Induktionserwärmung - was ist das, ihr Prinzip

Das Funktionsprinzip von Induktoren

Geräte zur Induktionserwärmung von Metallen funktionieren nach einem einfachen Prinzip, das auf dem Phänomen der elektromagnetischen Induktion basiert. Wenn ein hochfrequenter Wechselstrom durch die Spule fließt, bildet sich um sie herum und in ihr ein starkes Magnetfeld. Es verursacht das Auftreten von Wirbelströmen innerhalb des bearbeiteten Metallwerkstücks.

Da das Bauteil in der Regel einen extrem geringen elektrischen Widerstand hat, heizt es sich unter dem Einfluss von Wirbelströmen schnell auf. Dadurch steigt seine Temperatur so stark an, dass das Metall weicher wird und zu schmelzen beginnt. In diesem Moment werden die Enden der Werkstücke verschweißt.

Herstellungsanweisungen

Blaupausen

Abbildung 1. Elektrisches Diagramm der Induktionsheizung

Abbildung 2. Gerät.

Abbildung 3. Schema einer einfachen Induktionsheizung

Für die Herstellung des Ofens benötigen Sie folgende Materialien und Werkzeuge:

• Lötkolben;
• Lot;
• Textolite-Brett.
• Mini-Bohrer.
• Radioelemente.
• Wärmeleitpaste.
• Chemische Reagenzien zum Ätzen von Platten.

Zusatzmaterialien und ihre Eigenschaften:

1. Um eine Spule herzustellen, die ein zum Erhitzen erforderliches magnetisches Wechselfeld aussendet, muss ein Stück Kupferrohr mit einem Durchmesser von 8 mm und einer Länge von 800 mm vorbereitet werden.
2. Leistungsstarke Leistungstransistoren sind der teuerste Teil eines selbstgebauten Induktionsaufbaus. Um die Frequenzgeneratorschaltung zu montieren, müssen 2 solcher Elemente vorbereitet werden. Für diese Zwecke sind Transistoren der Marken geeignet: IRFP-150; IRFP-260; IRFP-460. Bei der Herstellung der Schaltung werden 2 identische der aufgeführten Feldeffekttransistoren verwendet.
3. Für die Herstellung eines Schwingkreises werden Keramikkondensatoren mit einer Kapazität von 0,1 mF und einer Betriebsspannung von 1600 V benötigt.Damit sich in der Spule ein Hochleistungswechselstrom bildet, werden 7 solcher Kondensatoren benötigt.
4. Während des Betriebs eines solchen Induktionsgeräts werden die Feldeffekttransistoren sehr heiß, und wenn keine Strahler aus Aluminiumlegierung daran angebracht sind, fallen diese Elemente nach einigen Sekunden Betrieb bei maximaler Leistung aus. Das Anbringen von Transistoren auf Kühlkörpern sollte durch eine dünne Schicht Wärmeleitpaste erfolgen, da sonst die Effizienz einer solchen Kühlung minimal ist.
5. Die Dioden, die in der Induktionsheizung verwendet werden, müssen ultraschnell wirken. Die für diese Schaltung am besten geeigneten Dioden: MUR-460; UV-4007; HER-307.
6. Widerstände, die in Schaltung 3 verwendet werden: 10 kOhm mit einer Leistung von 0,25 W - 2 Stck. und 440 Ohm Leistung - 2 Watt. Zenerdioden: 2 Stk. mit einer Betriebsspannung von 15 V.Die Leistung der Zenerdioden muss mindestens 2 Watt betragen. Bei Induktion wird eine Drossel zum Anschluss an die Leistungsausgänge der Spule verwendet.
7. Um das gesamte Gerät mit Strom zu versorgen, benötigen Sie ein Netzteil mit einer Leistung von bis zu 500 W. und einer Spannung von 12 - 40 V. Sie können dieses Gerät mit einer Autobatterie betreiben, aber Sie werden bei dieser Spannung nicht die höchsten Leistungsmesswerte erhalten.

Der eigentliche Herstellungsprozess eines elektronischen Generators und einer Spule nimmt ein wenig Zeit in Anspruch und wird in der folgenden Reihenfolge durchgeführt:

1. Aus einem Kupferrohr wird eine Spirale mit einem Durchmesser von 4 cm hergestellt. Um eine Spirale herzustellen, sollte ein Kupferrohr auf einen Stab mit einer flachen Oberfläche mit einem Durchmesser von 4 cm gewickelt werden. Die Spirale sollte 7 Windungen haben, die sich nicht berühren sollten . An den beiden Rohrenden sind Montageringe zum Anschluss an die Transistorstrahler angelötet.
2. Die Leiterplatte wird nach dem Schema hergestellt. Wenn es möglich ist, Polypropylenkondensatoren zu liefern, arbeitet das Gerät aufgrund der Tatsache, dass solche Elemente minimale Verluste und einen stabilen Betrieb bei großen Amplituden von Spannungsschwankungen aufweisen, viel stabiler. Die Kondensatoren in der Schaltung sind parallel installiert und bilden mit einer Kupferspule einen Schwingkreis.
3. Die Erwärmung des Metalls erfolgt innerhalb der Spule, nachdem der Stromkreis an eine Stromversorgung oder Batterie angeschlossen wurde. Beim Erhitzen des Metalls ist darauf zu achten, dass kein Kurzschluss der Federwindungen auftritt. Wenn Sie das erhitzte Metall gleichzeitig mit 2 Windungen der Spule berühren, fallen die Transistoren sofort aus.

Wie man solche Geräte mit eigenen Händen herstellt

Aufgrund der hohen Kosten des Geräts entscheiden sich viele Besitzer dafür, ein Heizsystem mit eigenen Händen zu bauen.Nachdem Sie hart gearbeitet haben, finden Sie ein Diagramm, wie Sie mit Ihren eigenen Händen ein Induktionsheizgerät herstellen. Zu diesem Thema gibt es viele Artikel im Internet. Hier möchte ich das Prinzip beschreiben wie man das Beste macht einfaches Haushaltsgerät.

Für das einfachste System benötigen Sie ein kleines Werkzeugset: einen Schraubendreher, einen Lötkolben und einen Drahtschneider. Und die Anleitung dazu sieht so aus:

1. wir nehmen einen 7 mm Edelstahldraht und schneiden ihn in Stücke von etwa 5 mm;
2. Wir bereiten ein Rohr aus Kunststoff oder Metall vor, es spielt keine Rolle. Wir schauen, die Dicke betrug etwa fünf Millimeter. Diese Dicke ist zum Schutz vor Überhitzung erforderlich;
3. füllen Sie das Rohr mit Drahtstücken;

1. verschließen Sie die Löcher an den Enden des Rohrs mit einem Netz, damit die Drahtschnitte nicht versehentlich herausfallen.
2. Nehmen Sie dann einen Kupferdraht und wickeln Sie ihn spiralförmig um das Rohr, etwa 80-90 Umdrehungen.
3. Schneiden Sie ein rechteckiges Loch in das Rohr.
4. in dieses Loch das hergestellte Gerät einführen.
5. Für den nächsten Schritt benötigen Sie einen Hochfrequenz-Wechselrichter, der im Handel erhältlich ist.

Vorteile und Nachteile

Laut den Bewertungen von VIN-Besitzern hat die Verwendung einer Heizung dieses Typs eine Reihe von Vorteilen, zu denen die folgenden wichtigen Punkte gehören:

• kleine Gesamtabmessungen ermöglichen den Einsatz der Einheit in allen Räumlichkeiten;
• hohe Effizienz;
• VIN-Lebensdauer beträgt mehr als 30 Jahre;
• erfordert keine zusätzliche Pflege;
• hoher Brandschutz;
• dieser Kesseltyp arbeitet geräuschlos;
• Zunder setzt sich nicht an den Innenwänden ab, da auch Wirbelströme Schwingungen erzeugen;
• vollständige Dichtheit der Fahrgestellnummer verhindert jede Art von Leckage;
• der Kesselsteuerungsprozess ist vollständig automatisiert;
• während des Betriebs des Geräts werden keine schädlichen Verbrennungsprodukte freigesetzt, mit anderen Worten, diese Art von Heizung ist absolut umweltfreundlich;
• die Möglichkeit, an ein bestehendes Heizsystem anzuschließen;
• Als Wärmeträger können verschiedene Flüssigkeiten verwendet werden, z. B. Wasser, Frostschutzmittel, Öl usw.

Vielleicht interessiert Sie ein Artikel darüber, wie man das macht eigene Induktionsheizung Hände.

Lesen Sie hier einen Artikel darüber, wie Sie einen Induktionskessel mit Ihren eigenen Händen herstellen.

Um die Vorteile dieser Art von Kesseleinheit besser zu überzeugen, geben wir als Beispiel die technischen Eigenschaften des Heizgeräts des Modells VIN-15:

• erforderliche Spannung - 380 V;
• Stromverbrauch beträgt 15 kW/h;
• Menge der erzeugten Wärme - 12640 Kcal/h;
• der Kessel kann einen Raum mit einem Volumen von 500–700 m3 vollständig heizen;
• der Durchmesser der Zulauf- und Ablaufrohre beträgt 25 mm.

Es ist schwer zu widersprechen, dass dies durchaus positive Eigenschaften des Kessels dieses Modells sind.

Zu den wichtigsten negativen Aspekten bei der Verwendung eines Vortex-Induktionsheizgeräts gehören die folgenden:

• das elektromagnetische Feld erwärmt nicht nur den Wärmetauscher, sondern auch alle umgebenden Objekte, einschließlich menschliches Gewebe;

Ein wichtiger Punkt: Eine Person sollte sich nicht längere Zeit in der Nähe des Induktionsheizgeräts aufhalten!

Befindet sich ein ferromagnetisches Produkt im Wirkungsbereich des elektromagnetischen Feldes, führt dies zwangsläufig zu einer Überhitzung des Kessels durch zusätzliche Magnetisierung;
Bei hoher Wärmeübertragung besteht die Gefahr einer Detonation des Propellers durch Überhitzung.

Expertentipp: Um ein Detonieren zu verhindern, können Sie optional einen Drucksensor einbauen.

Sehen Sie sich das Video an, das die Funktionen des VIN-Vortex-Induktionsheizers sowie Bewertungen zu diesem Gerät zeigt:

Nuancen

1. Bei Versuchen zum Erhitzen und Härten von Metallen kann die Temperatur im Inneren der Induktionsspule erheblich sein und bis zu 100 Grad Celsius betragen. Dieser Heizeffekt kann genutzt werden, um Brauchwasser zu erwärmen oder ein Haus zu heizen.
2. Der oben diskutierte Heizkreis (Abbildung 3) ist bei maximaler Belastung in der Lage, eine Abstrahlung magnetischer Energie innerhalb der Spule von 500 W bereitzustellen. Eine solche Leistung reicht nicht aus, um ein großes Wasservolumen zu erhitzen, und der Bau einer Hochleistungsinduktionsspule erfordert die Herstellung einer Schaltung, in der sehr teure Funkelemente verwendet werden müssen.
3. Eine kostengünstige Lösung zum Organisieren der Induktionserwärmung einer Flüssigkeit ist die Verwendung mehrerer oben beschriebener Geräte, die in Reihe angeordnet sind. In diesem Fall müssen die Spiralen auf derselben Leitung liegen und dürfen keinen gemeinsamen Metallleiter haben.
4. Als Wärmetauscher wird ein Edelstahlrohr mit einem Durchmesser von 20 mm verwendet. Auf das Rohr werden mehrere Induktionsspiralen „aufgefädelt“, sodass sich der Wärmetauscher in der Mitte der Spirale befindet und mit deren Windungen nicht in Berührung kommt. Bei gleichzeitiger Einbeziehung von 4 solcher Geräte beträgt die Heizleistung etwa 2 kW, was bereits für die Durchflusserwärmung der Flüssigkeit mit einer kleinen Wasserzirkulation auf Werte ausreicht, die die Verwendung dieser Konstruktion ermöglichen Versorgung eines kleinen Hauses mit warmem Wasser.
5. Wenn ein solches Heizelement an einen gut isolierten Tank angeschlossen wird, der sich über der Heizung befindet, entsteht ein Boilersystem, bei dem die Erwärmung der Flüssigkeit innerhalb des Edelstahlrohrs erfolgt, das erhitzte Wasser nach oben steigt und kältere Flüssigkeit wird ihren Platz einnehmen.
6. Wenn die Fläche des Hauses groß ist, kann die Anzahl der Induktionsspiralen auf 10 Stück erhöht werden.
7. Die Leistung eines solchen Kessels kann einfach durch Ab- oder Einschalten der Spiralen eingestellt werden. Je mehr Sektionen gleichzeitig eingeschaltet sind, desto größer ist die Leistung der so arbeitenden Heizvorrichtung.
8. Um ein solches Modul mit Strom zu versorgen, benötigen Sie ein leistungsstarkes Netzteil. Wenn ein DC-Inverter-Schweißgerät verfügbar ist, kann daraus ein Spannungswandler der erforderlichen Leistung hergestellt werden.
9. Da das System mit Gleichstrom betrieben wird, der 40 V nicht überschreitet, ist der Betrieb eines solchen Geräts relativ sicher. Die Hauptsache ist, im Stromkreis des Generators einen Sicherungskasten vorzusehen, der für den Fall B. eines Kurzschlusses, wird das System stromlos geschaltet, wodurch die Möglichkeit eines Brandes ausgeschlossen wird.
10. , sofern Batterien zur Versorgung von Induktionsgeräten eingebaut sind, die mit Sonnen- und Windenergie aufgeladen werden.
11. Die Batterien sollten in Abschnitten von 2 kombiniert und in Reihe geschaltet werden. Infolgedessen beträgt die Versorgungsspannung bei einem solchen Anschluss mindestens 24 V. Dies gewährleistet den Betrieb des Kessels mit hoher Leistung. Darüber hinaus reduziert die Reihenschaltung den Strom im Stromkreis und verlängert die Batterielebensdauer.

Induktorgerät

Die Ausrüstung für die Induktionserwärmung von Metallen hat eine vorgefertigte Struktur. Es besteht aus zwei Haupteinheiten - dem Induktor selbst sowie einer Erzeugungsanlage, die hochfrequente Stromimpulse erzeugt.

Der Induktor ist ein gewöhnlicher Induktor, der aus mehreren Windungen eines Kupferleiters besteht. Für die Herstellung dieser Bauteile wird ausschließlich sauerstofffreies Kupfer verwendet, bei dem der Gehalt an Fremdverunreinigungen 0,1 % nicht überschreiten sollte. Dieses Gerät kann einen anderen Durchmesser haben (je nach Modell von 16 bis 250 mm). Die Anzahl der Windungen variiert von 1 bis 4.

Der Generator, der gepulste Ströme für die Induktionsheizspule erzeugt, hat ziemlich beeindruckende Abmessungen und Gewicht. Es kann nach einem beliebigen Schema zur Erzeugung von Hochfrequenzimpulsen durchgeführt werden. Beispielsweise werden in der modernen Industrie häufig Erzeugungseinheiten verwendet, die auf Multivibratoren, RC-Generatoren, Entspannungsschaltungen usw. basieren.

Wird das Gerät hauptsächlich zum Erwärmen von Kleinteilen eingesetzt, muss die Pulsfrequenz mindestens 5 MHz betragen. Diese Geräte sind auf Basis elektronischer Röhren entwickelt. Wenn die Technik zum Erhitzen großer Metallwerkstücke verwendet wird, ist es ratsam, Induktionsgeräte mit einer Betriebsfrequenz von bis zu 300 kHz zu verwenden, die auf der Basis von Wechselrichtern auf der Basis von IGBT-Schaltungen oder MOSFET-Transistoren aufgebaut sind.

Auswahl eines Induktionskochfelds

Um das richtige Panel auszuwählen, müssen persönliche Vorlieben berücksichtigt werden.

Der erste Schritt besteht darin, sich mit den Brennern bzw. mit ihrer Anzahl auseinanderzusetzen.Wenn Sie nicht vorhaben, täglich für mehrere Personen zu kochen, reicht eine Miniaturversion mit zwei Brennern aus. Was bringt es, Geld für den zusätzlichen Teil des Kochfelds zu bezahlen? Besteht die Familie aus mehr als drei Personen, dann ist bereits die Anschaffung eines vollwertigen Gerätes mit vier Brennern erforderlich. Als Ersatz für die erste Variante empfiehlt sich die Anschaffung einer Massivplatte ohne Brenner, da solche Flächen mittelgroß sind.

Mittlere Induktion

Bei der Innenarchitektur im gleichen Stil spielen Form und Aussehen der Struktur eine wichtige Rolle. Darüber hinaus muss der Platz für die Installation einer Keramik-Metall-Struktur vorab gemessen werden. Wenn es keinen geeigneten Ort gibt, ist es besser, sich tragbare Modelle anzusehen.

Achten Sie auf die Energieeffizienz des Gerätes, die nicht unter Klasse „A“ liegen sollte. Andernfalls verbraucht das Gerät mehr Strom.

Die Kosten für die Ausrüstung unterscheiden sich auch von der Anzahl der Temperaturmodi. Wenn Sie also keine kulinarischen Köstlichkeiten zubereiten möchten, kaufen Sie ein Panel mit einem Mindestsatz an Modi. In anderen Fällen ist es besser, nicht zu sparen und einen teuren Ofen zu kaufen, der mehr als 15 Modi umfasst.

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Entscheiden Sie, ob Sie eine „Booster“-Funktion benötigen. Sie ist nicht bei allen Gerätemodellen vorhanden und für die schnelle Erwärmung von Geschirr zuständig. So können Sie beispielsweise Wasser in wenigen Minuten zum Kochen bringen.

Es lohnt sich zu überlegen, ob die Hilfsfunktionen der Kachel erforderlich sind.Moderne Geräte sind mit einer Vielzahl von Zusatzfunktionen ausgestattet, darunter eine automatische Abschaltung (beim Kochen), eine Zeitschaltuhr, das Auftauen von Speisen und das Speichern von Programmen. Entscheiden Sie sich nur dann für ein Panel mit solchen Vorteilen, wenn Sie diese auch wirklich nutzen wollen, sonst ist es reine Geldverschwendung.

Vor- und Nachteile des Gerätes

Die „Pluspunkte“ der Wirbelinduktionsheizung sind zahlreich. Dies ist eine einfache Schaltung zur Eigenherstellung, erhöhte Zuverlässigkeit, hoher Wirkungsgrad, relativ niedrige Energiekosten, lange Lebensdauer, geringe Ausfallwahrscheinlichkeit usw.

Die Leistung des Geräts kann erheblich sein, Einheiten dieses Typs werden erfolgreich in der metallurgischen Industrie eingesetzt. In Bezug auf die Erwärmungsrate des Kühlmittels konkurrieren Geräte dieses Typs selbstbewusst mit herkömmlichen Elektrokesseln, die Wassertemperatur im System erreicht schnell das erforderliche Niveau.

Während des Betriebs des Induktionskessels vibriert die Heizung leicht. Diese Vibration schüttelt Kalk und andere mögliche Verunreinigungen von den Wänden des Metallrohrs ab, sodass ein solches Gerät selten gereinigt werden muss. Natürlich muss die Heizungsanlage mit einem mechanischen Filter vor diesen Verunreinigungen geschützt werden.

Die Induktionsspule erwärmt das darin eingelegte Metall (Rohr oder Drahtstücke) mittels hochfrequenter Wirbelströme, eine Berührung ist nicht erforderlich

Der ständige Kontakt mit Wasser minimiert auch die Wahrscheinlichkeit eines Durchbrennens der Heizung, was ein ziemlich häufiges Problem bei herkömmlichen Boilern mit Heizelementen ist.Trotz der Vibration arbeitet der Kessel ausgesprochen leise, eine zusätzliche Schalldämmung am Aufstellort des Gerätes ist nicht erforderlich.

Induktionskessel sind auch gut, weil sie fast nie undicht sind, wenn nur die Installation des Systems korrekt durchgeführt wird. Dies ist eine sehr wertvolle Eigenschaft für elektrische Heizungen, da sie die Wahrscheinlichkeit gefährlicher Situationen beseitigt oder erheblich verringert.

Das Fehlen von Lecks ist auf die berührungslose Methode zur Übertragung von Wärmeenergie auf die Heizung zurückzuführen. Das Kühlmittel, das die oben beschriebene Technologie verwendet, kann fast bis zu einem Dampfzustand erhitzt werden.

Dies sorgt für eine ausreichende thermische Konvektion, um eine effiziente Bewegung des Kühlmittels durch die Rohre zu stimulieren. In den meisten Fällen muss das Heizsystem nicht mit einer Umwälzpumpe ausgestattet werden, obwohl alles von den Eigenschaften und dem Layout des jeweiligen Heizsystems abhängt.

Manchmal wird eine Umwälzpumpe benötigt. Die Installation des Geräts ist relativ einfach. Dies erfordert jedoch einige Kenntnisse in der Installation von Elektrogeräten und Heizungsrohren. Dieses praktische und zuverlässige Gerät hat jedoch eine Reihe von Mängeln, die ebenfalls berücksichtigt werden sollten.

Beispielsweise erwärmt der Boiler nicht nur das Kühlmittel, sondern auch den gesamten ihn umgebenden Arbeitsraum. Für eine solche Einheit muss ein separater Raum zugewiesen und alle Fremdkörper daraus entfernt werden. Für eine Person kann auch ein längerer Aufenthalt in unmittelbarer Nähe eines laufenden Kessels unsicher sein.

Induktionsheizungen benötigen zum Betrieb Strom. Sowohl hausgemachte als auch fabrikgefertigte Geräte werden an ein Haushalts-Wechselstromnetz angeschlossen.

Das Gerät benötigt zum Betrieb Strom. In Gegenden, in denen dieser zivilisatorische Vorteil nicht frei zugänglich ist, ist der Induktionskessel nutzlos. Ja, und bei häufigen Stromausfällen zeigt es einen geringen Wirkungsgrad.

Bei unsachgemäßem Umgang mit dem Gerät kann es zu einer Explosion kommen.

Wenn das Kühlmittel überhitzt wird, verwandelt es sich in Dampf. Infolgedessen steigt der Druck im System dramatisch an, was die Rohre einfach nicht aushalten, sie werden platzen. Daher sollte das Gerät für den normalen Betrieb des Systems mindestens mit einem Manometer und noch besser mit einer Notabschaltung, einem Thermostat usw. ausgestattet sein.

All dies kann die Kosten eines hausgemachten Induktionskessels erheblich erhöhen. Obwohl das Gerät als praktisch geräuschlos gilt, ist dies nicht immer der Fall. Einige Modelle können aus verschiedenen Gründen immer noch Geräusche machen. Bei einem selbstgebauten Gerät steigt die Wahrscheinlichkeit eines solchen Ergebnisses.

Im Design von Werk und hausgemachte Induktionsheizungen Nahezu keine Verschleißteile. Sie halten lange und funktionieren einwandfrei.

Merkmale des Wirbelinduktionskessels

Das Funktionsprinzip einer Induktionsheizung ist uns bereits bekannt. Es gibt eine Variation davon: einen Vortex-Induktionskessel oder VIN, der etwas anders funktioniert.

Besonderheiten der Fahrgestellnummer

Wie das Induktions-Pendant wird es mit Hochfrequenzspannung betrieben und muss daher mit einem Wechselrichter ausgestattet sein. Ein Merkmal des VIN-Geräts ist, dass es keine Sekundärwicklung hat.

Seine Rolle wird von allen Metallteilen des Geräts übernommen. Sie müssen aus Materialien bestehen, die ferromagnetische Eigenschaften aufweisen.Wenn also der Primärwicklung des Geräts Strom zugeführt wird, steigt die Stärke des elektromagnetischen Felds stark an.

Es wiederum erzeugt einen Strom, dessen Stärke schnell zunimmt. Wirbelströme bewirken eine Ummagnetisierung, wodurch sich alle ferromagnetischen Oberflächen sehr schnell, fast augenblicklich, erwärmen.

Vortex-Geräte sind ziemlich kompakt, aber aufgrund der Verwendung von Metall ist ihr Gewicht groß. Dies ergibt einen zusätzlichen Vorteil, da alle massiven Elemente des Körpers am Wärmeaustausch teilnehmen. Damit nähert sich der Wirkungsgrad der Anlage 100 %.

Diese Eigenschaft des Geräts muss berücksichtigt werden, wenn entschieden wird, einen VIN-Kessel unabhängig herzustellen. Es darf nur aus Metall sein, Plastik sollte nicht verwendet werden.

Hauptunterschied Wirbelinduktionskessel liegt darin, dass sein Körper als Sekundärwicklung fungiert. Daher ist es immer aus Metall

Wie baut man ein Wirbelinduktionsgerät zusammen?

Wie wir bereits wissen, unterscheidet sich ein solcher Kessel von seinem Induktions-Pendant, aber das Selbermachen ist genauso einfach. Richtig, jetzt benötigen Sie Schweißkenntnisse, da das Gerät nur aus Metallteilen zusammengesetzt werden muss.

Für die Arbeit benötigen Sie:

• Zwei gleich lange Segmente eines dickwandigen Metallrohres. Ihre Durchmesser müssen unterschiedlich sein, damit ein Teil in ein anderes eingesetzt werden kann.
• Wickeln (lackierter) Kupferdraht.
• Ein dreiphasiger Wechselrichter, es ist möglich von einem Schweißgerät, aber so leistungsstark wie möglich.
• Gehäuse zur Wärmedämmung des Kessels.

Jetzt können Sie sich an die Arbeit machen. Wir beginnen mit der Herstellung des Körpers des zukünftigen Kessels.Wir nehmen ein Rohr mit größerem Durchmesser und stecken den zweiten Teil hinein. Sie müssen ineinander geschweißt werden, damit zwischen den Wänden der Elemente ein gewisser Abstand besteht.

Das resultierende Detail im Abschnitt ähnelt einem Lenkrad. Als Boden und Deckel des Gehäuses wird ein Stahlblech mit einer Dicke von mindestens 5 mm verwendet.

Das Ergebnis ist ein hohlzylindrischer Tank. Jetzt müssen Sie Rohre in die Wände schneiden, um kalte und heiße Flüssigkeiten zuzuführen. Die Konfiguration des Abzweigrohrs und dessen Durchmesser hängen von den Rohren der Heizungsanlage ab, ggf. werden zusätzlich Adapter benötigt.

Danach können Sie mit dem Wickeln des Drahtes beginnen. Es wird vorsichtig und unter ausreichender Spannung um den Kesselkörper gewickelt.

Schematische Darstellung eines hausgemachten Wirbelinduktionskessels

Eigentlich dient ein gewickelter Draht als Heizelement, daher ist es ratsam, das Gerätegehäuse mit einem wärmeisolierenden Gehäuse zu verschließen. So wird es möglich, maximale Wärme zu speichern und dementsprechend die Effizienz des Geräts zu steigern und es sicher zu machen.

Jetzt müssen Sie den Kessel in das Heizsystem einbetten. Dazu wird das Kühlmittel abgelassen, der Rohrabschnitt der erforderlichen Länge abgeschnitten und das Gerät an seiner Stelle angeschweißt.

Es bleibt nur die Heizung mit Strom zu versorgen und vergessen Sie nicht, den Wechselrichter daran anzuschließen. Das Gerät ist betriebsbereit. Vor dem Testen müssen Sie die Leitung jedoch mit Kühlmittel füllen.

Sie wissen nicht, welches Kühlmittel Sie zum Füllen des Kreislaufs wählen sollen? Wir empfehlen Ihnen, sich mit den Eigenschaften verschiedener Kühlmittel und Empfehlungen zur Auswahl des optimalen Flüssigkeitstyps für den Heizkreislauf vertraut zu machen.

Führen Sie erst nach dem Einpumpen des Kühlmittels in das System einen Probelauf durch.

Zuerst müssen Sie das Gerät mit minimaler Leistung betreiben und die Qualität der Schweißnähte sorgfältig überwachen. Wenn alles in Ordnung ist, erhöhen wir die Leistung auf das Maximum.

Auf unserer Website gibt es eine weitere Anleitung zur Herstellung eines Induktionsgeräts, mit dem das Kühlmittel in der Heizungsanlage erwärmt werden kann. Um sich mit dem Montageprozess einer Induktionsheizung vertraut zu machen, folgen Sie diesem Link.

Heizungssteuerung

Der Kern eines Induktionslötkolbens besteht aus Kupfer (kein magnetisches Material) und die Rückseite ist mit einem ferromagnetischen Material (einer Legierung aus Eisen und Nickel) beschichtet. Der vordere Teil dient als Stachel, der Kern selbst wird Patrone genannt.

Die Heizung der Kupferspitze wird wie folgt eingestellt:

• beim Anlegen einer Wechselspannung und damit des Feldes werden in der Beschichtung Foucault-Ströme erzeugt, die das Material aufheizen;
• Wärme wird auf Kupfer übertragen;
• sobald die Beschichtungstemperatur den Curie-Punkt erreicht, verschwinden die magnetischen Eigenschaften und die Erwärmung stoppt;
• Beim Arbeiten mit einem Induktionslötkolben gibt die Kupferspitze Wärme an das Teil ab und kühlt ab, die ferromagnetische Beschichtung kühlt ebenfalls ab.
• Sobald die Beschichtung abkühlt, kehren die magnetischen Eigenschaften zurück und die Erwärmung wird sofort fortgesetzt.

Die maximale Erwärmung eines Induktionslötkolbens hängt von den Eigenschaften der Magnetlegierung und des Kerns ab. Eine solche Steuerung wird Smart Heat genannt.

Sie können die Temperatur für bestimmte Lötbedingungen ändern, indem Sie einen Temperatursensor installieren, der an die Stationssteuerung angeschlossen ist, oder indem Sie die Patronen (Kern mit Spitze) wechseln, die in den Griff des Induktionslötkolbens eingesetzt werden.

Die erste Option ist günstiger als die zweite, sodass sie heute nicht nur von Profis genutzt wird. Aber die zweite Methode ist genauer und zuverlässiger.

Induktionswärmeerzeuger im Heizsystem

Die in Heizkreisläufen verwendeten Induktions-Warmwasserbereiter haben sowohl Vorteile, die allen Elektroerhitzern gemeinsam sind, als auch nur ihnen eigen sind. Beginnen wir mit der ersten Gruppe:

1. In puncto Bedienkomfort sind Elektroheizungen sogar Gasgeräten voraus, da sie ohne Zündung auskommen. Außerdem sind sie viel sicherer: Der Besitzer muss keine Angst vor Kraftstoffaustritt oder Verbrennungsprodukten haben.
2. Elektrische Geräte benötigen keinen Schornstein und keine Wartung in Form von Kohlenstoffablagerungen und Ruß.
3. Die Effizienz einer Elektroheizung hängt nicht von ihrer Leistung ab. Es kann auf das Minimum eingestellt werden, und gleichzeitig bleibt der Wirkungsgrad des Geräts auf dem Niveau von 99%, während der Wirkungsgrad eines Gas- oder Festbrennstoffkessels unter solchen Bedingungen deutlich unter dem Passwert liegt.
4. Bei Vorhandensein eines elektrischen Wärmeerzeugers kann das Heizsystem im Niedrigsttemperaturmodus betrieben werden, was in der Nebensaison sehr wichtig ist. Bei Verwendung eines Gas- oder Festbrennstoffkessels darf die Rücklauftemperatur nicht unter 50 Grad sinken, da sich in diesem Fall am Wärmetauscher Kondensat bildet (bei Verwendung von Festbrennstoff enthält es Säure).
5. Und das letzte: Bei der Elektroheizung kann auf ein flüssiges Kühlmittel verzichtet werden, bei Induktionsheizungen gilt dies jedoch nicht.

Einfache Induktionsheizung

Kommen wir zu den Vorteilen direkter „Induktoren“:

1. Die Kontaktfläche des Kühlmittels mit einer heißen Oberfläche ist bei Induktionsheizgeräten tausendfach größer als bei Geräten mit Elektrorohrheizkörpern. Daher erwärmt sich die Umgebung viel schneller.
2. Alle Elemente des „Induktors“ werden nur von außen montiert, ohne Einspannungen. Leckagen sind demnach vollständig ausgeschlossen.
3. Da die Erwärmung berührungslos erfolgt, kann ein Induktionsheizgerät mit absolut jedem Kühlmittel arbeiten, einschließlich aller Arten von Frostschutzmitteln (für einen Elektroboiler mit Heizelement wäre ein spezielles erforderlich). Gleichzeitig kann Wasser relativ viele Härtesalze enthalten – ein magnetisches Wechselfeld verhindert die Kalkbildung an den Wänden des Wärmetauschers.

Wie Sie wissen, gibt es für jedes Fass Honig einen Wermutstropfen. Auch hier hätte man darauf nicht verzichten können: Nicht nur der Strom selbst ist ziemlich teuer, auch Induktionsheizungen gehören zu den teuersten elektrischen Heizgeräten.

Induktionsgießöfen

Jeder Induktionsgießofen kann mit zwei Arten von Konvertern ausgestattet werden, in der Regel ist ein Thyristor-Konverter billiger und mit Hochleistungsöfen ausgestattet, und ein Transistor-Konverter ist in Bezug auf den Stromverbrauch sparsamer:

Thyristor-Frequenzumrichter dienen der Versorgung von Induktionsgießereiöfen, sie arbeiten nach dem üblichen zweistufigen Prinzip:

• - der Gleichrichter wandelt den Wechselstrom des Netzes in Gleichstrom um;
• - der Wechselrichter wandelt diesen Gleichstrom wieder in Wechselstrom um, jedoch bereits mit der gewünschten Frequenz.

Thyristor-Umrichter können mit hohen Strömen und Spannungen arbeiten und gleichzeitig einer Dauerbelastung standhalten.Ihr Wirkungsgrad ist höher als der von IGBT-Umrichtern.

Transistor-Frequenzumrichter. Transistor-Frequenzumrichter werden zur Versorgung von Induktionsöfen, in denen bis zu 200 kg Nichteisenmetalle und bis zu 100 kg Eisenmetalle geschmolzen werden können, in IPP-Öfen eingesetzt. Solche Öfen werden am häufigsten unter Laborbedingungen für experimentelle Schmelzen verwendet, wenn ein schneller Legierungswechsel erforderlich ist.

Zu den unbestrittenen Vorteilen von Transistorwandlern gehören Kompaktheit, einfache Bedienung und leiser Betrieb.

Warmwasserbereiter vom Typ VIN

Das Herzstück der Einheit ist eine Spule, die aus einer großen Anzahl isolierter Drahtwindungen besteht und vertikal in einem zylindrischen Körper in Form eines Gefäßes angeordnet ist. In die Spule wird ein Metallstab eingesetzt. Das Gehäuse ist von oben und unten durch geschweißte Deckel hermetisch verschlossen, Anschlüsse zum Anschluss an das elektrische Netz sind herausgeführt. Durch das untere Abzweigrohr tritt ein kaltes Kühlmittel in den Behälter ein, das den gesamten Raum im Inneren des Behälters ausfüllt. Das auf die gewünschte Temperatur erwärmte Wasser gelangt durch das obere Rohr in das Heizsystem.

Wärmeträgerheizschema

Bauartbedingt arbeitet der Wärmeerzeuger bei Anschluss an das Netz ständig mit voller Leistung, da es nicht sinnvoll ist, die Heizungsanlage mit zusätzlichen Spannungsregeleinrichtungen zu versorgen. Es ist viel einfacher, zyklisches Heizen zu verwenden und die automatische Abschaltung / Einschaltung mit einem Wassertemperatursensor zu verwenden. Es ist nur erforderlich, die gewünschte Temperatur auf dem Display der ferngesteuerten Elektronikeinheit einzustellen, die das Kühlmittel auf diese Temperatur erwärmt und das Heißwasser-Induktionselement abschaltet, wenn sie erreicht ist.Nachdem die Zeit abgelaufen ist und das Wasser um einige Grad abgekühlt ist, schaltet die Automatisierung die Heizung wieder ein, dieser Zyklus wird ständig wiederholt.

Da die Wicklung des Wärmeerzeugers einen einphasigen Anschluss mit einer Versorgungsspannung von 220 V vorsieht, werden induktive Heizgeräte nicht mit hoher Leistung hergestellt. Der Grund dafür ist, dass der Strom im Stromkreis zu hoch ist (über 50 Ampere), es müssen Kabel mit großem Querschnitt verlegt werden, was an sich sehr teuer ist. Um die Leistung zu erhöhen, reicht es aus, drei Warmwasserbereitungsanlagen in Kaskade zu schalten und einen dreiphasigen Anschluss mit einer Versorgungsspannung von 380 V anzulegen. Schließen Sie an jedes Kaskadengerät eine separate Phase an, das Foto zeigt ein ähnliches Beispiel für Induktionsheizung .

Heizung mit Induktionskesseln

Konstruktionsmerkmale von Heizungen vom Typ Sibtechnomash Unter Verwendung des gleichen Effekts der elektromagnetischen Induktion entwickelt und produziert ein anderes Unternehmen Warmwasserbereiter mit einem etwas anderen Design, das Aufmerksamkeit verdient. Tatsache ist, dass das von einer Spule mit mehreren Windungen erzeugte elektrische Feld eine räumliche Form hat und sich von dort in alle Richtungen ausbreitet. Wenn in den VIN-Einheiten das Kühlmittel in die Spule strömt, sieht das Sibtekhnomash-Induktionskesselgerät einen Spiralwärmetauscher vor, der sich außerhalb der Wicklung befindet, wie in der Abbildung gezeigt.

Die Wicklung erzeugt um sich herum ein elektrisches Wechselfeld, Wirbelströme erhitzen die Windungen des Wärmetauscherrohrs, in dem sich Wasser bewegt. Spulen mit Spulen werden in einer Kaskade von 3 Stück zusammengebaut und an einem gemeinsamen Rahmen befestigt. Jeder von ihnen ist an eine separate Phase angeschlossen, die Versorgungsspannung beträgt 380 V. Das Sibtekhnomash-Design hat mehrere Vorteile:

• Induktionsheizungen haben ein separates zusammenklappbares Design;
• in der Wirkungszone des elektrischen Feldes gibt es eine vergrößerte Fläche der Heizfläche und eine größere Wassermenge aufgrund des Spiralkreislaufs, was die Heizrate erhöht;
• Für Spül- und Wartungsarbeiten stehen Wärmetauscherleitungen zur Verfügung.

Beispiel für den Anschluss eines Induktionskessels

Trotz der Unterschiede in der Konstruktion des Wärmeerzeugers beträgt sein Wirkungsgrad 98%, da bei Heizgeräten des Typs VIN dieser Effizienzwert vom Hersteller selbst angegeben wird. Die Haltbarkeit der Einheiten wird in beiden Fällen durch die Leistung der Spulen bzw. die Lebensdauer der Wicklung und der elektrischen Isolierung bestimmt. Dieser Indikator wird von den Herstellern innerhalb von 30 Jahren festgelegt.