Induktionsvärmepanna gör-det-själv: teoretisk grund och

Har induktionsvärmebärarens uppvärmningssystem några verkliga fördelar? Hur ekonomiskt är det jämfört med värmeelement? Hur gör en induktionskedja? Är det möjligt att montera det själv? Låt oss försöka svara på dessa frågor.

Vad är det

Kärnan i fenomenet elektromagnetisk induktion, upptäckt av Michael Faraday 1831, är att en elektrisk ström är upphetsad i en ledare placerad i ett magnetfält. Effekten bildade i synnerhet grunden för principen om vilken modern transformator som helst.

Om två isolerade lindningar är lindade på en ferromagnetisk kärna och applicera på en av dem, säg 220 volt, då kommer den andra att generera en spänning som är relaterad till denna 220 volt precis som antalet varv hos sekundärlindningen hänvisar till antalet varv hos primära.

Från transformatorns lindningar kan du ta bort spänningen med de önskade egenskaperna och använda den för drift av en elektrisk motor eller elektronik. Men vad händer om du lägger en ferromagnet som inte är kopplad till någonting i en slingrande generationslindning?

Uppenbarligen omvandlas den resulterande EMF (elektromotoriska kraften) fullständigt till den kinetiska energin i rörelsen av dess molekyler. Enkelt uttryckt - i värmen.

Obs! Så här arbetar induktionskokare och smältugnar i stålverk.

Kom igen. Vad händer om du lägger en ferromagnetisk kärna i en ström av vatten som rör sig i en sluten slinga? Självklart kommer vattnet att kyla det och värma sig själv.

Således vid utloppet får vi en färdig elpanna för dacha uppvärmning.

Man behöver bara lösa några tekniska problem:

• Välj en kärna av icke-frätande material.
• Isolera det från spolen, samtidigt som strukturen är integritet.
• Gör så att spolen i sig inte överhettas när stora strömmar passerar genom den.

Fördelar med induktionskretsen

Som regel är priset på fabriksgjorda induktionskedjor i genomsnitt märkbart högre än TENs analoger, och börjar från 20-25 tusen rubel med 4 kilowatt ström av anordningen.

För att inte vara ogrundad, ger vi parametrarna för flera enheter som finns på den ryska marknaden.

Som en motivering för den högre kostnaden citerar tillverkare och säljare två argument:

1. Induktionskedjan är mer hållbar jämfört med Tenov-analog.
2. Det ger betydande (upp till 40-50%) elbesparingar, vilket gör det möjligt att snabbt betala kostnader.

Låt oss försöka utvärdera sannolikheten för båda uttalandena.

hållbarhet

Påstår att induktionsdesignen är exceptionellt feltolerant och hållbar är absolut sanning.

Orsakerna?

• Det finns inga rörliga delar i pannan. Om så är fallet är det mekaniska slitage på strukturen helt frånvarande.
• Den är fri från det främsta problemet med värmeelement - kalkningen av värmeelement. Kalkskala värmer isolerande rörformiga värmare och får dem att överhettas.

Det är nyfiken: När det är upphetsat i kärnan i en spiralsträngspiral vibrerar den subtilt, vilket bidrar till självrengöring av ytan.

ekonomi

Låt oss komma ihåg fysikens grunder.

• Ur Sir Isaac Newtons synvinkel går energin inte någonstans och tas inte ifrån var som helst. Perpetuell rörelse är inte möjlig; för att värma en fast volym luft vid 10 grader behöver du spendera en strängt definierad mängd värmeenergi, oavsett varmedesignen.

• För någon typ av energitransformation utför den i slutänden antingen fysiskt arbete (det vill säga rör ett objekt med en icke-nollmassa mot gravitationvektorn) eller används för att värma miljön.

Vi betonar: Effektiviteten hos alla elektriska enheter med direkt uppvärmning är 100%.

All förbrukad el omvandlas helt till värme; per 1 kW el kan du få 1 kW värme.

Således kan det enda som teoretiskt förklarar den förmodligen högre effektiviteten hos en induktionskälla är mindre värmeavledning i miljön.

Detta argument håller inte vatten:

1. När man installerar pannan i ett uppvärmt rum förbrukas värmen som inte absorberas av kylvätskan för uppvärmning.

1. Vid 50% mindre värmeförlust med jämförbar eller sämre isolering av pannkroppen ser för att uttrycka det mildt är det tveksamt.

Slutsatserna är uppenbara:

• Marknadsvärdet av induktionsanordningar överskattas felaktigt.
• Deras ekonomi - som en av hjältarna i Bulgakov sade, ett typiskt fall av de så kallade lögnerna. Enheten är vald utifrån standard 40 watt per kubikmeter uppvärmt rum. Försök att värma ett 200 meter långt hus med en 4-kilowatt-enhet kommer endast att leda till den senaste köparens insikt om att han var för naiv.

Galna händer

Trots massorna av felinformation är induktionskretsen i sig mer än rätten till liv. Det överskattade marknadsvärdet leder naturligtvis till tanken att göra induktionsvärmepannor med egna händer. Hur man gör det här?

hölje

Det borde vara:

• Dielektrikum.
• Stark nog
• Låt hermetiskt ansluta den till värmekretsen.

Den enklaste och mest uppenbara lösningen är ett polypropenrör med en diameter på 40 mm. Idealiskt, med fiberförstärkning, vilket kommer att ha en mycket positiv effekt på skrovets hållfasthetsegenskaper.

lindning

För att isolera induktansspolen uppvärmning från den termoplastiska polypropenen när den aktiveras är det önskvärt att lima flera textolitremsor över höljet. Hur limar man? Den enklaste och mest uppenbara lösningen är ett silikon tätningsmedel: det har godtagbar vidhäftning mot plast och tolererar måttlig värme.

En viktig punkt: Det är bättre att ta tätningsmedel från kända tillverkare (Ceresit, Moment, etc.). Billiga tätningsmedel skiljer sig från dem i första hand till mycket sämre vidhäftning till problematiska ytor, vilket naturligtvis innefattar en slät vägg i ett polypropenrör.

Spolen i sig är lindad med kopparemaljerad tråd med en diameter av ca 1,5 millimeter (tvärsnitt 2,25 mm2). Den totala längden på lindningen ska vara 10-15 meter. Spolarna appliceras bäst med ett litet konstant gap.

kärna

Vad ska det vara?

• Ledande. Eddyströmmar kommer inte att induceras i dielektriska.
• Ferromagnetiskt. Diamagnetic kommer inte att interagera med det elektromagnetiska fältet.
• Rostfritt stål. Korrosion i en sluten värmekrets är helt klart värdelös.

Här är några möjliga lösningar.

• Skruvhuggare, tätt monterad i röret. Rör sig längs spåren i det, tar vattnet maximal värme.
• Hakad rostfri tråd. Det är inte särskilt bekvämt eftersom den improviserade pannan måste begränsas på båda sidor med ett metallnät.
• Hedgehogs rullad från nichrome wire, tätt införd i röret.
• Slutligen, den enklaste instruktionen: På samma sätt kan metall (rostfria) dukar placeras i röret.

Efter att kärnan har tagit sin plats, levereras pannan på båda sidor med adaptrar från polypropen med en diameter på 40 mm till DU20 eller DU25 trådar. De låter inte kärnan falla ut och låta pannan monteras i vilken krets som helst, vilket gör att anslutningarna kan hopfällas.

Effektomvandlare

Vad händer om du bara kopplar inledarens sår av oss till uttaget?

Låt oss göra en enkel beräkning.

• Kopparledarens resistivitet vid + 20 ° С är 0,175 Ohm * mm2 / m.
• Med ett tvärsnitt av 2,25 mm och en längd av 10 meter, kommer spiralets totala motstånd att vara lika med 0.175 / 2.25 * 10 = 0.7 Ohm.
• Följaktligen kommer en ström av 220 / 0,7 = 314 A att strömma genom den när den appliceras på en ledare på 220 volt.

För jämförelse: Vid beräkning av koppling för koppar väljs tvärsnittet med en hastighet av 10 A / mm2.

Resultatet är lite förutsägbart: när strömmen levereras mer än 10 gånger högre än den beräknade, smälter vår ledare helt enkelt.

Den uppenbara lösningen är att minska spänningen. Omvandlaren måste vara tillräckligt kraftfull för att ge minst 2,5 - 3 kilowatt.

En färdig omformare av sådan kraft kan vara en svetsomriktare med justerbar ström. Justering sparar inte bara lindningen från överhettning utan ger också möjlighet att smidigt anpassa värmekedlets effektiva effekt. Med en inverterspänning på 80 volt, är den maximala säkra effekten för lindningstemperaturen cirka 2 kW.

kostnader

Av några betydande kostnader är det värt att nämna en svetsomvandlare (från 6000 rubel) och ett lödstål för polypropen (från 1000 rubel). Fortfarande högst 1000 passar alla andra inköp.

slutsats

Vi hoppas att våra rekommendationer kommer att vara användbara för läsaren. I den video som bifogas artikeln kan du hitta ytterligare information om den oberoende produktionen av en induktionskälla. Lycka till!