Hoe je met je eigen handen een inductieverwarmingsketel maakt: een zelfgemaakte warmtegenerator maken

Mensen zijn verwend door de beschaving en kunnen zich niet voorstellen dat ze zouden bestaan ​​zonder de voordelen ervan. Daartoe behoort ongetwijfeld de verwarming van gebouwen.Verwarmingssystemen worden voortdurend verbeterd en worden efficiënter en gebruiksvriendelijker.

Maar dit is niet genoeg. Mee eens, het is helemaal niet slecht als verwarmingsapparatuur ook zuinig is. En deze wens is heel goed mogelijk: je kunt met je eigen handen een inductieverwarmingsketel maken. Het is niet alleen in staat om het vereiste niveau van verwarming van de kamer te leveren, maar ook om zeer zuinig om te gaan met energiebronnen.

Bovendien kan zelfs een beginnende meester dergelijke apparatuur desgewenst samenstellen. Hoe u dit correct kunt doen en welke materialen nodig zijn voor de productie - we zullen deze kwesties in ons artikel gedetailleerd onderzoeken. Laten we eerst eens kijken naar het ontwerp en het werkingsprincipe van de apparatuur, evenals de voordelen van het gebruik ervan.

Ontwerp en werkingsprincipe van de apparatuur

Voordat u zelf een inductieketel gaat monteren, moet u de structuur en het werkingsprincipe ervan begrijpen. En pas nadat u deze punten heeft begrepen, kunt u beginnen met het maken van zelfgemaakte producten.

Hoe werkt een inductieketel?

Om te begrijpen hoe inductieapparatuur werkt, moet u vertrouwd raken met het principe van de werking ervan. Laten we dus de natuurkundecursus op school niet vergeten.

Wanneer elektrische stroom door een geleidend materiaal stroomt, ontstaat er warmte. In dit geval zal de hoeveelheid ontvangen warmte recht evenredig zijn met de spanning en stroom.Dit patroon werd ontdekt door Joule en Lenz, naar wie de natuurkundige wet is vernoemd.

Maar elektrische stroom kan niet alleen in een geleider verschijnen als deze rechtstreeks op een stroombron is aangesloten. Er is nog een andere methode, die in de vorige eeuw werd ontdekt door M. Faraday. Dit is een contactloze methode waarbij geen interactie tussen de stroombron en de geleider betrokken is.

De essentie ervan ligt in het feit dat wanneer de parameters van het magnetische veld dat de geleider kruist, veranderen, er een emf of elektromotorische kracht in verschijnt.

Dit fenomeen werd elektromagnetische inductie genoemd. Dit is wat wordt gebruikt bij de werking van de inductieketel. Het blijkt dat als er een EMF is, er een elektrische stroom zal zijn, en dienovereenkomstig zal er verwarming van de geleider plaatsvinden.

In dit geval zal het op een contactloze manier worden geproduceerd, met behulp van geïnduceerde stromen of, zoals ze ook wel Foucault-stromen worden genoemd.

Elektromagnetische inductie kan op twee manieren worden verkregen.In het eerste geval wordt, om inductie te verkrijgen, een geleider geroteerd of verplaatst binnen een constant magnetisch veld. Deze methode wordt gebruikt in elektrische generatoren.

Een andere manier om inductie te verkrijgen is dat de geleider stationair blijft, terwijl de parameters van het magnetische veld waarin hij zich bevindt, namelijk de richting van de veldlijnen en de intensiteit, voortdurend veranderen.

De werking van elke inductieketel is gebaseerd op het fenomeen elektromagnetische inductie

Dit zou behoorlijk moeilijk zijn geweest zonder de ontdekking van Oersted. Hij ontdekte dat als een draad om een ​​spoel wordt gewikkeld, deze, wanneer een stroombron wordt aangesloten, in een elektromagneet verandert. Wanneer de richting en sterkte van de stroom verandert, verandert ook het magnetische veld dat dit apparaat genereert.

Als een geleider in het veld wordt geplaatst, ontstaat er een elektrische stroom, die gepaard gaat met verwarming.

Het is volgens dit principe dat een inductieketel is ontworpen. Het ontwerp is heel eenvoudig. Het omvat een behuizing, die thermisch geïsoleerd en afgeschermd moet zijn. Er wordt een pijp in geplaatst. Het beste is als het een legering is, maar staal kan ook worden gebruikt.

In het laatste geval zullen de prestatiekenmerken van het apparaat echter enigszins lijden. De buis wordt geïnstalleerd in een huls van diëlektrisch materiaal.

Het koelmiddel in inductieketels wordt verwarmd door een stalen kern die zich binnenin bevindt en die wordt verwarmd door wervelstromen die ontstaan ​​in het elektromagnetische veld

Bovenop de huls wordt een koperen rail gewikkeld volgens het spoelprincipe. Het is aangesloten op een stroombron. Om het verwarmingssysteem aan te sluiten, worden twee leidingen gebruikt waar het koelmiddel doorheen beweegt.

Wanneer er stroom wordt toegepast, vloeit er stroom door de spoel en activeert een magnetisch wisselveld, dat op zijn beurt wervelstromen in de buis induceert. Ze verwarmen de wanden van het onderdeel en gedeeltelijk het koelmiddel dat zich daarin bevindt.

Er zijn variaties op de inductieketel waarbij verschillende buizen met een kleine diameter parallel zijn geïnstalleerd. Ze worden gebruikt in plaats van één grote pijp. Dit geeft een winst in de snelheid waarmee het apparaat wordt verwarmd.

In deze vorm kan de apparatuur al werken, maar de verwarming zal zwak zijn. Om het te versterken, moet je een hoogfrequente elektrische stroom door de spoel sturen. Daarom moet de apparatuur worden aangevuld met een omvormer en gelijkrichter.

De wisselstroom uit het netwerk heeft een frequentie van 50 Hz, wat niet voldoende is om de inductieketel efficiënt te laten werken. Daarom wordt het aan de gelijkrichter geleverd, waar het wordt omgezet in een constante.

Daarna wordt het naar de omvormer gestuurd, een elektronische module met een stuurcircuit en twee sleuteltransistors. Het apparaat zet gelijkstroom om in hoge frequentie.

Toegegeven moet worden dat het gebruik van een gelijkrichter en omvormer de kosten van een inductieketel verhoogt. Daarom zijn er modellen die zonder hen werken. Ze maken verbinding met een regulier netwerk. Maar dergelijke apparatuur heeft indrukwekkende afmetingen, waardoor de efficiëntie ervan kan worden vergroot. Apparaten met een omvormer zijn compacter.

Geïnduceerde wervelstromen verwarmen de warmtewisselaar en de vloeistof daarin zeer snel

Basiselementen van verwarmingsapparatuur

Elke ketel van het inductietype bestaat uit verschillende structurele elementen:

• Spoel. Het grootste deel van het apparaat. Het is een soort transformator met twee wikkelingen. De primaire is op de kern gewikkeld.Wanneer er stroom doorgaat, ontstaat er een elektromagnetisch veld, dat wervelstromen vormt. Het ketellichaam fungeert als secundaire wikkeling. Het neemt wervelstromen op, warmt op en draagt ​​thermische energie over aan het koelmiddel.
• Een verwarmingselement. Dit is de spoelkern. Voor de ketel is deze gemaakt in de vorm van een pijp met een voldoende grote diameter of meerdere parallel verbonden pijpen met een kleinere doorsnede.
• Pijpen. Ontworpen om het apparaat in het verwarmingsnetwerk te plaatsen. Eén voor één stroomt koelvloeistof het apparaat binnen, via de tweede verlaat de vloeistof de ketel en wordt naar het verwarmingscircuit gevoerd.
• Omvormer. Dit apparaat - omvormer — zet elektrische gelijkstroom om in hoogfrequente stroom, die vervolgens aan de inductor wordt geleverd.

Voordat u met zelfmontage begint, moet u zorgvuldig overwegen waaruit en hoe de belangrijkste elementen van het apparaat zullen worden gemaakt. Sommige daarvan zul je zelf moeten maken, en andere kun je kopen.

U kunt bijvoorbeeld een omvormer van een lasapparaat gebruiken. Het zou goed zijn als het de mogelijkheid had om het vermogen aan te passen.

De omvormer zet gelijkstroom om in hoogfrequente stroom. Om zelfgemaakte apparaten te maken, kunt u een standaard omvormer gebruiken voor lassen

We hebben de belangrijkste elementen van een inductieketel op een rij gezet.

Voordelen van zelfmontage van een verwarmingsapparaat

Ketels die door elektriciteit worden aangedreven, worden traditioneel als oneconomisch beschouwd. Gezien het feit dat de kosten van elektriciteit voortdurend stijgen, kosten ze hun eigenaren een aardige cent. Wij raden u aan gedetailleerde informatie over verwarming met een elektrische boiler te bekijken Dit artikel.

Inductieketels zijn echter, hoewel ze op elektriciteit werken, behoorlijk zuinig.

Maar dit is niet de hele lijst met hun voordelen.

Door te besluiten een dergelijk apparaat te installeren, kunt u het volgende krijgen:

• Snelle opwarming van de koelvloeistof. Dit duurt gemiddeld 3-5 minuten.
• Het rendement ligt dicht bij 100%, omdat bijna alle elektrische energie wordt omgezet in warmte.
• Hoge temperatuur van de vloeistofverwarming in het verwarmingscircuit, minimaal – 35 °C.
• Gebrek aan kalkaanslag op de interne oppervlakken van het apparaat, wat wordt verklaard door de trillingen die optreden tijdens de werking van het apparaat. Ze voorkomen de vorming van afzettingen.
• Lange levensduur, omdat er geen bewegende of wrijvende mechanismen en onderdelen zijn. Er is dus geen slijtage aan de apparatuur en geen schade aan de componenten ervan.
• Het is niet nodig om verbrandingsproducten te verwijderen en frequente onderhoudswerkzaamheden uit te voeren.

Er zijn niet veel nadelen van inductieketels. Allereerst zijn dit de vrij hoge kosten van de apparatuur. Bovendien produceren de apparaten tijdens bedrijf een licht trillingsgeluid.

Een ander nadeel is de vrij grote massa, waarmee rekening moet worden gehouden bij het monteren van het apparaat aan de muur.

Om het maximale effect te behalen uit het gebruik van een inductieketel, zowel zelfgemaakt als serieel, moet je ze in een groep aansluiten en ze afwisselend of allemaal tegelijk gebruiken

Montage-instructies voor inductieketel

Inductieverwarmingsapparaten kunnen in de winkel worden gekocht, maar de kosten zijn behoorlijk hoog. Daarom proberen veel thuisvakmensen het met hun eigen handen te maken. Om een ​​zelfgemaakte inductieketel te maken, moet je materialen en gereedschappen voorbereiden.

Eerst moet u een lasomvormer aanschaffen. Het kan goedkoop zijn, maar het is raadzaam dat het apparaat wordt uitgerust met een stroomregelaar.

Bovendien moet u letten op de huidige sterkte waarmee het apparaat werkt. De standaardwaarde voor lasomvormers is 15A. Dit zal niet genoeg zijn. Je moet op zoek gaan naar een krachtigere eenheid.

Bovendien moet u een staaf of roestvrijstalen draad voorbereiden met een diameter van ongeveer 7 mm. Het moet in fragmenten van 40-50 mm lang worden gesneden. Ze worden in een elektromagnetisch veld geplaatst, waar ze opwarmen.

Het verwarmingselement van een zelfgemaakt inductieapparaat is gemaakt van koperdraad, voor het opwikkelen kunt u elk cilindrisch voorwerp met een geschikte diameter gebruiken.

Voor het maken van het ketellichaam wordt een dikwandige kunststof buis genomen. De diameter van het onderdeel kan variëren, maar zoals de praktijk laat zien, is de optimale optie een interne diameter van 50 mm.

Adapters worden gebruikt om apparatuur op het verwarmingssysteem aan te sluiten. Via een van hen zal koud koelmiddel in de ketel stromen en via de andere zal hete vloeistof aan het systeem worden toegevoerd.

De draadfragmenten moeten in de behuizing worden geplaatst. Om te voorkomen dat ze eruit vallen, is de onderkant van het onderdeel bedekt met een fijnmazig metalen of nylon gaas, dat stevig aan het lichaam is bevestigd. Hierna kunt u de draad in de behuizing leggen.

Nu is het bovenste deel van het onderdeel bedekt met hetzelfde gaas als de onderkant en wordt het aan de wanden van het onderdeel bevestigd. Adapters worden op de uiteinden geplaatst. Het resultaat is een plano waaruit de inductiespoel zal worden gemaakt.

Om dit te doen, moet u er een geëmailleerde koperdraad omheen wikkelen. Gemiddeld moet je 90 beurten toepassen. Ze moeten dichter bij het midden van het onderdeel worden geplaatst. Ze moeten heel voorzichtig en gelijkmatig worden gedaan, zodat je een inductiespoel van hoge kwaliteit krijgt.

Het resulterende apparaat kan in een verwarmingssysteem worden geïnstalleerd. Dit gebeurt als volgt. Eerst wordt de koelvloeistof uit het systeem afgetapt.

Hierna wordt de locatie geselecteerd waar de ketel zal worden geïnstalleerd. De pijp in dit gebied wordt gemarkeerd, waarna er een fragment uit wordt gesneden, even lang als het verwarmingsapparaat.

Vervolgens wordt op de voorbereide plaats een zelfgemaakte inductieketel geïnstalleerd. De spoel is aangesloten op de omvormer en de installatie kan als voltooid worden beschouwd. Hierna het systeem opnieuw gevuld met koelvloeistof.

Een koperdraad wordt voorzichtig op een plastic buis gewikkeld met daarin stukjes metaaldraad.

Pas daarna kunt u het nieuwe apparaat testen. Er moet vloeistof in zitten.

Als je de inductieketel “droog” aanzet, zal de plastic behuizing smelten door de hoge temperatuur. Dit zal leiden tot gedeeltelijke vernietiging van het verwarmingssysteem, wat onaanvaardbaar is.

Een ander belangrijk punt is de juiste aarding van het verwarmingsapparaat, zonder welke een veilige werking ervan onmogelijk is.

Kenmerken van Vortex inductieketel

We zijn al bekend met het werkingsprincipe van een inductieverwarmingsapparaat. Er is een variant hierop: een vortex-inductieketel of VIN, die iets anders werkt.

Onderscheidende kenmerken van VIN

Net als zijn inductietegenhanger werkt hij op hoogfrequente spanning, dus moet hij worden uitgerust met een omvormer. De bijzonderheid van het VIN-apparaat is dat het geen secundaire wikkeling heeft.

Zijn rol wordt vervuld door alle metalen delen van het apparaat. Ze zijn noodzakelijkerwijs gemaakt van materialen die ferromagnetische eigenschappen vertonen. Wanneer er dus stroom wordt toegepast op de primaire wikkeling van het apparaat, neemt de elektromagnetische veldsterkte scherp toe.

Het genereert op zijn beurt een stroom waarvan de sterkte snel toeneemt. Wervelstromen veroorzaken een omkering van de magnetisatie, waardoor alle ferromagnetische oppervlakken zeer snel, vrijwel onmiddellijk, opwarmen.

Vortex-apparaten zijn vrij compact, maar door het gebruik van metaal is hun gewicht hoog. Dit heeft als extra voordeel dat alle massieve elementen van de behuizing deelnemen aan de warmte-uitwisseling. Het rendement van de eenheid nadert dus de 100%.

Met deze functie van het apparaat moet rekening worden gehouden als u besluit zelf een VIN-ketel te maken. Het kan alleen van metaal zijn, er mag geen plastic worden gebruikt.

Het belangrijkste verschil tussen een vortex-inductieketel is dat het lichaam als secundaire wikkeling fungeert. Daarom is hij altijd van metaal

Hoe monteer ik een vortex-inductieapparaat?

Zoals we al weten verschilt zo'n ketel van zijn inductietegenhanger, maar zelf maken is net zo eenvoudig. Toegegeven, nu heb je lasvaardigheden nodig, omdat het apparaat alleen uit metalen onderdelen mag worden samengesteld.

Om te werken heb je nodig:

• Twee stukken dikwandige metalen pijp van gelijke lengte. Hun diameters moeten verschillend zijn, zodat het ene onderdeel in het andere kan worden geplaatst.
• Opwikkelen van (geëmailleerde) koperdraad.
• Driefasige omvormer, misschien van een lasapparaat, maar zo krachtig mogelijk.
• Behuizing voor thermische isolatie van de ketel.

Nu kunt u aan het werk gaan. We beginnen met het maken van het lichaam van de toekomstige ketel. We nemen een pijp met een grotere diameter en plaatsen het tweede deel erin. Ze moeten in elkaar worden gelast, zodat er enige afstand overblijft tussen de wanden van de elementen.

Het resulterende onderdeel in dwarsdoorsnede zal op een stuur lijken. Als basis en deksel van de behuizing wordt een staalplaat met een dikte van minimaal 5 mm gebruikt.

Het resultaat is een holle cilindrische tank. Nu moet je de leidingen voor de toevoer van koude en de afvoer van warme vloeistof in de muren doorsnijden. De configuratie van de buis en de diameter ervan zijn afhankelijk van de leidingen van het verwarmingssysteem; er zijn mogelijk extra adapters nodig.

Hierna kunt u beginnen met het opwikkelen van de draad. Het wordt zorgvuldig en onder voldoende spanning op het ketellichaam gewikkeld.

Schematisch diagram van een zelfgemaakte inductieketel van het vortex-type

Eigenlijk zal de gewikkelde draad als verwarmingselement dienen, dus het is raadzaam om de behuizing van het apparaat te bedekken met een warmte-isolerende behuizing. Op deze manier is het mogelijk om maximale warmte vast te houden en dienovereenkomstig de efficiëntie van het apparaat te verhogen en veilig te maken.

Nu moet u de ketel op het verwarmingssysteem aansluiten. Om dit te doen, wordt het koelmiddel afgetapt, wordt de vereiste lengte van de buis afgesneden en wordt het apparaat op zijn plaats gelast.

Het enige dat overblijft is het verwarmingsapparaat van stroom te voorzien en vergeet niet de omvormer erop aan te sluiten. Het apparaat is klaar voor gebruik. Maar voordat u gaat testen, moet u de leiding vullen met koelvloeistof.

Weet u niet welke koelvloeistof u moet kiezen om het circuit te vullen? Wij raden u aan om te lezen kenmerken van verschillende koelvloeistoffen en aanbevelingen voor het kiezen van het optimale type vloeistof voor het verwarmingscircuit.

Voer pas een proefrit uit nadat er koelvloeistof in het systeem is gepompt.

Eerst moet u het apparaat op minimaal vermogen laten werken en de kwaliteit van de lassen zorgvuldig controleren. Als alles in orde is, verhogen we het vermogen naar het maximum.

Op onze website staat nog een instructie voor het maken van een inductieapparaat dat kan worden gebruikt om de koelvloeistof in het verwarmingssysteem te verwarmen. Om vertrouwd te raken met het proces van het monteren van een inductieverwarmer, gaat u naar deze link.

Bijzonder model inductieapparaat

Deze aanpassing van de inductieketel lijkt misschien heel ongebruikelijk, maar hij heeft bestaansrecht.

Bovendien leert de praktijk dat een dergelijk apparaat veel zuiniger is dan een standaard verwarmingselementketel. Het verwarmen van een standaardbiljet van drie roebel kost ongeveer 1,8-2,5 kW per uur, terwijl een elektrische ketel minimaal 6 kW kost.

Bij het maken van zelfgemaakte inductieketels wordt alleen speciale wikkelende koperdraad gebruikt voor het wikkelen op de kern.

Eigenlijk is de ketel een warmtewisselaar ingebed in het verwarmingssysteem, die wordt verwarmd door een inductie-elektrische kachel.

Een belangrijke schakel in het ontwerp is de warmtewisselaar; deze moet compact, betrouwbaar en zo goedkoop mogelijk zijn. Uit berekeningen blijkt dat je daarmee een appartement van zo'n 50 vierkante meter kunt verwarmen. m, een apparaat dat werkt met 40 liter koelvloeistof is voldoende.

Dat wil zeggen dat u een platte metalen tank nodig heeft, waarvan de afmetingen variëren tussen 50x600x500 mm. Het is heel goed mogelijk om zo'n container zelf te maken door deze te lassen uit 50x50 profielbuizen.

Het werk wordt uitgevoerd in de volgende volgorde:

• De buis 50x50 wordt in stukken van 600 mm lang gesneden. Er moeten in totaal 9-10 stuks zijn.
• De resulterende secties worden aan elkaar gelast volgens het “wall to wall”-principe, zodat een aaneengesloten rij buizen ontstaat.
• Er worden nog twee secties uit de buis gesneden, zodat hun lengte gelijk is aan de breedte van het resulterende werkstuk.
• Van beide resulterende pijpfragmenten wordt één muur afgesneden.
• Het onderdeel wordt geïnstalleerd met het uitgesneden deel op de aan elkaar gelaste buizen, zodat een plano wordt verkregen die lijkt op een spruitstuk. Het fragment wordt aan de warmtewisselaar gelast.
• Het tweede stuk buis wordt op dezelfde manier aan de andere kant geïnstalleerd.
• In diagonaal tegenover elkaar liggende delen van de warmtewisselaar worden sproeiers gelast voor aansluiting op het verwarmingssysteem.
• De structuur wordt zorgvuldig gebroeid, omdat deze volledig moet worden afgedicht.

De warmtewisselaar is klaar, deze kan geplaatst worden en er kan een warmtebron onder geleverd worden. De praktijk leert dat een dergelijk systeem het beste in een badkamer kan worden geïnstalleerd met behulp van verticale installatie.

Een gewone inductiekachel kan een warmtebron worden voor het verwarmen van een appartement

De warmtewisselaar is in het verwarmingssysteem gelast en de tegel bevindt zich tussen de muur en de muur.

Thuisvakmensen beweren dat als u een omvormer op een dergelijk apparaat aansluit, het energieverbruik aanzienlijk zal worden verminderd.

Lijkt het maken van zelfgemaakte ketels u, na het lezen van de instructies, moeilijk en gevaarlijk? Twijfelt u of een zelfgemaakt product zuiniger zal zijn in het gebruik van elektriciteit om de koelvloeistof in het verwarmingssysteem te verwarmen? In dit geval is de aanschaf van een kant-en-klaar verwarmingstoestel de beste oplossing.

Onze website bevat nuttige materialen voor het kiezen van de beste elektrische boiler en een beoordeling van de meest populaire modellen onder kopers. We raden u ook aan om vertrouwd te raken met de kenmerken van het berekenen van het energieverbruik door een ketel en andere opties voor elektrische verwarming in huis:

• Elektrische boiler voor het verwarmen van een privéwoning: overzicht van de top tien modellen van elektrische boilers
• Hoeveel elektriciteit verbruikt een elektrische boiler: rekenregels
• Elektrische verwarming in een privéhuis: overzicht van soorten systemen voor een landhuis

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Hoe u zelf een inductieketel monteert:

Hoe een zelfgemaakte inductieverwarmer werkt:

Wat is inductieverhitting:

Een inductieketel is de meest zuinige en efficiënte van alle verwarmingstoestellen die op elektriciteit werken. Er zijn veel aanpassingen aan zelfgemaakte inductieapparaten; u kunt er een kiezen die het meest geschikt is voor de bedrijfsomstandigheden.

Om zo'n apparaat in een winkel te kopen, zul je een aanzienlijk bedrag moeten uitgeven, dus thuisvakmensen hebben geleerd ze zelf te maken.

Gebruik je een zelfgemaakte inductieketel als verwarmingsapparaat? Deel een foto van uw zelfgemaakte product en montage-instructies in het opmerkingengedeelte.

Of misschien sta je op het punt om te beginnen met het maken van een ketel en heb je na het lezen van ons artikel nog steeds onopgeloste vragen? Aarzel niet om ze te vragen, wij zullen proberen u te helpen.