Cách làm lò sưởi cảm ứng bằng tay của chính bạn từ biến tần hàn

Nồi hơi sưởi ấm cảm ứng là thiết bị được đặc trưng bởi hiệu suất rất cao. Chúng có thể giảm đáng kể chi phí năng lượng so với các thiết bị truyền thống được trang bị bộ phận làm nóng.

Mô hình sản xuất công nghiệp có giá thành không hề rẻ. Tuy nhiên, bất kỳ thợ thủ công tại nhà nào sở hữu một bộ công cụ đơn giản đều có thể tự tay làm một chiếc lò sưởi cảm ứng. Để giúp anh ta, chúng tôi cung cấp một mô tả chi tiết về nguyên lý hoạt động và lắp ráp của một lò sưởi hiệu quả.

Nguyên lý làm việc của lò sưởi cảm ứng

Việc sưởi ấm cảm ứng là không thể nếu không sử dụng ba yếu tố chính:

• cuộn cảm;
• máy phát điện;
• yếu tố làm nóng.

Cuộn cảm là một cuộn dây, thường được làm bằng dây đồng, tạo ra từ trường. Máy phát điện xoay chiều được sử dụng để tạo ra dòng điện tần số cao từ dòng điện gia dụng tiêu chuẩn 50 Hz.

Một vật kim loại có khả năng hấp thụ năng lượng nhiệt dưới tác động của từ trường được sử dụng làm bộ phận làm nóng. Nếu bạn kết nối các phần tử này một cách chính xác, bạn có thể có được một thiết bị hiệu suất cao hoàn hảo để làm nóng chất lỏng làm mát và sưởi ấm nhà.

Sử dụng máy phát điện, một dòng điện có các đặc tính cần thiết được cung cấp cho cuộn cảm, tức là. vào một cuộn dây đồng. Khi đi qua nó, dòng hạt tích điện tạo thành từ trường.

Nguyên lý hoạt động của lò sưởi cảm ứng dựa trên sự xuất hiện của dòng điện bên trong dây dẫn xuất hiện dưới tác dụng của từ trường

Điểm đặc biệt của trường là nó có khả năng làm thay đổi hướng của sóng điện từ ở tần số cao.Nếu bất kỳ vật kim loại nào được đặt trong từ trường này, nó sẽ bắt đầu nóng lên mà không tiếp xúc trực tiếp với cuộn cảm dưới tác động của dòng điện xoáy được tạo ra.

Dòng điện tần số cao được cung cấp từ biến tần đến cuộn dây cảm ứng tạo ra một từ trường có vectơ sóng từ thay đổi liên tục. Kim loại đặt trong trường này nóng lên nhanh chóng

Việc không tiếp xúc khiến cho tổn thất năng lượng trong quá trình chuyển đổi từ loại này sang loại khác là không đáng kể, điều này giải thích cho hiệu suất của nồi hơi cảm ứng tăng lên.

Để làm nóng nước cho mạch sưởi, chỉ cần đảm bảo nó tiếp xúc với lò sưởi kim loại là đủ. Thông thường, một ống kim loại được sử dụng làm bộ phận làm nóng, qua đó một dòng nước được truyền qua một cách đơn giản. Nước đồng thời làm mát máy sưởi, giúp tăng đáng kể tuổi thọ của máy.

Nam châm điện của một thiết bị cảm ứng được tạo ra bằng cách quấn dây quanh lõi sắt từ. Cuộn cảm ứng thu được nóng lên và truyền nhiệt đến vật được làm nóng hoặc chất làm mát chảy gần đó qua bộ trao đổi nhiệt

Ưu điểm và nhược điểm của thiết bị

Có rất nhiều “ưu điểm” của lò sưởi cảm ứng xoáy. Đây là một mạch đơn giản để tự sản xuất, tăng độ tin cậy, hiệu quả cao, chi phí năng lượng tương đối thấp, tuổi thọ dài, xác suất hỏng hóc thấp, v.v.

Năng suất của thiết bị có thể rất đáng kể, các đơn vị loại này được sử dụng thành công trong ngành luyện kim. Về tốc độ làm nóng của chất làm mát, các thiết bị loại này tự tin cạnh tranh với nồi hơi điện truyền thống, nhiệt độ nước trong hệ thống nhanh chóng đạt đến mức yêu cầu.

Trong quá trình vận hành nồi hơi cảm ứng, lò sưởi rung nhẹ. Sự rung động này làm bong tróc cặn vôi và các chất gây ô nhiễm có thể có khác khỏi thành ống kim loại, vì vậy thiết bị như vậy hiếm khi cần phải làm sạch. Tất nhiên, hệ thống sưởi ấm phải được bảo vệ khỏi những chất gây ô nhiễm này bằng bộ lọc cơ học.

Một cuộn dây cảm ứng làm nóng kim loại (ống hoặc đoạn dây) được đặt bên trong nó bằng dòng điện xoáy tần số cao, không cần tiếp xúc

Tiếp xúc liên tục với nước giúp giảm thiểu khả năng cháy lò sưởi, đây là một vấn đề khá phổ biến đối với nồi hơi truyền thống có bộ phận làm nóng. Dù rung lắc nhưng nồi hơi vẫn hoạt động cực kỳ êm ái, không cần bổ sung cách âm tại nơi lắp đặt.

Một ưu điểm nữa của nồi hơi cảm ứng là chúng hầu như không bao giờ bị rò rỉ, trừ khi hệ thống được lắp đặt đúng cách. Đây là một phẩm chất rất có giá trị đối với nhiệt điện, vì nó loại bỏ hoặc giảm đáng kể khả năng xảy ra các tình huống nguy hiểm.

Việc không có rò rỉ là do phương pháp truyền năng lượng nhiệt không tiếp xúc đến lò sưởi. Sử dụng công nghệ được mô tả ở trên, chất làm mát có thể được làm nóng gần như ở trạng thái hơi.

Điều này cung cấp đủ sự đối lưu nhiệt để khuyến khích sự di chuyển hiệu quả của chất làm mát qua các đường ống. Trong hầu hết các trường hợp, hệ thống sưởi sẽ không phải trang bị bơm tuần hoàn, mặc dù tất cả phụ thuộc vào tính năng và thiết kế của hệ thống sưởi cụ thể.

Thỉnh thoảng bơm tuần hoàn cần thiết. Việc cài đặt thiết bị tương đối dễ dàng. Mặc dù điều này sẽ đòi hỏi một số kỹ năng lắp đặt các thiết bị điện và đường ống sưởi ấm.Nhưng thiết bị tiện lợi và đáng tin cậy này có một số nhược điểm cũng cần được tính đến.

Ví dụ, nồi hơi không chỉ làm nóng chất làm mát mà còn làm nóng toàn bộ không gian làm việc xung quanh nó. Cần phải bố trí một phòng riêng cho một đơn vị như vậy và loại bỏ tất cả các vật thể lạ khỏi nó. Đối với một người, ở gần lò hơi đang hoạt động trong thời gian dài cũng có thể không an toàn.

Máy sưởi cảm ứng cần có dòng điện để hoạt động. Cả thiết bị tự chế và sản xuất tại nhà máy đều được kết nối với mạng AC gia đình

Thiết bị cần có điện để hoạt động. Ở những khu vực không có quyền truy cập miễn phí vào lợi ích này của nền văn minh, nồi hơi cảm ứng sẽ trở nên vô dụng. Và ngay cả ở những nơi thường xuyên bị mất điện, nó sẽ cho thấy hiệu quả thấp. Nếu sử dụng thiết bị không cẩn thận, có thể xảy ra cháy nổ.

Nếu bạn làm nóng chất làm mát quá mức, nó sẽ biến thành hơi nước. Kết quả là, áp suất trong hệ thống sẽ tăng mạnh, khiến đường ống không thể chịu được và sẽ vỡ. Do đó, để hệ thống hoạt động bình thường, thiết bị phải được trang bị ít nhất một đồng hồ đo áp suất, và thậm chí tốt hơn - thiết bị tắt khẩn cấp, bộ điều chỉnh nhiệt, v.v.

Tất cả điều này có thể làm tăng đáng kể chi phí của nồi hơi cảm ứng tự chế. Mặc dù thiết bị được coi là gần như im lặng nhưng điều này không phải lúc nào cũng đúng. Một số mẫu máy vẫn có thể tạo ra tiếng ồn vì nhiều lý do. Đối với một thiết bị được sản xuất độc lập, khả năng xảy ra kết quả như vậy sẽ tăng lên.

Thực tế không có bộ phận hao mòn nào trong thiết kế của cả máy sưởi cảm ứng sản xuất tại nhà máy và sản xuất tại nhà. Chúng tồn tại rất lâu và hoạt động hoàn hảo

Các bước tự làm

Tự làm một thiết bị như vậy không khó lắm. Đối với điều này, bạn sẽ cần:

1. Tạo một bộ phận làm nóng.
2. Làm cuộn dây cảm ứng từ dây đồng.
3. Lấy một máy phát điện làm sẵn.
4. Kết nối lò sưởi với cuộn dây với hệ thống sưởi ấm.
5. Kết nối cuộn dây với máy phát điện.
6. Kết nối nguồn điện với hệ thống.
7. Chạy thử để kiểm tra hoạt động của thiết bị.

Trong các mô hình công nghiệp, một ống kim loại có thành dày được sử dụng làm lò sưởi, nhưng việc cung cấp đủ năng lượng cho một thiết bị tự chế để làm nóng một bộ phận như vậy là rất khó và không có nhiều ý nghĩa. Cuộn dây cảm ứng có khả năng làm nóng bất kỳ kim loại nào, vì vậy lò sưởi có thể được sửa đổi.

Các mẫu nồi hơi cảm ứng công nghiệp được trang bị bộ phận làm nóng bằng ống kim loại dày. Thật khó để sao chép một đơn vị như vậy ở nhà

Một đoạn ống nhựa được sử dụng làm vỏ cho lò sưởi cảm ứng từ biến tần hàn. Nó phải có đường kính lớn hơn một chút so với đường ống sưởi ấm. Chiều dài của ống sưởi có thể xấp xỉ một mét, đường kính trong có thể thay đổi trong khoảng 50-80 mm.

Để kết nối lò sưởi với hệ thống, phải lắp đặt bộ điều hợp ở phần dưới và phần trên của vỏ. Phần dưới của ống phải được phủ một tấm lưới, sau đó đặt một chất độn gồm các hạt kim loại nhỏ vào bên trong thân. Bạn có thể lấy chất độn, ví dụ, từ dây, thanh, ống kim loại hẹp, v.v.

Độ dài của các đoạn có thể thay đổi tùy ý. Thông thường, dây thép có đường kính 6-8 mm được sử dụng cho việc này, dây này chỉ đơn giản được cắt thành từng miếng nhỏ. Một số thợ thủ công khuyên bạn nên cắt nó thành những thanh dài, khoảng 90 cm, tức là. gần như dọc theo chiều dài của lò sưởi.

Đối với phần thân của bộ phận làm nóng của nồi hơi cảm ứng do bạn tự làm, bạn sẽ cần một ống nhựa rộng, đường kính khoảng 50 mm

Điện trở từ của thép làm dây càng cao thì nó sẽ nóng lên càng tốt. Tùy thuộc vào kích thước của các mảnh này, một lưới bảo vệ được chọn, được gắn ở dưới cùng của vỏ. Chất độn được đổ hoặc đặt trong đường ống lên trên cùng. Sau này, phần trên cũng được phủ một lớp lưới.

Sơ đồ cho phép bạn biết cách kết nối cuộn dây cảm ứng với lò sưởi nồi hơi và với máy hàn

Vì vậy, lò sưởi tự chế cho nồi hơi cảm ứng trông giống như một ống nhựa dày được nhồi bằng các miếng kim loại và đóng kín hai bên bằng lưới. Máy sưởi có bộ điều hợp ở trên và dưới để kết nối với mạch sưởi. Ống polymer cho lò sưởi phải có thành khá dày.

Ngoài ra, bất kỳ loại nhựa nào cũng không phù hợp cho những mục đích này, vật liệu phải chịu được tác động của nhiệt khá mạnh, đồng thời không thải bất kỳ chất độc hại nào vào khí quyển hoặc chất làm mát. Bây giờ bạn cần làm một chiếc bếp nướng cảm ứng. Để thực hiện việc này, hãy lấy dây đồng và quấn trực tiếp vào thân lò sưởi.

Một số mẫu máy sưởi cảm ứng tự chế sử dụng ống đồng hẹp thay vì ống nhựa. Đây không phải là lựa chọn tốt nhất, vì sẽ không dễ dàng cuộn một phần tử như vậy thành hình xoắn ốc một cách chính xác.

Càng nhiều vòng dây thì càng tốt. Người ta tin rằng cuộn dây cảm ứng phải có ít nhất 90 vòng. Cuộn cảm được quấn rất chặt vào đường ống, không được có khe hở giữa các vòng dây.

Dây đồng cách điện 1-1,5 mm thích hợp để quấn dây.Ở đây không cần cáp dày hơn vì nó sẽ làm phức tạp công việc cuộn dây và sẽ khó khăn hơn khi định vị các vòng dây một cách chặt chẽ.

Sơ đồ này sẽ giúp đấu nối chính xác cuộn dây cảm ứng với máy hàn biến tần, nếu thực hiện không đúng, cuộn dây sẽ biến thành nam châm điện (+)

Sự hiện diện của các khoảng trống có thể dẫn đến tiếng ồn do rung động đi kèm với hoạt động của thiết bị đó. Theo thời gian, tình trạng này có thể dẫn đến phá hủy lớp cách điện, gây ra hiện tượng đoản mạch xen kẽ.

Ngoài các bộ điều hợp, nên lắp đặt các van ngắt ở phía trên và phía dưới. Chúng cần thiết để cung cấp khả năng, nếu cần, tắt nước trong mạch sưởi ấm.

Khi lắp đặt lò sưởi, hãy nhớ rằng đầu dưới của nó phải hướng về phía ống hồi lưu, một ống được thiết kế để thu chất làm mát đã được làm mát vào trong. hệ thống sưởi ấm hai ống. Cách dễ nhất để có được một máy phát điện trường xoay chiều là lấy một bộ biến tần từ máy hàn.

Các tiếp điểm của cuộn dây cảm ứng được nối với các cực của biến tần. Ngay sau khi cấp nguồn cho thiết bị và bật lên, nồi hơi cảm ứng tự chế sẽ bắt đầu hoạt động.

Để chế tạo một thiết bị như vậy, ngay cả một máy hàn rẻ tiền cũng phù hợp, chẳng hạn như kiểu máy do Trung Quốc sản xuất, cho phép bạn điều chỉnh cường độ dòng điện, bắt đầu từ mức 10 A. Nên lắp đặt cảm biến nhiệt gần bộ chuyển đổi tại cung cấp. Biến tần hàn được kết nối thông qua bộ điều chỉnh nhiệt này.

Điốt chỉnh lưu phải được lắp đặt ở đầu ra. Để làm được điều này, bạn sẽ phải mở thân máy hàn và hàn các dây dẫn vào đầu ra, sau đó nối chúng với các điốt.Nếu bạn kết nối trực tiếp mà không cần điốt, thì dòng điện có điện áp chỉnh lưu sẽ chạy đến cuộn dây và cuộn dây sẽ hoạt động như một nam châm điện chứ không phải như một cuộn cảm.

Để tạo xoắn ốc cảm ứng, nên sử dụng dây đồng có tiết diện 1,5 mm trong vỏ cách điện chắc chắn, bạn cần thực hiện khoảng 90 vòng

Một số máy hàn hiện đại có cảm biến cảm ứng bắt đầu hoạt động ngay khi điện cực chạm vào bề mặt làm việc. Điểm này phải được tính đến để cảm biến kích hoạt đúng lúc hoặc không ảnh hưởng đến hoạt động của nồi hơi tự chế.

Nếu một thợ thủ công thiếu kinh nghiệm gặp vấn đề với việc thay đổi máy hàn, tốt hơn hết anh ta nên tìm kiếm lời khuyên chuyên nghiệp.

Để chế tạo nồi hơi cảm ứng bằng tay của chính mình, bạn có thể sử dụng bất kỳ máy hàn nào có đặc tính phù hợp. Nếu cần thiết, thiết bị có thể được sử dụng lại cho công việc hàn.

Nếu mọi thứ được thực hiện chính xác, máy hàn có thể được sử dụng trong tương lai cho mục đích đã định. Sẽ cần phải hàn các dây dẫn bằng điốt và lắp ráp lại chúng. Khi tiếp xúc với dòng điện xoay chiều tần số cao, cuộn dây cảm ứng sẽ tạo ra từ trường.

Kim loại bên trong vỏ polymer sẽ bắt đầu nóng lên và truyền nhiệt vào nước, nhiệt này sẽ lưu thông qua mạch gia nhiệt. Thiết bị sẽ chỉ mất vài phút để làm nóng chất làm mát.

Vị trí đặt lò sưởi cảm ứng nên được chọn chính xác. Thiết bị phải được đặt cách trần nhà 800 mm và phải cách xa tường và đồ nội thất ít nhất 300 mm.

Một vài lời về an toàn

Nồi hơi cảm ứng tự chế thường không được trang bị hệ thống điều khiển và bảo vệ nên không an toàn.Vì vậy, trước khi bật thiết bị, bạn phải đảm bảo rằng khoang chứa đầy chất lỏng làm mát.

Nếu thân polymer của lò sưởi bị nung nóng liên tục mà không được rửa bằng chất làm mát, nó sẽ tan chảy, đôi khi điều này không chỉ dẫn đến biến dạng của lò sưởi mà còn dẫn đến hư hỏng hoàn toàn.

Các đơn vị loại này thường được sử dụng để nung nóng và nấu chảy kim loại. Nhiệt độ cao do lò sưởi cảm ứng tạo ra đòi hỏi phải chú ý cẩn thận đến các vấn đề an toàn

Việc mất chất độn kim loại nóng từ vật liệu nóng chảy cũng có thể nguy hiểm. Trong trường hợp này, bạn sẽ phải tháo dỡ gần như hoàn toàn thiết bị và chế tạo một bộ phận làm nóng mới cho thiết bị.

Việc kết nối với nguồn điện phải được thực hiện thông qua một cáp riêng biệt với bảng điều khiển. Tất nhiên, cần phải cẩn thận che phủ tất cả các điểm tiếp xúc bằng vật liệu cách nhiệt. Biến tần của máy hàn cũng phải được nối đất, đây là điểm quan trọng để đảm bảo an toàn.

Trong trường hợp này, bạn sẽ cần một sợi cáp có tiết diện ít nhất là 4 mm. Một số chuyên gia khuyên bạn nên ưu tiên cáp 6 mm. Để tránh hiện tượng quá nhiệt của lò sưởi cảm ứng tự chế do thiếu nước trong hệ thống, nên lắp van quá áp ở đầu vào của lò sưởi.

Thiết bị sưởi ấm cảm ứng chiếm tương đối ít không gian nhưng phải được đặt ở một khoảng cách nhất định so với trần nhà, tường, đồ nội thất, v.v.

Thiết bị tự chế thuộc loại này, không được trang bị thiết bị bảo vệ đặc biệt, là đối tượng tiềm ẩn nguy hiểm cần được giám sát liên tục. Vì vậy, việc chi thêm một ít tiền nhưng mua những thiết bị cần thiết là điều đáng làm.

Đồng thời, việc ước tính chi phí cũng không có hại gì, có lẽ việc mua một chiếc nồi hơi cảm ứng làm sẵn sẽ không tốn nhiều tiền hơn. Các thiết bị công nghiệp thường được trang bị tất cả các biện pháp bảo vệ cần thiết.

Các tính năng và công nghệ sản xuất từng bước của một phiên bản khác của nồi hơi cảm ứng tự chế cho hệ thống sưởi ấm được đưa ra ở đây.

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Video số 1. Tổng quan về nguyên lý gia nhiệt cảm ứng:

Video số 2. Một lựa chọn thú vị để làm lò sưởi cảm ứng:

Để lắp đặt lò sưởi cảm ứng, bạn không cần phải xin phép cơ quan quản lý, các mẫu công nghiệp của các thiết bị này khá an toàn, phù hợp cho cả nhà riêng và căn hộ thông thường. Nhưng chủ sở hữu các thiết bị tự chế không nên quên các biện pháp phòng ngừa an toàn.

Hãy bình luận về tài liệu chúng tôi cung cấp để xem xét. Đặt câu hỏi về những điểm thú vị hoặc chưa rõ ràng. Có lẽ bạn có kinh nghiệm của riêng mình trong việc xây dựng hoặc lắp đặt nồi hơi cảm ứng? Bạn có thể chia sẻ và đăng những bức ảnh độc đáo trong khối bình luận bên dưới.