленного назначения делятся на несколько типов.

1. Конструкции средней частоты обычно используются в машиностроении и металлургии. С их помощью плавится сталь, а при использовании графитовых тиглей и цветные металлы.
2. Конструкции промышленной частоты применяются при выплавке чугуна.
3. Конструкции сопротивления предназначаются для плавки алюминия, алюминиевых сплавов, цинка.

Обратите внимание! Именно технология индукции легла в основу более популярных приборов – микроволновых печей.

Что такое футеровка печей индукционного действия

Ее предназначение состоит в защите печного кожуха от разрушающего действия высоких температур. Побочным действием является сохранение тепла, следовательно, повышается результативность процесса.

Тигель в конструкции индукционной печи выполняется одним из способов:

• способом выемки в маленьких по объему печах;
• набивным способом из огнеупорного материала в виде кладки;
• комбинированным, сочетающим керамику и прокладку буферного слоя в промежутке кладки и индикатора.

Футеровка выполняется из кварцита, корунда, графита, шамотного графита, магнезита. Во все эти материалы домешивают добавки, улучшающих характеристики футеровки, уменьшающих изменения объема, улучшающих спекание, увеличивающие стойкость слоя к агрессивным материалам.

Для выбора того или иного материала для футеровки учитывают ряд сопутствующих условий, а именно, вид металла, цену и огнеупорные свойства тигля, срок службы состава. Правильно подобранный состав футеровки должен обеспечить технические требования для проведения процесса:

• получение слитков высокого качества;
• наибольшее количество полноценной плавки без проведения ремонтных работ;
• безопасную работу специалистов;
• стабильность и непрерывность проведения плавильного процесса;
• получение качественного материала при использовании экономного количества ресурсов;
• применение для футеровки распространенных материалов по невысокой цене;
• минимальное влияние на окружающее пространство.

Применение индукционных печей позволяет получить сплавы и металлы отменного качества с минимальным содержанием различных примесей и кислорода, что повышает их применение в сложных областях производства.

• Автор: Александр Романович Чернышов
• Распечатать

Оцените статью:

(2 голоса, среднее: 3.5 из 5)

Индукционная печь – это нагревательное устройство, где для плавки стали, меди и других металлов применяется метод индукционного воздействия (металл нагревается токами, возбуждаемыми не переменным полем индуктора). Некоторые считают индукционные печки одним из видов отопительных приборов сопротивления, однако отличие состоит в способе передачи энергии нагреваемому металлу. Сначала электрическая энергия становится электромагнитной, затем опять электрической, и только в самом конце превращается в тепловую

. Индукционные печки считаются самыми совершенными из всех газовых и электрических (муфельные, сталеплавильные, мини печки), благодаря своему методу нагрева. При индукции тепло выделяется внутри самого металла, и использование тепловой энергии является наиболее эффективным.

Индукционные печи делятся на два типа:

• с сердечником (канальные);
• без сердечника (тигельные).

Вторые считаются более современными и полезными (отопительные приборы с сердечником, из-за своего устройства, ограничены в мощности). Переход от канальных к тигельным печкам начался еще в начале 1900-х. На данный момент они широко применяются в промышленности.

Достаточно популярны такие виды электрических приборов, как муфельная плавильная печь, сталеплавильная печь и дуговая сталеплавильная печь. Первые являются очень эффективными и безопасными в использовании. На прилавках имеется большой ассортимент муфельных печей этого вида

. Очень важную роль для металлургии сыграло такое изобретение как сталеплавильная печь . С ее помощью стало возможным нагревать любые материалы.

Однако, на данный момент, выплавка стали чаще производится при помощи такого нагревательного сооружения как дуговая сталеплавильная печь, в ней для плавки используется тепловой эффект, а он является более удобным и практичным. Своими руками вы можете сделать множество несложных нагревательных конструкций. Например, очень популярна самодельная плавильная печь. Если вы решили соорудить нагревательную мини конструкцию своими руками, необходимо знать ее устройство

. Видов индукционных печей существует много, но мы опишем только некоторые из них. При необходимости, вы сможете воспользоваться нужными схемами, чертежами и видео записями.

Выгоды и изъяны индукционных устройств

На рынке отопительного оборудования можно купить абсолютно любой агрегат, в том числе и индукционный. Казалось бы, в самостоятельном изготовлении нет никакой нужды. Целесообразность самостоятельного конструирования и монтажа каждый мастер определяет для себя сам. Мы рассмотрим только основные факты.

• Индукционные котлы могут существенно отличаться по мощности, в зависимости от особенностей своей конструкции. Конечно, собрать своими руками прибор промышленной частоты не просто, да и не нужно. Если в них возникает нужда, их можно легко купить.
• Индукционные приборы надежны.
• Они экономичнее обычных электронагревателей.
• Индукционные агрегаты можно использовать не только для обогрева, но и для подключения к водяному контуру.

• Самодельный индукционный котел Устанавливать такую конструкцию можно в любом помещении дома или квартиры, нет нужды оборудовать специальную котельную.

• Устройство может применяться как основной котел в автономной отопительной сети или в комбинации с другими источниками тепла.
• Индукционные приборы отличаются простотой эксплуатации, не требуют периодического сервисного обслуживания.

Достоинства индукторов очевидны, но они не делают отопительные приборы идеальными.

Основной недостаток – высокая пожарная опасность прибора. Это нужно учитывать при его установке, особенно, если индукционная печь планируется для применения в отоплении жилого помещения.

Соблюдение правил техники безопасности позволяет уменьшить опасность, но не исключить ее.

Компоненты индукционной печи

Для простейших конструкций существуют только две основные части: индуктор и генератор. Однако, вы сможете добавить что-то свое, усовершенствовать агрегат, с помощью нужных схем.

Индуктор Нагревательная катушка является важнейшей составляющей. От нее зависит абсолютно вся работа нагревательного сооружения

. Для самодельных печек с маленькой мощностью допустимо использование индуктора из голой медной трубки с диаметром 10 мм. Внутренний диаметр индуктора должен быть не менее 80 мм . и не более 150 мм., количество витков – 8-10. Необходимо учесть то, что витки не должны соприкасаться, поэтому расстояние между ними должно составлять 5-7 мм . Также никакая часть индуктора не должна касаться его экрана.

Генератор Вторая по важности составляющая печи – генератор переменного тока. При выборе схемы генератора следует всячески избегать чертежей, дающих жесткий спектр тока. В качестве того, что НЕ нужно выбирать приведем популярную схему на тиристорном ключе.

Самая «популярная» и реальная неисправность

Если взглянуть на упрощенную схему, становится ясно, что одним из важных компонентов является управляющий транзистор T1 выходного каскада (тот самый, который охлаждается радиатором).

Именно он подвержен тепловым перегрузкам, особенно в случае применения посуды меньшего диаметра. Работа схемы устроена таким образом, что при повышенной нагрузке на индукционную катушку, резко увеличивается рабочий ток транзистора. Перегоревшая деталь не обязательно диагностируется визуально, поскольку радиатор на месте, и он эффективен. Поэтому, если есть подозрение на выход транзистора из строя, его необходимо проверить индивидуально.

С помощью мультиметра можно без труда выявить неисправность, и заменить эту ответственную деталь.

Еще один претендент «на вылет» — это силовой конденсатор. На упрощенной схеме он обозначен как Cr. Он работает непосредственно вместе с индукционной катушкой, и также подвержен перегреву.

Алгоритм такой же: если на нем нет следов пробоя, выпаиваем и проверяем с помощью мультиметра.

Устройство тигельной печи

Внутри находится плавильный тигель со сливным носком (“воротником“). По внешним бокам конструкции, в вертикальном положении расположен индуктор

. Далее идет слой тепловой изоляции, а вверху располагается крышка. С одной из внешних сторон возможно наличие подвода тока и охлаждающей воды. Снизу находится устройство для сигнализации износа тигля. Плавильный тигель является одной из самых важных составляющих агрегата, он в огромной степени определяет её эксплуатационную надежность. Поэтому к тиглю и к другим используемым материалам предъявляются очень жесткие требования.

Основные тезисы

Инновационность разработки

В действительности электромагнитная индукция как физическое явление была открыта ученым Майклом Фарадеем еще в XIX веке. А печи на основе индукционных плит еще давно использовали для выплавки стали. То есть, никаких новых технологий придумано не было, а современные котлы работают на давно известном открытии.

Выгодное приобретение

Нас уверяют, что до 30% электроэнергии способен сэкономить индукционный котел отопления. Отзывы авторитетных специалистов выражают неполное согласие с этим тезисом.

Во-первых, любой нагревательный прибор всю поступающую электрическую энергию трансформирует в тепловую. При этом КПД не обязательно будет высоким, потому что рассеивание нагретых потоков воздуха может происходить неравномерно.

Во-вторых, скорость нагрева теплоносителя зависит от эффективной работы нагревательного прибора. Как бы нам этого не хотелось, но факты подтверждают большой объем электроэнергии, которую потребляет индукционный котел отопления. Отзывы любого человека, хоть немного знакомого с законами физики, выражают согласие с очевидным фактом: на получение одного киловатта тепла нужно затратить такой же объем электричества.

В-третьих, некоторая часть полученного тепла расходуется впустую. Ради справедливости стоит заметить, что она все же остается в доме, а не вылетает в трубу.

Таким образом, высокую экономичность прибора можно считать несколько относительной.

Долговечность

Нас уверяют в том, что индукционные котлы для отопления дома способны на бесперебойную работу в течение тридцати–сорока лет. И что надежность приборов гораздо выше, чем других разновидностей электрических котлов. Разберем это утверждение подробнее.

Во-первых, индукционные приборы неспособны к механическому изнашиванию. В них отсутствуют подвижные детали, поэтому ломаться попросту нечему.

Во-вторых, медная обмотка катушки способна прослужить достаточно долго. Даже повреждения изоляции не нанесут вреда ее работе.

В-третьих, стальной сердечник, несмотря на достаточную толщину (около 7 мм) и крепость основного материала, все-таки постепенно разрушается. Постоянная смена нагрева остыванием заметно отражается на прочности стержня. Но негативный процесс слишком растянут по времени, поэтому до полного выхода из строя сердечника может пройти не один год.

В-четвертых, на длительность и безотказность работы отопительного прибора оказывает влияние качество транзисторов. Именно от них зависит, как долго будут безупречно служить индукционные котлы отопления. Отзывы благодарных владельцев подтверждают факт десятилетней гарантии. На практике отмечены случаи, когда теплогенераторы работали без сбоев более тридцати лет.

Перечисленные доводы единодушно признают действительную долговечность индукционных котлов. Это достоинство особенно убедительно выглядит на фоне нагревательных печей с ТЭНами, в которых требуется замена внутренних частей уже через несколько лет эксплуатации. Нередки случаи, когда нагревательные элементы даже не вырабатывают свой ресурс.

Неизменность параметров работы

Печи, имеющие в основе нагревательные элементы, постепенно утрачивают мощность из-за образования накипи на ТЭНах. В этом от них существенно отличаются индукционные котлы отопления: технические характеристики здесь остаются неизменными на протяжении многолетней эксплуатации. Попробуем разобраться, так ли верно это утверждение.

Большое влияние накипи на снижение мощности в котлах с ТЭНами несколько преувеличено. Дело в том, что известковый налет не отличается высоким уровнем теплоизоляции. К тому же в замкнутом кольце водонагрева невозможно образование большого слоя накипи.

В индукционных приборах образование наслоений полностью исключается. Даже если сердечник будет соприкасаться с жидким теплоносителем, он все равно не обрастет известковым налетом. Отложения просто физически не смогут удерживаться на поверхности стержня из-за его постоянной вибрации под воздействием электромагнитного поля. Кроме того, на горячем сердечнике постоянно образуются водяные пузырьки, которые разрушительно влияют на любую накипь.

Таким образом, утверждение о неизменности технических характеристик в индукционных приборах совершенно справедливо. А что касается ТЭНовых котлов, то здесь тезис не совсем правдив.

Бесшумная работа

Торговые агенты спешат уверить нас в том, что индукционные приборы при включении не издают никаких звуков. Так ли это в действительности?

В любых электрических нагревательных приборах отсутствуют звуковые колебания. Незначительный уровень шума могут создавать дополнительные устройства – циркуляционные насосы. Современный рынок предлагает большой выбор устройств принудительного действия, среди которых можно найти совершенно бесшумный. Итак, утверждения продавцов можем считать справедливыми.

Компактность

Небольшой отрезок трубы с намотанной проволокой – именно так внешне выглядит индукционный котел отопления. Отзывы владельцев отопительного прибора подтверждают возможность расположения прибора в любых помещениях.

Безопасность

Утверждать, что теплогенератор абсолютно безопасен, не стоит. В случае утечки теплоносителя нагрев сердечника все равно будет продолжаться. Если не отключить прибор, то он очень быстро оплавится. Для того чтобы исключить подобные ситуации, нужно при монтаже позаботиться о дополнительном устройстве, которое автоматически отключает работу системы в случае непредвиденных обстоятельств. Совершенно очевидно, что безопасность всех электрических котлов находится на одинаковом уровне.

Как сделать индукционную печь

Сначала нужно собрать генератор для индуктора. Здесь вам понадобится схема К174ХА11. Трансформатор должен быть намотан на мини-кольцо с диаметром 2 сантиметра

. Вся обмотка выполняется проводом с диаметром 0,4 сантиметра и должна составлять 30 витков. Для первичной обмотки характерно наличие ровно 22 витков провода с диаметром 1 миллиметр, а во вторичной должно содержаться всего 2-3 витка такого же провода, но уже сложенного в четыре раза. Индуктор надо сделать из 3 мм . проволоки с диаметром в 11 мм . Должно быть ровно 6 витков. Чтобы настроить резонанс, лучше всего установить обычный или мини светодиод. Описанная нами, индукционная мини-печка является простейшей в своем роде. Она имеет слабый генератор, из-за того, что в нем используются низковольтные транзисторы КТ805ИМ. Однако, после изучения этого простого примера вы сможете сделать более сложные печки своими руками. Вы всегда можете воспользоваться нужными схемами и чертежами.

Продукция от профессионалов

Чтобы правильно изготовить адаптер для индукционных плит своими руками, важно знать, как выглядит оригинальная продукция такого типа. Следовательно, понадобится охарактеризовать готовую продукцию от надежных поставщиков. Известным чешским брендом выпускаются диски адаптеров. Рассмотрим такие приспособления.

Диаметр диска равен 17 см, у адаптера есть удобная ручка. Благодаря такому диаметру, можно пользоваться посудой, размеры которой представлены в широком диапазоне: 14 — 20 см. Теперь не понадобится производить подбор адаптера, который идеально «вливается» в толщу дна посуды. И эта примечательная особенность очень удобна. Адаптер индукционной плиты Frabosk дает возможность для использования на варочной панели индукционных плит абсолютно любой посуды:

• из эмали;
• стекла;
• чугуна;
• железа;
• керамики;
• алюминия.

Электро-подающий преобразователь

Что произойдет при соединении намотанной нами индуктивной катушки к розетке?

Давайте произведем простой расчет:

Медный проводник имеет удельное сопротивление при 20С равное 0.175 Ом х кв. мм/м.

С сечением 2.25 мм и длиной десять метров цельная сопротивляемость катушки достигает семи десятых Ома «10 х 0.175/2.25».

Соответственно, снабжая проводник в 220 В, через него будет проходить ток 314 А «220/0.7». Для сравнения: рассчитывая проводку для меди взымается из расчета 10 А/кв. мм.

Итог полностью очевиден: если подать ток в десять, а то и более, крат выше вычисленного, наш проводник просто поддастся плавлению.

Вариант исправить положение набивается сам по себе – необходимо уменьшить напряжение питания. Преобразователь необходим являться достаточно мощным для отдачи минимум 2.5-3 КВт.

Сварочный инвертор с контролем электротока дозволено использовать под средством готового преобразователя нужного электро-напряжения. Управлением электротоком является страховкой обмотки от перегревания и позволяет размерено координировать задействованную мощность отопительного котла. Если выходное напряжении инвертора ровняется 80 В, то предельно допустимая температура обмотки мощность рассчитывается в 2 КВт.

Также по данному принципу можно изготовить котел отопления на солярке своими руками, которые обладает:

• малыми объемами;
• сберегающее применение топлива;
• коэффициентом теплоотдачи и высшими показателями КПД.

Покупать или нет

Так всё же, имеет ли смысл приобретать индукционный котёл для отопления? Увы, мы не можем дать однозначного ответа на этот вопрос. Рассказы о его сверхэкономичности оказались мифом, надёжность может быть высокой. А может и не быть. Бесшумность, о которой говорят, присуща всем электронагревателям, звук может издавать насос. Компактность весьма спорна.

На первый взгляд, индукционный котёл (справа) намного компактнее ТЭНового котла (слева). Однако в корпусе последнего размещена куча всякого необходимого оборудования, которое понадобится для индукционного тоже. И не факт, что расположенное вразнобой, оно не займёт на стене больше места

В остальном преимуществ у индукционного котла перед обычными мы не видим. Но есть недостаток: он дороже стоит. Или, если быть точнее, больше просят денег. Причём хороший ТЭНовый котёл за свои деньги представляет собой сбалансированное, полностью готовое к установке и эксплуатации устройство. А индукционный нагреватель ещё нужно комплектовать дополнительным оборудованием. На наш взгляд, маркетологи и продавцы, представляя нам ординарный товар в качестве эксклюзива, пытаются «снять стружку». Получить прибыль большую, чем на других изделиях. Хотя, тенденция к снижению цен уже наметилась и можно ожидать, что в течение нескольких ближайших лет на индукционные котлы установятся справедливые цены. Либо их просто перестанут выпускать.

Если вы рассматриваете возможность приобретения индукционного водонагревателя для отопления собственного дома, рекомендуем пообщаться с профессиональными теплотехниками, как проектировщиками, так и практиками. Опытные специалисты отслеживают тенденции, имеют возможность давать оценки по новым видам техники на основе собственного из практического опыта. Поставщиков оборудования тоже стоит послушать, но сказанное ими следует воспринимать критически.

Зачем индуктор дома?

Как видим, даже маломощная индукционная печка для квартирной проводки и лимитов потребления мощновата. Для чего же стоит ее делать?

Индукционный нагрев для закалки

Во-первых, для очистки и разделения драгоценных, цветных и редких металлов. Берем, к примеру, старый советский радиоразъем с позолоченными контактами; золота/серебра на плакировку тогда не жалели. Кладем контакты в узкий высокий тигелек, суем в индуктор, плавим на основном резонансе (выражаясь профессионально, на нулевой моде). По расплавлении постепенно снижаем частоту и мощность, давая застыть болванке в течение 15 мин – получаса.

По остывании разбиваем тигелек, и что видим? Латунный столбик с ясно различимым золотым кончиком, который остается только отрезать. Без ртути, цианидов и прочих убийственных реагентов. Нагревом расплава извне любым способом этого не добиться, конвекция в нем не даст.

Индуктор для отпусковой индукционной печи

Ну, золото-золотом, а сейчас и черный металлолом на дороге не валяется. Но вот необходимость равномерного, или точно дозированного по поверхности/объему/температуре нагрева металлических деталей для качественной закалки у самодельщика или ИП-индивидуала всегда найдется. И тут опять выручит печка-индуктор, причем расход электричества будет посильным для семейного бюджета: ведь основная доля энергии нагрева приходится на скрытую теплоту плавления металла. А меняя мощность, частоту и расположение детали в индукторе, можно нагреть именно нужное место именно как надо, см. рис. выше.

Наконец, сделав индуктор специальной формы (см. рис. слева), можно отпустить закаленную деталь в нужном месте, на нарушая цементации с закалкой на конце/концах. Затем, где надо – гнем, плющим, а остальное остается твердым, вязким, упругим. В конце можно снова разогреть, где отпускали, и опять закалить.

С чего начать

Приступая к работе, нужно подготовить необходимые материалы и подходящие инструменты. Для удобства изготовления желательно подготовить аппарат для сварки инверторного типа. С его помощью будет происходить соединение швов в корпусе генератора и прикрепление трубопроводов. Также в устройстве отопительной схемы понадобится высокочастотный преобразователь (инвертор).

Из материалов могут понадобиться:

• отрезки стальной нержавеющей проволоки или катанки длиной 50 мм и диаметром около 7 мм – материал для нагрева в магнитном поле;
• отрезок пластиковой толстостенной трубы с внутренним диаметром до 50 мм – основа для корпуса котла;
• медная эмалированная проволока – основной элемент нагревания;
• переходники – соединительные крепления;
• металлическая сетка – барьер между катушкой и стенами корпуса.

Подготовив все необходимое, начинаем делать индукционный котел отопления своими руками.

Индукционный котел SAV – известная марка аппаратов промышленного производства

Одной из разновидностей заводских приборов можно считать индукционный котел отопления SAV. Печь представляет собой трубопроводную систему с интегрированным индуктором. Производителем теплогенераторов является волгоградская научно-исследовательская компания Велебит.

Термогенераторы SAV с успехом применяются в нескольких видах систем:

• автономный обогрев;
• комбинированная схема;
• резервное отопление;
• горячее водоснабжение;
• поддержание заданного температурного режима технологических процессов, задействованных в проточных и камерных реакторах.

Примечательно, что индукционный котел отопления SAV показывает высокую эффективность работы в системах автоматизированного теплоснабжения, управляемых дистанционно. Налажено промышленное производство электрических установок трех классов с диапазонами мощности: 2,5–10 кВт, 15–60 кВт, 100–150 кВт.

Второй вариант монтажа котла

Можно попробовать сделать отопительный прибор повышенной мощности. Его устройство обойдется несколько дороже первого варианта, зато впоследствии все расходы полностью окупятся отличным качеством и высокой эффективностью работы.

Конструкция усложненной модели представляет собой сварное соединение двух труб, внешне напоминающее бублик. Полученная деталь будет одновременно служить сердечником и нагревательным элементом. Медная обмотка непосредственно на корпусе котла обеспечивает высокий уровень производительности с сохранением компактности и малого веса прибора. Подающие и отводные патрубки привариваются непосредственно к индуктору. Таким образом, нагрев воды будет происходить в результате контакта теплоносителя с медной обмоткой.

Особенности, которые нужно учесть при устройстве котла.

• Такой индукционный прибор можно интегрировать только в закрытую отопительную схему, работающую на принудительной циркуляции теплоносителя.
• В трубопроводной системе должны использоваться только пластиковые материалы.
• Индукционный прибор следует располагать в помещении так, чтобы расстояние от него до ближайших стен и предметов было не менее 300 мм. От пола и потолка котел должен быть удален на 800–1000мм.

Трудоемкий процесс монтажа индукционной схемы в итоге обернется качественным прогревом дома. Самодельный отопительный прибор прослужит вам не менее двух десятков лет, не доставляя никаких забот.

Корпус

Он должен обладать:

• диэлектрическими характеристиками;
• достаточной прочностью;
• и обладать плотным подключением к отопительному контуру.

40 миллиметровая в диаметре труба из полипропилена является самым простым и эффективным вариантом. Надежнейшим решением послужит добавление армированной фибры, которая придаст корпусу наивысшую прочность.

Обмотка

Для изолирования катушки индуктивности, нагревающейся от термопластичного полипропилена при подаче электропитания, обшивочную часть советуется обклеить текстолитовыми полосками.

Самым простым способом приклеивания является силиконовый герметик, он обладает необходимой адгезией к пластиковым сооружениям и т.п., а также хорошо выдерживает умеренный нагрев.

Катушку же нужно намотать эмалированным шнуром из меди, который имеет диаметр 1.5 мм и сечение 2.25 кв. мм. Вся длинна обмотки должна достигать 10-15 м. Витки накладываются с маленьким постоянным зазором.

Очень важно: наиболее пригодным вариантом герметика считаются от надежных . Герметики с низкой стоимостью имеют значительно худшую адгезию к проблемным плоскостям, которой является стенка полипропиленовой трубы.

Приступаем к печке: что нужно знать обязательно

Электромагнитное поле (ЭМП) воздействует на человеческий организм, хотя бы прогревая его во всем объеме, как мясо в микроволновке. Поэтому, работая с индукционной печью в качестве конструктора, мастера или эксплуатанта, нужно четко уяснить себе суть следующих понятий:

ППЭ – плотность потока энергии электромагнитного поля. Определяет общее физиологическое воздействие ЭМП на организм независимо от частоты излучения, т.к. ППЭ ЭМП одной и той же напряженности растет с ростом частоты излучения. По санитарным нормам разных стран допустимое значение ППЭ от 1 до 30 мВт на 1 кв. м. поверхности тела при постоянном (свыше 1 часа в сутки) воздействии и втрое-впятеро больше при однократном кратковременном, до 20 мин.

Примечание: особняком стоят США, у них допустимая ППЭ – 1000 мВт (!) на кв. м. тела. Фактически, американцы считают началом физиологического воздействия внешние его проявления, когда человеку уже становится плохо, а долговременные последствия облучения ЭМП полностью игнорируют.

ППЭ при удалении от точечного источника излучения падает по квадрату расстояния. Однослойная экранировка оцинковкой или мелкоячеистой оцинкованной сеткой снижает ППЭ в 30-50 раз. Вблизи катушки по ее оси ППЭ будет в 2-3 раза выше, чем сбоку.

Поясним на примере. Есть индуктор на 2 кВт и 30 МГц с КПД в 75%. Следовательно, наружу из него уйдет 0,5 кВт или 500 Вт. На расстоянии в 1 м от него (площадь сферы радиусом 1 м – 12,57 кв. м.) на 1 кв. м. придется 500/12,57=39,77 Вт, а на человека – около 15 Вт, это очень много. Индуктор нужно располагать вертикально, перед включением печи надевать на него заземленный экранирующий колпак, следить за процессом издали, а по его окончании немедленно выключать печь. На частоте в 1 МГц ППЭ упадет в 900 раз, и с экранированным индуктором можно работать без особых предосторожностей.

СВЧ – сверхвысокие частоты. В радиэлектронике СВЧ считают с т.наз. Q-диапазона, но по физиологии СВЧ начинается примерно со 120 МГц. Причина – электроиндукционный нагрев плазмы клеток и резонансные явления в органических молекулах. СВЧ обладает специфически направленным биологическим действием с долговременными последствиями. Достаточно получить 10-30 мВт в течение получаса, чтобы подорвать здоровье и/или репродуктивную способность. Индивидуальная восприимчивость к СВЧ крайне изменчива; работая с ним, нужно регулярно проходить специальную медкомиссию.

Пресечь СВЧ-излучение очень трудно, оно, как говорят профи, «сифонит» сквозь малейшую щелочку в экране или при малейшем нарушении качества заземления. Эффективная борьба с СВЧ-излучением аппаратуры возможна только на уровне его конструирования высококлассными специалистами.

К счастью, диапазон частот, в котором работают индукционные печи, до СВЧ не простирается. Но при неумелом конструировании или пользовании печь может войти в режим, при котором появляется паразитное СВЧ. Разумеется, этого следует всячески избегать.

Подведем итоги

Индукционные котлы отопления в Украине начали использовать еще в конце восьмидесятых годов прошлого столетия на промышленных предприятиях. Разработка бытовых вариантов началась примерно в середине девяностых. За прошедшие десятилетия электрические обогреватели неоднократно изменялись, модернизируясь и совершенствуясь.

На сегодняшний день индукционные приборы составляют достойную конкуренцию газовым и ТЭНовым котлам. Торговая сеть предлагает множество моделей, различающихся по техническим параметрам и стоимости. Цена бытовых приборов начинается от 25 тысяч рублей. Промышленные котлы стоят значительно дороже – свыше 100 тысяч. Изготовление термогенерирующего аппарата своими руками позволит вам значительно сократить расходы на обустройство домашнего отопления.

Монтаж простой схемы

1. На дно пластиковой трубы уложить металлическую сетку.
2. Все пространство корпуса заполнить стальными отрезками и сверху закрыть отрезком сетки.
3. На пластиковую трубу равномерно спиралью намотать медную проволоку. Всего должно получиться от 90 до 100 витков с одинаковым расстоянием между ними.
4. Получившийся индуктор установить в отопительную схему с помощью переходников. Для этого нужно удалить часть трубы из общей системы и поместить катушку в образовавшийся разрез. Первый переходник припаять к корпусу.
5. Окончания медной проволоки подключить к высокочастотному инвертору.
6. Заполнить систему водой и запустить ее.

Для повышения безопасности работы самодельного теплогенератора желательно заизолировать открытые участки катушки. Выбирая материал для защиты медной проволоки, нужно принимать во внимание его электро- и теплопроводность.

Рассмотренная схема индукционного котла, сделанного собственноручно, обходится изготовителю недорого и способна существенно увеличить скорость нагревания воды в отопительной системе. К недостаткам можно причислить небольшой размер оборудования и невзрачный внешний вид.