Como fazer uma caldeira de aquecimento por indução com as próprias mãos: fazendo um gerador de calor caseiro

As pessoas são mimadas pela civilização e não conseguem imaginar existir sem os seus benefícios. Estes incluem, sem dúvida, o aquecimento de edifícios.Os sistemas de aquecimento estão em constante melhoria e tornam-se mais eficientes e fáceis de usar.

Mas isto não é o suficiente. Concordo, não é nada ruim se o equipamento de aquecimento também for econômico. E esse desejo é bastante viável - você pode fazer uma caldeira de aquecimento por indução com suas próprias mãos. É capaz não só de fornecer o nível de aquecimento necessário da divisão, mas também de utilizar os recursos energéticos de forma muito económica.

Além disso, mesmo um mestre novato pode montar esse equipamento, se desejar. Como fazer isso corretamente e quais materiais serão necessários para a fabricação - consideraremos essas questões detalhadamente em nosso artigo. Consideremos primeiro o design e o princípio de funcionamento do equipamento, bem como as vantagens da sua utilização.

Projeto e princípio de funcionamento do equipamento

Antes de começar a montar uma caldeira de indução, você precisa entender sua estrutura e princípio de funcionamento. E só depois de entender esses pontos você pode começar a fazer produtos caseiros.

Como funciona uma caldeira de indução?

Para entender como funciona o equipamento de indução, você precisa se familiarizar com o princípio de seu funcionamento. Então, vamos lembrar do curso de física escolar.

Quando a corrente elétrica passa por um material condutor, ela gera calor. Neste caso, a quantidade de calor recebida será diretamente proporcional à tensão e à corrente.Esse padrão foi descoberto por Joule e Lenz, que deram nome à lei física.

Mas a corrente elétrica pode aparecer em um condutor não apenas quando ele está diretamente conectado a uma fonte de energia. Existe outro método, descoberto no século retrasado por M. Faraday. Este é um método sem contato que não envolve interação entre a fonte de energia e o condutor.

Sua essência reside no fato de que quando os parâmetros do campo magnético que atravessa o condutor mudam, nele aparece uma fem ou força eletromotriz.

Este fenômeno foi chamado de indução eletromagnética. É o que se utiliza no funcionamento da caldeira de indução. Acontece que se houver um EMF, então haverá uma corrente elétrica e, conseqüentemente, haverá aquecimento do condutor.

Neste caso, será produzido sem contato, utilizando correntes induzidas ou, como também são chamadas, correntes de Foucault.

A indução eletromagnética pode ser obtida de duas maneiras.No primeiro caso, para obter indução, um condutor é girado ou movido dentro de um campo magnético constante. Este método é usado em geradores elétricos.

Outra forma de obter indução é que o condutor permaneça estacionário, enquanto os parâmetros do campo magnético em que se encontra, nomeadamente a direção das linhas do campo e a intensidade, mudam constantemente.

O funcionamento de qualquer caldeira de indução é baseado no fenômeno da indução eletromagnética

Isto teria sido muito difícil de fazer se não fosse pela descoberta de Oersted. Ele descobriu que se um fio for enrolado em uma bobina, quando uma fonte de energia for conectada, ele se transformará em um eletroímã. Quando a direção e a intensidade da corrente mudam, o campo magnético que este dispositivo gera também muda.

Se um condutor for colocado dentro do campo, nele surgirá uma corrente elétrica, que é acompanhada de aquecimento.

É neste princípio que uma caldeira de indução é projetada. Seu design é muito simples. Inclui uma caixa que deve ser isolada termicamente e blindada. Um tubo é colocado dentro dele. É melhor que seja uma liga, mas também pode ser usado aço.

Porém, neste último caso, as características de desempenho do dispositivo sofrerão um pouco. O tubo é instalado em uma luva de material dielétrico.

O refrigerante nas caldeiras do tipo indução é aquecido a partir de um núcleo de aço localizado em seu interior, que é aquecido por correntes parasitas que surgem no campo eletromagnético

Um barramento de cobre é enrolado no topo da luva usando o princípio da bobina. Ele está conectado a uma fonte de energia. Para ligar ao sistema de aquecimento, são utilizados dois tubos através dos quais o refrigerante se moverá.

Quando a energia é aplicada, a corrente flui através da bobina e ativa um campo magnético alternado, que por sua vez induz correntes parasitas dentro do tubo. Eles aquecem as paredes da peça e parcialmente o refrigerante que nela está localizado.

Existem variações da caldeira de indução com vários tubos de pequeno diâmetro instalados em paralelo. Eles são usados ​​​​em vez de um tubo grande. Isso dá um ganho na velocidade de aquecimento do aparelho.

Desta forma, o equipamento já pode funcionar, mas o aquecimento será fraco. Para amplificá-lo, é necessário passar uma corrente elétrica de alta frequência pela bobina. Portanto, o equipamento deve ser complementado com inversor e retificador.

A corrente alternada da rede tem frequência de 50 Hz, o que não é suficiente para o funcionamento eficiente da caldeira de indução. Portanto, é fornecido ao retificador, onde é convertido em constante.

Depois é enviado para o inversor, que é um módulo eletrônico com circuito de controle e dois transistores chave. O dispositivo converte corrente contínua em alta frequência.

É preciso admitir que o uso de retificador e inversor aumenta o custo de uma caldeira de indução. Portanto, existem modelos que funcionam sem eles. Eles se conectam a uma rede normal. Mas esses equipamentos possuem dimensões impressionantes, o que permite aumentar sua eficiência. Dispositivos com inversor são mais compactos.

As correntes parasitas induzidas aquecem muito rapidamente o trocador de calor e o líquido dentro dele

Elementos básicos do equipamento de aquecimento

Qualquer caldeira do tipo indução consiste em vários elementos estruturais:

• Indutor. A parte principal do dispositivo. É uma espécie de transformador com dois enrolamentos. O primário é enrolado no núcleo.Quando a corrente passa, é aqui que surge um campo eletromagnético, formando correntes parasitas. O corpo da caldeira atua como enrolamento secundário. Ele assume correntes parasitas, aquece e transfere energia térmica para o refrigerante.
• Um elemento de aquecimento. Este é o núcleo da bobina. Para a caldeira, ela é feita na forma de um tubo de diâmetro suficientemente grande ou de vários tubos conectados em paralelo de seção transversal menor.
• Tubos. Projetado para inserir o dispositivo na rede de aquecimento. Um de cada vez, o refrigerante entra no aparelho, pelo segundo o líquido sai da caldeira e é fornecido ao circuito de aquecimento.
• Inversor. Este aparelho - inversor — converte corrente elétrica direta em corrente de alta frequência, que é então fornecida ao indutor.

Antes de iniciar a automontagem, você deve considerar cuidadosamente de que e como serão feitos os principais elementos do dispositivo. Alguns deles você mesmo terá que fazer e outros você pode comprar.

Por exemplo, você pode usar um inversor de uma máquina de solda. Seria bom se tivesse a capacidade de ajustar a potência.

O inversor converte corrente contínua em corrente de alta frequência. Para fazer dispositivos caseiros, você pode usar um inversor padrão para soldagem

Listamos os principais elementos de uma caldeira de indução.

Vantagens da automontagem de um dispositivo de aquecimento

Caldeiras movidas a eletricidade são tradicionalmente consideradas antieconômicas. Considerando que o custo da eletricidade está aumentando constantemente, eles custam muito dinheiro aos seus proprietários. Recomendamos consultar informações detalhadas sobre o aquecimento de uma caldeira elétrica em Este artigo.

Porém, as caldeiras de indução, embora funcionem com eletricidade, são bastante econômicas.

Mas esta não é toda a lista de suas vantagens.

Ao decidir instalar tal dispositivo, você pode obter:

• Aquecimento rápido do refrigerante. Isso leva em média de 3 a 5 minutos.
• A eficiência está próxima de 100%, já que quase toda a energia elétrica é convertida em calor.
• Alta temperatura de aquecimento do líquido no circuito de aquecimento, mínimo – 35 °C.
• Falta de incrustações nas superfícies internas do aparelho, o que é explicado pelas vibrações que ocorrem durante o funcionamento do aparelho. Eles evitam a formação de depósitos.
• Longa vida útil, pois não existem mecanismos e peças móveis ou de atrito. Dessa forma, não há desgaste do equipamento e nem danos aos seus componentes.
• Não há necessidade de remover produtos de combustão e realizar atividades de manutenção frequentes.

Não existem muitas desvantagens nas caldeiras de indução. Em primeiro lugar, este é o custo bastante elevado do equipamento. Além disso, os dispositivos produzem um leve ruído de vibração durante a operação.

Outra desvantagem é a massa bastante grande, que deve ser levada em consideração na montagem do aparelho na parede.

Para obter o máximo efeito do uso de uma caldeira de indução, tanto caseira quanto serial, é necessário conectá-las em grupo e utilizá-las alternadamente ou todas de uma vez

Instruções de montagem da caldeira de indução

Dispositivos de aquecimento por indução podem ser adquiridos na loja, mas seu custo é bastante alto. Por isso, muitos artesãos caseiros tentam fazer isso com as próprias mãos. Para fazer uma caldeira de indução caseira, é necessário preparar materiais e ferramentas.

Primeiro você precisa comprar um inversor de soldagem. Pode ser barato, mas é aconselhável que o aparelho seja equipado com regulador de corrente.

Além disso, você deve prestar atenção à intensidade da corrente com a qual o dispositivo opera. O valor padrão para inversores de soldagem é 15A. Isso não será suficiente. Você precisa procurar uma unidade mais poderosa.

Além disso, você precisa preparar uma haste ou fio de aço inoxidável com diâmetro de cerca de 7 mm. Deve ser cortado em fragmentos de 40-50 mm de comprimento. Eles serão colocados em um campo eletromagnético, onde serão aquecidos.

O elemento de aquecimento de um dispositivo de indução caseiro é feito de fio de cobre, para enrolar o qual você pode usar qualquer objeto cilíndrico de diâmetro adequado.

Para fazer o corpo da caldeira, é utilizado um tubo de plástico de paredes grossas. O diâmetro da peça pode variar, mas, como mostra a prática, a melhor opção é 50 mm de diâmetro interno.

Adaptadores são usados ​​para conectar equipamentos ao sistema de aquecimento. Através de um deles, o líquido refrigerante frio fluirá para a caldeira e, através do outro, o líquido quente será fornecido ao sistema.

Os fragmentos de fio devem ser colocados na caixa. Para evitar que caiam, a parte inferior da peça é coberta com uma malha metálica de malha fina ou náilon, que fica bem fixada ao corpo. Depois disso, você pode colocar o fio dentro da caixa.

Agora a parte superior da peça é coberta com a mesma malha da parte inferior e fixada nas paredes da peça. Os adaptadores são colocados nas extremidades. O resultado é uma peça bruta a partir da qual será feita a bobina de indução.

Para fazer isso, enrole um fio de cobre esmaltado em volta dele. Em média, você precisa aplicar 90 voltas. Eles devem estar localizados mais próximos do centro da peça. Eles precisam ser feitos com muito cuidado e uniformidade para obter uma bobina de indução de alta qualidade.

O dispositivo resultante pode ser instalado em um sistema de aquecimento. Isto se faz do seguinte modo. Primeiro, o líquido refrigerante é drenado do sistema.

Depois disso, é selecionado o local onde a caldeira será instalada. O tubo nesta área é marcado, após o qual é cortado um fragmento de comprimento igual ao do dispositivo de aquecimento.

Em seguida, uma caldeira de indução caseira é instalada no local preparado. A bobina está conectada ao inversor e a instalação pode ser considerada concluída. Depois disso, o sistema novamente cheio de refrigerante.

Um fio de cobre é cuidadosamente enrolado em um tubo de plástico com pedaços de fio de metal dentro.

Somente depois disso você poderá testar o novo dispositivo. Deve haver líquido nele.

Se ligar a caldeira de indução “seca”, o invólucro de plástico derreterá com a alta temperatura. Isto levará à destruição parcial do sistema de aquecimento, o que é inaceitável.

Outro ponto importante é o correto arranjo de aterramento do aquecedor, sem o qual seu funcionamento seguro é impossível.

Características da caldeira de indução Vortex

Já estamos familiarizados com o princípio de funcionamento de um dispositivo de aquecimento por indução. Existe uma variação: uma caldeira de indução de vórtice ou VIN, que funciona de maneira um pouco diferente.

Características distintivas do VIN

Tal como o seu homólogo de indução, funciona com tensão de alta frequência, pelo que deve ser equipado com um inversor. A peculiaridade do dispositivo VIN é que ele não possui enrolamento secundário.

Sua função é desempenhada por todas as partes metálicas do dispositivo. Eles são necessariamente feitos de materiais que apresentam propriedades ferromagnéticas. Assim, quando a corrente é aplicada ao enrolamento primário do dispositivo, a intensidade do campo eletromagnético aumenta acentuadamente.

Por sua vez, gera uma corrente cuja intensidade aumenta rapidamente. As correntes parasitas provocam uma reversão da magnetização, como resultado da qual todas as superfícies ferromagnéticas aquecem muito rapidamente, quase instantaneamente.

Os dispositivos Vortex são bastante compactos, mas devido ao uso de metal, seu peso é alto. Isto tem a vantagem adicional de que todos os elementos maciços da caixa participam na troca de calor. Assim, a eficiência da unidade se aproxima de 100%.

Esta característica do dispositivo deve ser levada em consideração se você decidir fazer você mesmo uma caldeira VIN. Só pode ser feito de metal, não deve ser usado plástico.

A principal diferença entre uma caldeira de indução de vórtice é que seu corpo atua como enrolamento secundário. É por isso que é sempre feito de metal

Como montar um dispositivo de indução de vórtice?

Como já sabemos, tal caldeira difere da sua contraparte de indução, no entanto, fazê-la você mesmo é igualmente fácil. É verdade que agora você precisará de habilidades de soldagem, pois o dispositivo deve ser montado apenas com peças metálicas.

Para trabalhar você precisará de:

• Dois pedaços de tubo de metal de paredes grossas e de igual comprimento. Seus diâmetros devem ser diferentes, para que uma peça possa ser colocada dentro da outra.
• Enrolamento de fio de cobre (esmaltado).
• Inversor trifásico, talvez de uma máquina de solda, mas o mais potente possível.
• Invólucro para isolamento térmico da caldeira.

Agora você pode começar a trabalhar. Começamos por fazer o corpo da futura caldeira. Pegamos um tubo de diâmetro maior e inserimos a segunda parte dentro. Eles precisam ser soldados um no outro para que permaneça alguma distância entre as paredes dos elementos.

A parte resultante em seção transversal se assemelhará a um volante. Uma chapa de aço com espessura de pelo menos 5 mm é utilizada como base e tampa da caixa.

O resultado é um tanque cilíndrico oco. Agora você precisa cortar em suas paredes os tubos para fornecimento de líquido frio e descarga de líquido quente. A configuração do tubo e o seu diâmetro dependem dos tubos do sistema de aquecimento, podendo ser necessários adaptadores adicionais.

Depois disso, você pode começar a enrolar o fio. É cuidadosamente enrolado no corpo da caldeira sob tensão suficiente.

Diagrama esquemático de uma caldeira de indução tipo vórtice caseira

Na verdade, o fio enrolado servirá como elemento de aquecimento, por isso é aconselhável cobrir o corpo do aparelho com um invólucro isolante térmico. Desta forma será possível reter o máximo de calor e, consequentemente, aumentar a eficiência do aparelho e torná-lo seguro.

Agora você precisa conectar a caldeira ao sistema de aquecimento. Para isso, o refrigerante é drenado, o comprimento necessário do tubo é cortado e o dispositivo é soldado em seu lugar.

Resta alimentar o aquecedor e não se esquecer de conectar o inversor a ele. O dispositivo está pronto para uso. Mas antes de testar, você precisa preencher a linha com refrigerante.

Você não sabe qual refrigerante escolher para preencher o circuito? Recomendamos que você leia características de vários refrigerantes e recomendações para escolher o tipo ideal de fluido para o circuito de aquecimento.

Somente depois de bombear o líquido refrigerante para o sistema, faça um teste.

Primeiro você precisa operar o dispositivo com potência mínima e monitorar cuidadosamente a qualidade das soldas. Se tudo estiver em ordem, aumentamos a potência ao máximo.

Em nosso site há outra instrução para a fabricação de um dispositivo de indução que pode ser usado para aquecer o refrigerante do sistema de aquecimento. Para se familiarizar com o processo de montagem de um aquecedor por indução, acesse esse link.

Modelo incomum de dispositivo de indução

Esta modificação da caldeira de indução pode parecer muito incomum, mas tem o direito de existir.

Além disso, a prática mostra que tal dispositivo é muito mais econômico do que uma caldeira com elemento de aquecimento padrão. O aquecimento de uma nota padrão de três rublos levará cerca de 1,8-2,5 kW por hora, enquanto uma caldeira elétrica gastará pelo menos 6 kW.

Ao fazer caldeiras de indução caseiras, apenas fio de cobre enrolado especial é usado para enrolar no núcleo.

Na verdade, a caldeira é um trocador de calor embutido no sistema de aquecimento, que é aquecido por um fogão elétrico de indução.

Um elo importante no projeto é o trocador de calor, que deve ser compacto, confiável e o mais barato possível. Os cálculos mostram que para aquecer um apartamento de cerca de 50 metros quadrados. m, um aparelho operando com 40 litros de refrigerante será suficiente.

Ou seja, você precisará de um tanque metálico plano, cujas dimensões variam entre 50x600x500 mm. É bem possível fazer você mesmo esse recipiente soldando-o com tubos de perfil 50x50.

O trabalho é realizado na seguinte sequência:

• O tubo 50x50 é cortado em pedaços de 600 mm de comprimento. Deve haver de 9 a 10 peças no total.
• As seções resultantes são soldadas umas às outras de acordo com o princípio “parede a parede” para obter uma fileira contínua de tubos.
• Mais duas seções são cortadas do tubo para que seu comprimento seja igual à largura da peça resultante.
• Uma parede é cortada de ambos os fragmentos de tubo resultantes.
• A peça é instalada com a parte cortada em tubos soldados entre si para obter uma peça bruta semelhante a um coletor. O fragmento é soldado ao trocador de calor.
• A segunda seção do tubo é instalada da mesma forma no lado oposto.
• Os bicos são soldados em seções diagonalmente opostas do trocador de calor para conexão ao sistema de aquecimento.
• A estrutura é cuidadosamente escaldada, pois deve estar totalmente vedada.

O trocador de calor está pronto, pode ser instalado no local e uma fonte de calor pode ser fornecida sob ele. A prática mostra que é melhor instalar tal sistema em um banheiro usando instalação vertical.

Um fogão de indução normal pode se tornar uma fonte de calor para aquecer um apartamento

O trocador de calor é soldado ao sistema de aquecimento e o ladrilho fica localizado entre ele e a parede.

Os artesãos afirmam que se você conectar um inversor a tal dispositivo, seu consumo de energia será significativamente reduzido.

Depois de ler as instruções, fazer caldeiras caseiras parece difícil e perigoso para você? Você duvida que um produto caseiro será mais econômico no uso de energia elétrica para aquecer o refrigerante do sistema de aquecimento? Neste caso, adquirir uma unidade de aquecimento pronta será a melhor solução.

Nosso site contém materiais úteis sobre como escolher a melhor caldeira elétrica e uma classificação dos modelos mais populares entre os compradores. Recomendamos também que se familiarize com as características de cálculo do consumo de energia de uma caldeira e outras opções de aquecimento eléctrico da casa:

• Caldeira elétrica para aquecimento de residência particular: revisão dos dez melhores modelos de caldeiras elétricas
• Quanta eletricidade consome uma caldeira elétrica: regras de cálculo
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Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Como montar você mesmo uma caldeira do tipo indução:

Como funciona um aquecedor por indução caseiro:

O que é aquecimento por indução:

Uma caldeira de indução é o mais econômico e eficiente de todos os dispositivos de aquecimento alimentados por eletricidade. Existem muitas modificações em dispositivos de indução caseiros, você pode escolher aquele que melhor se adapta às condições de operação.

Para comprar tal dispositivo em uma loja, você terá que gastar uma quantia significativa, então os artesãos aprenderam a fazê-los sozinhos..

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