Induktionsheizer: Heizkreislauf, Vor- und Nachteile, Geräteoptionen

Wie der Induktionsheizer funktioniert und arbeitet

Das Funktionsprinzip des Induktionsheizers besteht darin, den elektrisch leitenden Eisenrohling zu erwärmen, der in ihm einen geschlossenen Wirbelstrom induziert.

Wirbelströme – Ströme, die sich in durchgehenden Leitern aufgrund des Auftretens von elektrischer Induktion bilden, wenn diese Leiter von einem veränderlichen Magnetfeld durchdrungen werden. Für die Erzeugung dieser Ströme wird Energie aufgewendet, die in Wärme umgewandelt wird und die Leiter erwärmt.

Um diese Verluste zu verringern und die Erwärmung zu verhindern, werden im Gegenzug durchgehende Leiter geschichtet, wobei die einzelnen Schichten durch eine Isolierung unterbrochen werden. Diese Isolierung verhindert das Auftreten riesiger geschlossener Wirbelströme und reduziert die Energiekosten für ihre Aufrechterhaltung. Gerade aus diesen Urteilen, die Kerne des Transformators, der Anker von Generatoren, etc. sind aus zarten Blechen aus Stahl, von einem Freund von einem Freund in Schichten von Lack getrennt.

Als Induktor in der Induktionsheizung dient eine Wechselstromspule, die ein elektrisches Wechselfeld höchster Frequenz erzeugt.

Ein variabler magnetischer Hintergrund der höchsten Frequenz, in seiner eigenen Linie, funktioniert zu einem elektrisch leitenden Stoff, der einen geschlossenen Strom der höchsten Dichte in ihm führt, und dass die meisten Erwärmung des Rohlings, bis es geschmolzen ist. Diese Erscheinung ist seit langem bekannt, und zwar schon seit den Jahren von Michael Faradey, der 1931 die Erscheinung der elektrischen Induktion beschrieb.

Der magnetische Hintergrund, der sich mit der Zeit verändert, führt zu einer Veränderung der EMK im Leiter, die er mit seinen eigenen Stromleitungen kreuzt. Dieser Leiter kann im Prinzip die Transformatorwicklung, der Kern des Transformators oder ein ganzes Stück eines beliebigen Metalls sein.

Bringt man die EMK in die Wicklung ein, so kommt ein Transformator oder Empfänger heraus, und ist sie gerade im magnetischen Kreis oder in der genau geschlossenen Wicklung, so kommt die Induktionserwärmung des magnetischen Kreises oder der Wicklung heraus.

Bei einem schlecht konstruierten Transformator beispielsweise würde die Erwärmung des Kerns mit Foucaultschen Strömen zweifellos schädlich erscheinen, aber bei der Induktionserwärmung wirkt sich diese Erscheinung zum Vorteil des gewünschten Ziels aus.

Vom Standpunkt der Last aus gesehen ist ein Induktionserhitzer mit einer darin erwärmten leitenden Platine wie ein Transformator mit einer gemeinsamen Sekundärwicklung der 1. Weil die Opposition aus dem Inneren des Rohlings nicht genug ist, einschließlich einer kleinen induzierten Wirbel elektronischen Feldes, um einen Strom ähnlich der höchsten Dichte zu machen, so dass seine thermische Wirkung (siehe das Gesetz der Joula Lenz) wäre recht ausdrucksstark und bequem.

Die erste Kanalverbrennung einer solchen Familie wurde in Schweden im Jahr 1900 gesehen, sie wurde mit einer Frequenz von 50-60 Hz betrieben, zum Schmelzen von Kanalstahl verwendet, und das Metall wurde in einem Tiegel serviert, der auf dem Bild einer kurzgeschlossenen Spule der Sekundärwicklung des Transformators ist. Die Inkonsequenz der Wirtschaft, natürlich, gab es, zum Beispiel, wie ein Wirkungsgrad war die mindestens 50%.

Der Induktionserhitzer ist ein Kerntransformator, der aus einer oder mehreren Windungen eines relativ dicken Kupferrohrs besteht, durch das mit Unterstützung der Pumpe das Kühlmittel des intensiven Wiederherstellungssystems geleitet wird. In dem elektrisch leitenden Körper des Rohrs wird, wie in einer Induktionsspule, Wechselstrom mit einer Frequenz von einigen Kilortz bis hin zu Einheiten von MHz, je nach den Eigenschaften des verarbeiteten Standards, geliefert.

Tatsache ist, dass bei hohen Frequenzen ein Wirbelstrom vom Standard des durch den Wirbelstrom erhitzten Standards verdrängt wird, zum Beispiel als magnetischer Hintergrund dieses Wirbelstroms selbst, der Strom, der sich auf der Ebene erzeugt hat.

Dies ist die Stelle, an der sich wie ein Skin-Effekt, wenn die maximale Stromdichte, als ein Ergebnis, war schließlich die blanke Ebene, die auf die elegante Schicht der Ebene kommt, und je höher die Frequenz und niedriger die spezifische elektronische Opposition des erhitzten Materials-dass die Haut-Schicht ist dünner.

Bei Kupfer zum Beispiel, bei einer Frequenz von 2 MHz, schmückt die Hautschicht nur einen Viertel Millimeter! Das bedeutet, dass die inneren Schichten des Kupferrohlings nicht gerade durch Wirbelströme erwärmt werden, sondern durch die Methode der Wärmeleitung von seiner zarten Außenschicht. Nicht zuletzt reicht die Leistung der Technologie aus, um eine muntere Erwärmung oder das Schmelzen von buchstäblich allen elektrisch leitfähigen Materialien zu erreichen.

Moderne Induktionsheizungen basieren auf einem Schwingkreis (Spuleninduktor und Kondensatorbatterie), der von einem Resonanzumrichter auf IGBT- oder MOSFET-Transistoren gespeist wird, die es ermöglichen, Arbeitsfrequenzen bis zu 300 kHz zu erreichen.

Für höhere Frequenzen werden elektrische Lampen verwendet, die es ermöglichen, Frequenzen von 50 MHz und höher zu erreichen, z. B. für das Schwimmen in Schmuckstücken werden die höchsten Frequenzen benötigt, da die Größe eines Rohlings recht klein ist.

Um die Qualität der Arbeitskonturen zu erhöhen, greifen sie auf 1 der 2-wh-Stähle zurück: entweder erhöhen sie die Frequenz, oder sie erhöhen die Induktivität der Schaltung, indem sie ferromagnetische Einsätze in ihr System einbauen.

Mit der Unterstützung des elektronischen Frequenzfeldes in der Industrie wird auch die dielektrische Erwärmung durchgeführt. Der Unterschied zur Induktionserwärmung besteht darin, dass häufige Ströme verwendet werden (bis zu 500 kHz bei der Induktionserwärmung und mehr als 1000 kHz beim Dielektrikum). In diesem Fall ist es grundsätzlich so, dass die erwärmte Substanz von der Elektrizität schlecht durchdrungen ist, d.h. es handelt sich um ein Dielektrikum.

Der Vorteil der Methode ist die Freisetzung von Wärme aus dem Inneren der Drogen. In diesem Fall können schlecht leitende Medikamente von innen heraus erwärmt werden. Sehen Sie sich das hier im Detail an: Die wichtigsten physiologischen Wirkungen von Frequenzerwärmungsmethoden von Dielektrika

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Das Funktionsprinzip des Induktionsheizers

Der Induktionsheizer funktioniert dank der Wechselwirkung von Wirbelströmen, die durch das elektrische Feld mit einer Eisenoberfläche erzeugt werden. Es gibt eine Reihe von Vorbereitungsschemata für den Induktionserhitzer mit eigenen Händen. Günstig sind Systeme aus Polypropylenrohr und Schweißinverter.

Das Funktionsprinzip des Induktionsheizers

Wenn ein elektronischer Wechselstrom durch die Spirale der Induktionsspule fließt, bildet sich um sie herum ein elektrischer Hintergrund. Wenn sich in der Mitte der Spule ein Metallkern mit magnetischen Eigenschaften befindet, erhöht sich seine Wärme. Dies ist die Induktionserwärmung – eine Erscheinung, die unter dem Einfluss von Wirbelströmen entsteht. Sie tritt nur auf, wenn die Induktionsspule von einem elektrischen Wechselstrom gespeist wird, der die erforderliche Frequenz von Symbolen und Richtungsänderungen aufweist. Wenn ein konstanter Strom an ein induktives Teil angelegt wird, gibt es keine Veränderung der Kerntemperatur.

Die Funktionsweise des Induktors zur Erwärmung von Rohlingen beruht auf diesem Prinzip. Der Hauptbestandteil des Geräts wird in den meisten Fällen als eine spiralförmige Metallform betrachtet. Bei Öfen für die Zubereitung von Speisen übernimmt eine abgeflachte Substanz diese Aufgabe, die sich in geringer Entfernung vom Kochfeld befindet. In einem Heizkessel wird die Rolle des Induktors von einem Stahlrohr übernommen, das mit einem Kühlmittel gefüllt ist (die Flüssigkeit erfüllt ihre Funktion).

Die wichtigsten Elemente des betrachteten Geräts sind der Wechselstromgenerator und der Heizstoff. Ersterer dient zur Aufnahme von Strom mit einer relativ hohen Frequenz aus einem normalen 50-Hz-Wohnungsstromnetz. 2 stellt ein Metallsystem zur Verfügung, das in der Lage ist, Wärme zu absorbieren, während es im Einsatz ist. Der Generator konzentriert sich auf den Induktor (Spiralelement), dessen Strom auf die erforderlichen Eigenschaften reduziert wird. Zu diesem Zeitpunkt fließt ein Strom geladener Teilchen durch die Spule und bildet einen Hintergrund. Das Metall, das sich in seinem Einflussbereich befindet, wird unter dem Einfluss der Fouquet-Ströme ohne direkten Kontakt mit dem Induktor erhitzt. Um Wasser in diesem Gerät zu erwärmen, muss es in Kontakt mit der Heizkomponente sein. Der häufigste Fall eines solchen Systems ist ein Metallrohr, durch das ein Wasserstrom fließt. Dabei erfrischt die Flüssigkeit die Wände, was die Lebensdauer des Systems verlängert.

Vor- und Nachteile des Geräts

Die Induktionserwärmung kann eine Reihe von Vorteilen bieten, die der Einsatz von Elektrodengeräten nicht bieten kann. Da die Erwärmung des Wassers durch ein Eisenbauteil erfolgt, das nicht an chemischen Reaktionen beteiligt ist, hängt die Lebensdauer des Geräts nur von der Spule ab. Die Dauer ihres Betriebs richtet sich nach der Betriebsdauer des Geräts. Einige Drosselspulen funktionieren mehr als 10 Jahre lang. Die Vergleichbarkeit des Geräts mit verschiedenen Arten von Wärmeübertragungsflüssigkeiten hängt ebenfalls von den Daten ab. Neben unbedenklichem Wasser sind auch Maschinenöle und Frostschutzmittel für diese Aufgabe geeignet.

Die Innenteile des Geräts werden während des Betriebs nicht mit Kesselsteinablagerungen bedeckt. Durch den ständigen Kontakt mit der Flüssigkeit wird die Möglichkeit einer Überhitzung der Teile verringert, was ebenfalls zu einer Verlängerung der Lebensdauer beiträgt. Die Konvektion im Gerät erreicht in der Regel den erforderlichen Wert, so dass der Einbau einer Umwälzpumpe nicht erforderlich ist. Auch schalldämmende Maßnahmen sind nicht erforderlich – die Anlage arbeitet recht leise.

Allerdings hat der Induktionsheizer auch Schwachstellen:

1. Das Gerät benötigt elektronische Energie, um zu funktionieren. In einem Raum, in dem es keinen Strom gibt oder der Zugang zu diesem nicht gewährleistet ist, kann der Heizkessel nicht funktionieren. In Räumen mit ständigen Netzausfällen wird er nicht effizient arbeiten.
2. Bei einem übermäßigen Temperaturanstieg geht die wärmeübertragende Wärme in einen gasförmigen Zustand über. Dies führt zu einem starken Anstieg des Drucks in den Systemen, wodurch die Möglichkeit besteht, dass die Rohre brechen. Damit dies nicht geschieht, müssen Sie die Anlage mit Methoden zur Druck- und Temperaturkontrolle ausstatten. Dies sind alle Chancen, ein Manometer, eine thermische Versuchor, Anpassung für die Notabschaltung, wenn die Eigenschaften Ausgang über dieses Spektrum sein.

Die Notwendigkeit für zusätzliche Ausrüstung hat die Möglichkeit, auf die verantwortungsvolle Erhöhung der Kosten für die Ausstattung eines hausgemachten Induktionsheizung beitragen.

Das Gerät ist fast völlig geräuschlos, aber in der Praxis ist dies nicht immer der Fall. Dies gilt für Modelle aus industrieller Fertigung und für Anlagen, die nach familiären Kriterien konzipiert wurden.

Heimwerker-Optionen

Die Herstellung eines Heizgeräts nach familiären Kriterien ist mit mehreren Methoden möglich. Die am leichtesten zugängliche Option ist die Herstellung des Geräts aus der Küchenelektronikplatte und Polypropylenrohr. Es ist schwierig, es zu erfüllen, aber ein Inverter-Installation wird als ziemlich massiv.

Rohrheizung

Diese Entwicklung beinhaltet die Demontage eines Spiralinduktors, der in einem Elektroherd installiert ist, und die Anbringung eines neuen Systems an seiner Stelle. Für die Vorbereitung benötigen Sie ein Polypropylenrohr mit einer Länge von 0,5 m und einem Durchmesser von 4 cm, eine magnetische Substanz, 5 Textolith-Stäbe, Anschlüsse für die Verbindung mit einem Heizungsnetz. Außerdem muss eine Spule eines Leiters mit einem Durchmesser von 2 mm² mit einer Glasizolbeschichtung gekauft werden (ein solches Kabel wird häufig beim Schweißen von Transformatoren verwendet) sowie eiserne Waschlappen zum Spülen von Geschirr.

Die Reihenfolge der Aktionen bei der Vorbereitung des Geräts:

1. Ein Magnet wird in der Röhre platziert und mit Waschlappen gefüllt (anstelle von ihnen, die Verwendung von gehackten Draht).
2. Die mit Schnitzereien versehenen Wasserhähne werden montiert.
3. Entlang des Körpers werden Torstangen geklebt, um die ein Draht gewickelt wird, der mit Glas bedeckt ist.
4. Sie demontieren das Kochfeld und entfernen den fabrikmäßigen Induktor, der in Form einer flachen Spirale ausgeführt ist. Ein vorbereitetes System wird auf seinen Platz gestellt.

Die Heizung in der vorgesehenen Installation ist Eisen Waschlappen in der abwechselnden Hintergrund der Spule platziert. Wenn die Platte in der höchsten Modus mit parallelen Wasserdurchgang gestartet wird, wird es bei 15-20 ° C freigegeben werden. Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die Fliesen für die Fliesen-System verwendet in der Regel eine Leistung von nicht mehr als 2000 Watt haben, ist die resultierende Konstruktion für die Heizung Wohnräume mit einer Fläche von bis zu 25 m² geeignet.

Die Effektivität des Geräts kann durch die Kombination mit einer Schweißanlage erhöht werden, aber diese Arbeit ist mit Problemen verbunden. Zunächst einmal muss die Installation zu analysieren und zu finden, auf das Schema des Raumes, die noch nicht begradigt worden sind. Dies ist aufgrund der Tatsache, dass es in ihm durch einen konstanten Strom gebildet wird, und für das Funktionieren der Heizung, wird eine Variable erfordern. Zweitens müssen Sie mehr dicke Verdrahtung (zum Beispiel, ein Kupfer Durchmesser von 1,5 mm mit Emaille Zusammensetzung bedeckt) und planen eine große Anzahl von Windungen gelten. Schließlich wird es notwendig sein, eine Montagevorrichtung in die Installation einzuführen.

Montage eines Induktionskessels

Diese Schlussfolgerung bedeutet nicht, die Fliesen zu demontieren. Im Gegenzug wird dieser Meister brauchen, um den Kessel Tank nach ihren Dimensionen zu kochen. Ein Profilrohr aus Stahl 2 mm breit und ein Loch von 2 mal 4 cm ist eine Breite und Abmessungen. Von ihm, müssen Sie die Werkstückkomponenten entlang der Breite der Platte anzuordnen. Die Rohre werden entlang der Länge geschweißt, wobei die wenigsten Seiten miteinander verbunden werden. Nach oben und unten zu den Endteilen, ist es notwendig, hermetisch schweißen Reifen aus Eisen. Die Löcher werden in ihnen gemacht und die Rohre mit Gewinden ausgestattet sind angegeben. Sie müssen auch ein paar Ecken schweißen, die ein Regal für den Ofen bilden.

Die Anlage muss mit einer temperaturbeständigen Emaille-Zusammensetzung gestrichen werden. Anschließend wird der Kessel nach seiner Trocknung und Verstärkung an der Wand montiert und in ein Heizsystem eingeschnitten. Das Kochfeld wird in ein Nest mit Ecken gesetzt und an ein elektronisches Netz angeschlossen. Anschließend muss die Anlage mit dem Kühlmittel und der Gerbung der schwerelosen Masse gefüllt und die Erwärmung des Induktors eingeleitet werden.

Eine hausgemachte Heizung wird durch unzureichende Leistung für die Erwärmung großer Gehäuse freigegeben. Kalt im Winter, kann es 2 kleine Räume heizen. In den Übergangsjahreszeiten, wenn die Wärme der Luft auf der Straße innerhalb der Nullmarke gehalten wird, kann das Design riesige Flächen dienen – bis zu 40 m2.

Von einem Schweißinverter

Wenn Sie planen, die Schweißanlage zu verwenden, müssen Sie berücksichtigen, in der Tat, um den Induktor zu seinen Klemmen zu verbinden ist streng verboten. Die Nichteinhaltung dieser Forderung ist mit dem Verlust der Leistung aller Komponenten der Anlage behaftet. Um einen Induktionserhitzer mit einer Schweißanlage zu kombinieren, müssen in letzterer eine Reihe schwieriger Manipulationen vorgenommen werden, die die Erfahrung des Meisters und eine genaue Kenntnis der Vorrichtung des Geräts erfordern. Die Primärwicklung muss zusammen mit dem Wandler der Hochfrequenzsignale des Invertermechanismus anstelle der eingebauten induktiven Drossel aktiviert werden. Darüber hinaus müssen Sie die Verklebung der Kondensationseinheit durchführen und die Diodenbrücke demontieren.

Wie man einen leistungsstarken Induktionsheizer einrichtet

Die untersuchten Geräte haben eine Leistungsaufnahme in der Größenordnung von 2,5 kW. Um eine Installation mit einer größeren Anzeige (4 kW) vorzubereiten, braucht der Meister ernsthafte Kenntnisse auf dem Gebiet der Elektronik. Es ist gefährlich, einen unerfahrenen Funkamateur zu nehmen.

Eine der Varianten hat die Fähigkeit, ein System aus einer Stromversorgung mit 2 Wicklungspaaren, einem Transformator, einem Treiber und einer Taschentuchsteuerung zu sein. Die Bedeutung der Frequenz, auf der die Struktur wirkt, ist geringer als die der Resonanz. 2 Spulen arbeiten, um Treiber zu liefern, 1 – für die Steuerplatine, und 1 mehr ist als Macht. Sie versorgt das Startrelais, den Lüfter und die Kühlerpumpe.

Tipps zur Sicherheit

Die Anlagen dieser Art werden in großem Umfang nicht nur zum Heizen der Räume, sondern auch zum Schmelzen verwendet. Die größte Ungereimtheit, die mit den Induktionsgeräten der Haushaltszubereitung verbunden ist, ist mit dem Fehlen von Knotenpunkten verbunden, die die Kontrolle der Temperatur- und Druckeigenschaften und den Schutz vor der Explosion gewährleisten. Aus diesem Grund ist beim Betrieb dieser Geräte Wachsamkeit und Vorsicht geboten.

Bevor der Kessel in Betrieb genommen wird, sollte der Hohlraum mit einem Kühlmittel gefüllt werden. Das Gehäuse aus Polymeren, ohne ständige Befüllung mit Flüssigkeit, wird zu schmelzen beginnen. Dies führt zu Verformungen und zum Totalausfall der Anlage. Die Bedrohung hat auch die Möglichkeit, den Verlust eines vergrabenen Metalls durch ein schmelzendes Gehäuse darzustellen. Gleichzeitig wird der Vorfall den Austausch einer Reihe von Installationseinheiten erforderlich machen.

Die Anlage ist über einen separaten Draht, der aus der Abschirmung herausgeführt wird, an das Stromnetz angeschlossen. Die Kontakte müssen mit Isoliermaterial verschlossen werden. Wenn die Anlage in das System zum Schweißen eingebunden ist, muss ihr Inverter geerdet werden. Der für diesen Vorgang verwendete Draht muss einen Durchmesser von 4-6 mm haben. Um eine übermäßige Erwärmung zu vermeiden, ist in der Anlage mit der Unzugänglichkeit des Wassers ein Überdruckventil in den Eingang einzubauen.

Schlussfolgerungen und Empfehlungen

Es gibt einen Grund, eine unabhängige Herstellung des Geräts anzunehmen, wenn ein Induktionssteig bereits im Betrieb vorhanden ist. Die Kosten für die Anschaffung sind recht hoch und vergleichbar mit den Kosten für eine Elektrodenheizung. Die Leistung einiger dieser Modelle erreicht 10 kW, während die Installation in der Familie Kriterien mit einem Indikator von 2,5 kW unter der Macht von nur ein Meister mit einem geschmeidigen Niveau der Kompetenz zu machen (als Mindestbetrag, müssen Sie den Frequenzumrichter Regelung zu sammeln). Noch vor der Installation müssen Sie sich vergewissern, dass die Risse und Löcher, durch die die Flüssigkeit des Wärmeerzeugers eindringen kann, unzugänglich sind: ein solcher Konflikt kann einen Brand verursachen.

Der Induktionsheizer ist ein unprätentiöses System, das für die Versorgung eines kleinen Bereichs des Gebäudes konzipiert wurde und ohne besondere Vorbereitung leicht zu realisieren ist. Massivere und effektivere Optionen, z. B. mit einer Schweißanlage oder 2 Platinen, werden von einem Kompetenzsammler im Bereich der Elektronik stark nachgefragt. Die Merkmale der Struktur dieser Einstellungen bestimmen die Notwendigkeit des Erwerbs zusätzlicher Kontrollinstrumente, um die Sicherheit zu gewährleisten.