Come realizzare una caldaia per il riscaldamento a induzione con le proprie mani: realizzare un generatore di calore fatto in casa

Le persone sono viziate dalla civiltà e non possono immaginare di esistere senza i suoi benefici. Tra questi rientra senza dubbio il riscaldamento degli edifici.I sistemi di riscaldamento vengono costantemente migliorati e diventano sempre più efficienti e comodi da usare.

Ma questo non basta. D'accordo, non è affatto male se anche le apparecchiature di riscaldamento sono economiche. E questo desiderio è abbastanza realizzabile: puoi realizzare una caldaia per il riscaldamento a induzione con le tue mani. È in grado non solo di fornire il livello richiesto di riscaldamento della stanza, ma anche di utilizzare le risorse energetiche in modo molto economico.

Inoltre, anche un maestro dei novizi può assemblare tale attrezzatura se lo desidera. Come farlo correttamente e quali materiali saranno necessari per la produzione: esamineremo queste domande in dettaglio nel nostro articolo. Consideriamo innanzitutto il design e il principio di funzionamento dell'apparecchiatura, nonché i vantaggi del suo utilizzo.

Progettazione e principio di funzionamento dell'apparecchiatura

Prima di iniziare a montare da soli una caldaia a induzione, è necessario comprenderne la struttura e il principio di funzionamento. E solo dopo aver compreso questi punti puoi iniziare a realizzare prodotti fatti in casa.

Come funziona una caldaia a induzione?

Per capire come funziona l'apparecchiatura a induzione, è necessario familiarizzare con il principio del suo funzionamento. Ricordiamo quindi il corso di fisica scolastica.

Quando la corrente elettrica passa attraverso un materiale conduttivo, genera calore. In questo caso, la quantità di calore ricevuta sarà direttamente proporzionale alla tensione e alla corrente.Questo modello è stato scoperto da Joule e Lenz, da cui prende il nome la legge fisica.

Ma la corrente elettrica può comparire in un conduttore non solo quando è direttamente collegato a una fonte di alimentazione. Esiste un altro metodo, scoperto nel secolo scorso da M. Faraday. Questo è un metodo senza contatto che non comporta l'interazione tra la fonte di alimentazione e il conduttore.

La sua essenza sta nel fatto che quando cambiano i parametri del campo magnetico che attraversa il conduttore, in esso appare una forza elettromotrice o forza elettromotrice.

Questo fenomeno fu chiamato induzione elettromagnetica. Questo è ciò che viene utilizzato nel funzionamento della caldaia a induzione. Si scopre che se c'è un EMF, allora ci sarà una corrente elettrica e, di conseguenza, ci sarà un riscaldamento del conduttore.

In questo caso verrà prodotto senza contatto, utilizzando correnti indotte o, come vengono anche chiamate, correnti di Foucault.

L'induzione elettromagnetica può essere ottenuta in due modi.Nel primo caso, per ottenere l'induzione, un conduttore viene ruotato o spostato all'interno di un campo magnetico costante. Questo metodo viene utilizzato nei generatori elettrici.

Un altro modo per ottenere l'induzione è che il conduttore rimane fermo, mentre i parametri del campo magnetico in cui si trova, vale a dire la direzione delle linee di campo e l'intensità, cambiano costantemente.

Il funzionamento di qualsiasi caldaia a induzione si basa sul fenomeno dell'induzione elettromagnetica

Ciò sarebbe stato piuttosto difficile da realizzare se non fosse stato per la scoperta di Oersted. Ha scoperto che se un filo viene avvolto attorno a una bobina, quando viene collegata una fonte di alimentazione, si trasforma in un elettromagnete. Quando la direzione e la forza della corrente cambiano, cambierà anche il campo magnetico generato da questo dispositivo.

Se un conduttore viene posizionato all'interno del campo, al suo interno si genererà una corrente elettrica, che è accompagnata dal riscaldamento.

È su questo principio che è progettata una caldaia a induzione. Il suo design è molto semplice. Comprende un involucro, che deve essere isolato termicamente e schermato. Al suo interno è posizionato un tubo. È meglio se è una lega, ma si può usare anche l'acciaio.

Tuttavia, in quest'ultimo caso, le caratteristiche prestazionali del dispositivo ne risentiranno leggermente. Il tubo è installato in un manicotto in materiale dielettrico.

Il liquido di raffreddamento nelle caldaie a induzione viene riscaldato da un nucleo di acciaio situato all'interno, che viene riscaldato dalle correnti parassite derivanti nel campo elettromagnetico

Una barra collettrice in rame è avvolta sulla parte superiore del manicotto secondo il principio della bobina. È collegato a una fonte di alimentazione. Per collegarsi al sistema di riscaldamento, vengono utilizzati due tubi attraverso i quali si muoverà il liquido di raffreddamento.

Quando viene applicata l'alimentazione, la corrente scorre attraverso la bobina e attiva un campo magnetico alternato, che a sua volta induce correnti parassite all'interno del tubo. Riscaldano le pareti della parte e in parte il liquido di raffreddamento che si trova al suo interno.

Esistono varianti della caldaia a induzione con diversi tubi di piccolo diametro installati in parallelo. Vengono utilizzati al posto di un tubo di grandi dimensioni. Ciò dà un guadagno nella velocità di riscaldamento del dispositivo.

In questa forma l'attrezzatura può già funzionare, ma il riscaldamento sarà debole. Per amplificarlo, è necessario far passare una corrente elettrica ad alta frequenza attraverso la bobina. Pertanto, l'apparecchiatura deve essere integrata con un inverter e un raddrizzatore.

La corrente alternata della rete ha una frequenza di 50 Hz, che non è sufficiente per il funzionamento efficiente della caldaia a induzione. Pertanto, viene fornito al raddrizzatore, dove viene convertito in costante.

Successivamente viene inviato all'inverter, che è un modulo elettronico con un circuito di controllo e due transistor chiave. Il dispositivo converte la corrente continua in alta frequenza.

Bisogna ammettere che l'uso di un raddrizzatore e di un inverter aumenta il costo di una caldaia ad induzione. Pertanto, ci sono modelli che funzionano senza di loro. Si connettono a una rete normale. Ma tali apparecchiature hanno dimensioni impressionanti, che consentono di aumentarne l'efficienza. I dispositivi con inverter sono più compatti.

Le correnti parassite indotte riscaldano molto rapidamente lo scambiatore di calore e il liquido al suo interno

Elementi base degli apparecchi di riscaldamento

Qualsiasi caldaia di tipo a induzione è costituita da diversi elementi strutturali:

• Induttore. La parte principale del dispositivo. È una specie di trasformatore con due avvolgimenti. La primaria è avvolta sul nucleo.Quando passa la corrente, è qui che si forma un campo elettromagnetico, che forma correnti parassite. Il corpo caldaia funge da avvolgimento secondario. Affronta le correnti parassite, si riscalda e trasferisce l'energia termica al liquido di raffreddamento.
• Un elemento riscaldante. Questo è il nucleo della bobina. Per la caldaia, è realizzata sotto forma di un tubo di diametro sufficientemente grande o di più tubi collegati in parallelo di sezione più piccola.
• Tubi. Progettato per l'inserimento dell'apparecchio nella rete di riscaldamento. Uno alla volta, il liquido di raffreddamento scorre nel dispositivo, attraverso il secondo il liquido esce dalla caldaia e viene fornito al circuito di riscaldamento.
• Invertitore. Questo dispositivo - inverter — converte la corrente elettrica continua in corrente ad alta frequenza, che viene poi fornita all'induttore.

Prima di iniziare l'autoassemblaggio, dovresti considerare attentamente di cosa e come saranno costituiti gli elementi principali del dispositivo. Alcuni di essi dovrai realizzarli da solo, altri puoi acquistarli.

Ad esempio, è possibile utilizzare un inverter da una saldatrice. Sarebbe bello se avesse la capacità di regolare la potenza.

L'inverter converte la corrente continua in corrente ad alta frequenza. Per realizzare dispositivi fatti in casa, è possibile utilizzare un inverter standard per la saldatura

Abbiamo elencato gli elementi principali di una caldaia a induzione.

Vantaggi dell'autoassemblaggio di un dispositivo di riscaldamento

Le caldaie alimentate dall'elettricità sono tradizionalmente considerate antieconomiche. Considerando che il costo dell'elettricità è in costante aumento, costano ai proprietari un bel soldo. Ti consigliamo di consultare informazioni dettagliate sul riscaldamento da una caldaia elettrica in Questo articolo.

Tuttavia, le caldaie a induzione, sebbene funzionino con l’elettricità, sono piuttosto economiche.

Ma questo non è l'intero elenco dei loro vantaggi.

Decidendo di installare un dispositivo del genere, puoi ottenere:

• Riscaldamento rapido del liquido di raffreddamento. Questa operazione richiede in media 3-5 minuti.
• L'efficienza è vicina al 100%, poiché quasi tutta l'energia elettrica viene convertita in calore.
• Temperatura elevata del riscaldamento del liquido nel circuito di riscaldamento, minima – 35 °C.
• Mancanza di calcare sulle superfici interne del dispositivo, dovuta alle vibrazioni che si verificano durante il funzionamento del dispositivo. Impediscono la formazione di depositi.
• Lunga durata, poiché non sono presenti meccanismi e parti in movimento o sfregamento. Di conseguenza, non vi è alcuna usura sull'attrezzatura e nessun danno ai suoi componenti.
• Non è necessario rimuovere i prodotti della combustione né effettuare frequenti attività di manutenzione.

Non ci sono molti svantaggi delle caldaie a induzione. Prima di tutto, questo è il costo piuttosto elevato dell'attrezzatura. Inoltre i dispositivi producono un leggero rumore di vibrazione durante il funzionamento.

Un altro svantaggio è la massa piuttosto grande, di cui bisogna tenere conto quando si monta l'apparecchio a parete.

Per ottenere il massimo effetto dall'utilizzo di una caldaia a induzione, sia fatta in casa che in serie, è necessario collegarle in gruppo e utilizzarle alternativamente o tutte contemporaneamente

Istruzioni di montaggio caldaia ad induzione

I dispositivi di riscaldamento a induzione possono essere acquistati presso il negozio, ma il loro costo è piuttosto elevato. Pertanto, molti artigiani domestici cercano di realizzarlo con le proprie mani. Per realizzare una caldaia a induzione fatta in casa, è necessario preparare materiali e strumenti.

Per prima cosa è necessario acquistare un inverter di saldatura. Può essere economico, ma è consigliabile che il dispositivo sia dotato di un regolatore di corrente.

Inoltre, dovresti prestare attenzione alla forza attuale con cui funziona il dispositivo. Il valore standard per gli inverter di saldatura è 15A. Questo non basterà. Devi cercare un'unità più potente.

Inoltre, è necessario preparare un'asta o un filo di acciaio inossidabile del diametro di 7 mm circa. Dovrebbe essere tagliato in frammenti lunghi 40-50 mm. Verranno posti in un campo elettromagnetico, dove si riscalderanno.

L'elemento riscaldante di un dispositivo a induzione fatto in casa è realizzato in filo di rame, per l'avvolgimento è possibile utilizzare qualsiasi oggetto cilindrico di diametro adeguato.

Per realizzare il corpo della caldaia, viene preso un tubo di plastica a pareti spesse. Il diametro della parte può variare, ma, come dimostra la pratica, l'opzione ottimale è di 50 mm di diametro interno.

Gli adattatori vengono utilizzati per collegare le apparecchiature al sistema di riscaldamento. Attraverso uno di essi, il liquido di raffreddamento freddo scorrerà nella caldaia e, attraverso l'altro, il liquido caldo verrà fornito al sistema.

I frammenti di filo devono essere collocati nell'alloggiamento. Per evitare che cadano, la parte inferiore della parte è ricoperta da una rete metallica o di nylon a maglia fine, che è fissata saldamente al corpo. Successivamente, puoi posizionare il filo all'interno dell'alloggiamento.

Ora la parte superiore della parte è ricoperta con la stessa rete della parte inferiore ed è fissata alle pareti della parte. Gli adattatori sono posizionati alle estremità. Il risultato è uno spazio vuoto da cui verrà realizzata la bobina di induzione.

Per fare ciò, è necessario avvolgere attorno ad esso un filo di rame smaltato. In media, è necessario applicare 90 giri. Dovrebbero essere posizionati più vicino al centro della parte. Devono essere eseguiti con molta attenzione e in modo uniforme, in modo da ottenere una bobina di induzione di alta qualità.

Il dispositivo risultante può essere installato in un impianto di riscaldamento. Questo viene fatto come segue. Innanzitutto, il liquido di raffreddamento viene scaricato dal sistema.

Successivamente, viene selezionata la posizione in cui verrà installata la caldaia. Il tubo in quest'area è contrassegnato, dopo di che ne viene tagliato un frammento, uguale in lunghezza al dispositivo di riscaldamento.

Quindi nel luogo preparato viene installata una caldaia a induzione fatta in casa. La bobina è collegata all'inverter e l'installazione può essere considerata completa. Dopodiché, il sistema riparte pieno di liquido refrigerante.

Un filo di rame viene avvolto con cura su un tubo di plastica con all'interno pezzi di filo metallico.

Solo dopo potrai testare il nuovo dispositivo. Ci deve essere del liquido al suo interno.

Se si accende la caldaia a induzione “a secco”, l'involucro di plastica si scioglierà a causa dell'alta temperatura. Ciò porterà alla parziale distruzione dell'impianto di riscaldamento, il che è inaccettabile.

Un altro punto importante è la corretta messa a terra del dispositivo di riscaldamento, senza la quale il suo funzionamento sicuro è impossibile.

Caratteristiche della caldaia a induzione Vortex

Conosciamo già il principio di funzionamento di un dispositivo di riscaldamento a induzione. Ne esiste una variante: una caldaia a induzione a vortice o VIN, che funziona in modo leggermente diverso.

Caratteristiche distintive del VIN

Come il suo omologo a induzione, funziona con tensione ad alta frequenza, quindi deve essere dotato di un inverter. La particolarità del dispositivo VIN è che non dispone di avvolgimento secondario.

Il suo ruolo è svolto da tutte le parti metalliche del dispositivo. Sono necessariamente realizzati con materiali che presentano proprietà ferromagnetiche. Pertanto, quando viene applicata corrente all'avvolgimento primario del dispositivo, l'intensità del campo elettromagnetico aumenta notevolmente.

A sua volta genera una corrente, la cui forza aumenta rapidamente. Le correnti parassite provocano un'inversione della magnetizzazione, a seguito della quale tutte le superfici ferromagnetiche si riscaldano molto rapidamente, quasi istantaneamente.

I dispositivi Vortex sono piuttosto compatti, ma a causa dell'uso del metallo il loro peso è elevato. Ciò ha l'ulteriore vantaggio che tutti gli elementi massicci dell'alloggiamento partecipano allo scambio termico. Pertanto, l’efficienza dell’unità si avvicina al 100%.

Questa caratteristica del dispositivo deve essere presa in considerazione se decidi di realizzare tu stesso una caldaia VIN. Può essere realizzato solo in metallo, la plastica non deve essere utilizzata.

La differenza principale tra una caldaia a induzione a vortice è che il suo corpo funge da avvolgimento secondario. Ecco perché è sempre realizzato in metallo

Come assemblare un dispositivo di induzione a vortice?

Come già sappiamo, una caldaia del genere differisce dalla sua controparte a induzione, tuttavia, realizzarla da soli è altrettanto semplice. È vero, ora avrai bisogno di abilità di saldatura, perché il dispositivo deve essere assemblato solo da parti metalliche.

Per lavorare avrai bisogno di:

• Due pezzi di tubo metallico a pareti spesse di uguale lunghezza. I loro diametri devono essere diversi, in modo che una parte possa essere inserita all'interno di un'altra.
• Filo di rame (smaltato) per avvolgimento.
• Inverter trifase, magari da saldatrice, ma il più potente possibile.
• Mantello per l'isolamento termico della caldaia.

Ora puoi andare al lavoro. Iniziamo realizzando il corpo della futura caldaia. Prendiamo un tubo di diametro maggiore e inseriamo all'interno la seconda parte. Devono essere saldati l'uno nell'altro in modo che rimanga una certa distanza tra le pareti degli elementi.

La parte risultante in sezione trasversale assomiglierà a un volante. Come base e coperchio dell'alloggiamento viene utilizzata una lamiera di acciaio con uno spessore di almeno 5 mm.

Il risultato è un serbatoio cilindrico cavo. Ora è necessario tagliare i tubi nelle sue pareti per fornire liquido freddo e scaricare liquido caldo. La configurazione del tubo e il suo diametro dipendono dai tubi dell'impianto di riscaldamento; potrebbero essere necessari adattatori aggiuntivi.

Successivamente, puoi iniziare ad avvolgere il filo. Viene avvolto con cura sul corpo della caldaia sotto una tensione sufficiente.

Diagramma schematico di una caldaia a induzione di tipo vortice fatta in casa

In realtà, il filo avvolto fungerà da elemento riscaldante, quindi è consigliabile coprire il corpo dell'apparecchio con un involucro termoisolante. In questo modo sarà possibile trattenere il massimo calore e, di conseguenza, aumentare l'efficienza del dispositivo e renderlo sicuro.

Ora è necessario collegare la caldaia all'impianto di riscaldamento. Per fare ciò, il liquido di raffreddamento viene scaricato, la lunghezza richiesta del tubo viene tagliata e al suo posto il dispositivo viene saldato.

Non resta che alimentare il dispositivo di riscaldamento e non dimenticare di collegare ad esso l'inverter. Il dispositivo è pronto per l'uso. Ma prima del test è necessario riempire la linea con liquido refrigerante.

Non sai quale liquido refrigerante scegliere per riempire il circuito? Ti consigliamo di leggere caratteristiche dei vari liquidi refrigeranti e consigli per la scelta del tipo ottimale di fluido per il circuito di riscaldamento.

Solo dopo aver pompato il liquido refrigerante nel sistema, eseguire una prova di funzionamento.

Per prima cosa è necessario far funzionare il dispositivo alla potenza minima e monitorare attentamente la qualità delle saldature. Se tutto è in ordine, aumentiamo la potenza al massimo.

Sul nostro sito Web è disponibile un'altra istruzione per realizzare un dispositivo a induzione che può essere utilizzato per riscaldare il liquido di raffreddamento nell'impianto di riscaldamento. Per familiarizzare con il processo di assemblaggio di un riscaldatore a induzione, vai a questo link.

Modello insolito di dispositivo a induzione

Questa modifica della caldaia a induzione può sembrare molto insolita, tuttavia ha il diritto di esistere.

Inoltre, la pratica dimostra che un tale dispositivo è molto più economico di una caldaia con elementi riscaldanti standard. Il riscaldamento di una banconota standard da tre rubli richiederà circa 1,8-2,5 kW all'ora, mentre una caldaia elettrica consumerà almeno 6 kW.

Quando si realizzano caldaie a induzione fatte in casa, per l'avvolgimento sul nucleo viene utilizzato solo uno speciale filo di rame per avvolgimento.

In realtà la caldaia è uno scambiatore di calore incorporato nell'impianto di riscaldamento, che viene riscaldato da una stufa elettrica ad induzione.

Un anello importante nella progettazione è lo scambiatore di calore; deve essere compatto, affidabile e il più economico possibile. I calcoli mostrano che per riscaldare un appartamento di circa 50 mq. m, sarà sufficiente un dispositivo funzionante con 40 litri di liquido refrigerante.

Cioè, avrai bisogno di un serbatoio metallico piatto, le cui dimensioni variano tra 50x600x500 mm. È del tutto possibile realizzare da soli un contenitore del genere saldandolo da tubi profilati 50x50.

Il lavoro viene eseguito nella seguente sequenza:

• Il tubo 50x50 viene tagliato in spezzoni lunghi 600 mm. Dovrebbero esserci 9-10 pezzi in totale.
• I profilati risultanti vengono saldati tra loro secondo il principio “parete a parete” in modo da ottenere una fila continua di tubi.
• Altre due sezioni vengono tagliate dal tubo in modo che la loro lunghezza sia uguale alla larghezza del pezzo risultante.
• Una parete viene tagliata da entrambi i frammenti di tubo risultanti.
• La parte viene installata con la parte tagliata sui tubi saldati insieme in modo da ottenere un pezzo grezzo simile ad un collettore. Il frammento è saldato allo scambiatore di calore.
• La seconda sezione del tubo viene installata allo stesso modo sul lato opposto.
• Gli ugelli sono saldati nelle sezioni diagonalmente opposte dello scambiatore di calore per il collegamento al sistema di riscaldamento.
• La struttura viene accuratamente scottata, poiché deve essere completamente sigillata.

Lo scambiatore di calore è pronto, può essere installato sul posto e sotto di esso può essere fornita una fonte di calore. La pratica dimostra che è meglio installare un tale sistema in un bagno utilizzando l'installazione verticale.

Una normale stufa a induzione può diventare una fonte di calore per il riscaldamento di un appartamento

Lo scambiatore di calore è saldato nel sistema di riscaldamento e la piastrella si trova tra esso e il muro.

Gli artigiani domestici affermano che se si collega un inverter a un dispositivo del genere, il suo consumo energetico sarà significativamente ridotto.

Dopo aver letto le istruzioni, realizzare caldaie fatte in casa ti sembra difficile e pericoloso? Dubiti che un prodotto fatto in casa sarà più economico nell'utilizzare l'elettricità per riscaldare il liquido di raffreddamento nell'impianto di riscaldamento? In questo caso, l'acquisto di un'unità di riscaldamento già pronta sarà la soluzione migliore.

Il nostro sito Web contiene materiali utili sulla scelta della migliore caldaia elettrica e una valutazione dei modelli più apprezzati dagli acquirenti. Ti consigliamo inoltre di familiarizzare con le caratteristiche del calcolo del consumo energetico di una caldaia e di altre opzioni per il riscaldamento elettrico in casa:

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Conclusioni e video utile sull'argomento

Come assemblare da soli una caldaia a induzione:

Come funziona un riscaldatore a induzione fatto in casa:

Cos'è il riscaldamento a induzione:

Una caldaia a induzione è il più economico ed efficiente di tutti i dispositivi di riscaldamento alimentati dall'elettricità. Esistono molte modifiche ai dispositivi a induzione fatti in casa, puoi scegliere quello più adatto alle condizioni operative.

Per acquistare un dispositivo del genere in un negozio dovrai spendere una cifra significativa, quindi gli artigiani domestici hanno imparato a realizzarli da soli.

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