Kuidas teha induktsioonküttekatelt oma kätega: omavalmistatud soojusgeneraatori valmistamine

Inimesed on tsivilisatsioonist ära hellitatud ega kujuta eksistentsi ette ilma selle hüvedeta. Nende hulka kuulub kahtlemata ka hoonete küte. Küttesüsteemid täiustuvad pidevalt ja muutuvad üha tõhusamaks ja mugavamaks kasutamiseks.

Kuid sellest on vähe. Nõustuge, et pole sugugi halb, kui küttesüsteem on ka säästlik. Ja see soov on täiesti teostatav – saate valmistada induktsioonküttekatla oma kätega. See suudab mitte ainult tagada vajaliku ruumi kütmise taseme, vaid ka väga säästlikult energiat tarbida.

Pealegi saab sellise seadme soovi korral kokku panna isegi algaja meister. Aga kuidas seda õigesti teha ja milliseid materjale on valmistamiseks vaja – neid küsimusi käsitleme üksikasjalikult oma artiklis. Eelnevalt vaatame seadme struktuuri ja tööpõhimõtet ning selle kasutamise eeliseid.

Seadme struktuur ja tööpõhimõte

Enne induktsioonkatla iseseisvat kokkupanekut tuleb mõista selle struktuuri ja tööpõhimõtet. Ja alles pärast nende punktide selgitamist saab alustada omavalmistatud seadme valmistamist.

Kuidas töötab induktsioonkatel?

Et mõista, kuidas induktsioonseade töötab, tuleb tutvuda selle tööpõhimõttega. Ning seetõttu tuletame meelde koolifüüsika kursust.

Kui elektrit juhtivat materjali läbib elektrivool, eraldub soojus. Sel juhul on saadud soojuse hulk otseselt võrdeline pingega ja voolutugevusega. Selle seaduspärasuse avastasid Joule ja Lenz, kelle järgi on füüsikaseadus nimetatud.

Kuid elektrivool võib tekkida juhis mitte ainult selle otsesel ühendamisel toiteallikaga. On veel üks viis, mille avastas eelmisel sajandil M. Faraday. See on kontaktivaba meetod, mis ei eelda toiteallika ja juhi vastasmõju.

Selle sisu seisneb selles, et kui muutuvad magnetvälja parameetrid, mis läbib juhti, tekib selles elektromotoorjõud ehk EMJ.

Seda nähtust nimetatakse elektromagnetiliseks induktsiooniks. Seda kasutatakse just induktsioonkatla töös. Selgub, et kui on EMJ, siis on ka elektrivool, ja vastavalt toimub ka juhi kuumutamine.

Sel juhul toimub see kontaktivabalt, indutseeritud voolude abil, mida nimetatakse ka Foucault' vooludeks.

Elektromagnetilist induktsiooni saab saada kahel viisil. Esimesel juhul pööratakse või liigutatakse juhti püsimagnetvälja sees. Seda viisi kasutatakse elektri generaatorites.

Teine võimalus induktsiooni saamiseks on, et juht jääb liikumatuks, samal ajal kui magnetvälja parameetrid, milles see asub, nimelt jõujoonte suund ja intensiivsus, pidevalt muutuvad.

Iga induktsioonkatla töö aluseks on elektromagnetilise induktsiooni nähtus

Seda oleks olnud üsna keeruline teha, kui poleks olnud Ørstedi avastust. Ta leidis, et kui poolile keerata traat, siis toiteallika ühendamisel muutub see elektromagnetiks. Voolu suuna ja tugevuse muutumisel muutub ka magnetväli, mida see seade genereerib.

Kui paigutada juht välja sisse, tekib selles elektrivool, millega kaasneb kuumutamine.

Just sellisel põhimõttel on induktsioonkatel ehitatud. Selle konstruktsioon on väga lihtne. See koosneb korpusest, mis on kindlasti soojustatud ja varjestatud. Selle sees asetseb toru. Kõige parem on, kui see on sulamist, kuid võib kasutada ka terast.

Tõsi küll, viimasel juhul kannatavad seadme tööomadused veidi. Toru paigaldatakse dielektrilisest materjalist hülssi.

Induktsioontüüpi katlates soojendatakse soojuskandjat sees asuva terasest südamiku poolt, mida kuumutatakse elektromagnetväljas tekkivate pöörisvoolude abil.

Hülsi peale mähitakse pooli põhimõttel vaskriba. See ühendatakse toiteallikaga. Küttesüsteemi sisselõikamiseks kasutatakse kahte toru, mille kaudu liigub soojuskandja.

Toite sisselülitamisel läbib vool pooli ja aktiveerib vahelduva magnetvälja, mis omakorda indutseerib pöörisvoolud toru sees. Need soojendavad detaili seinu ning osaliselt ka selles olevat soojuskandjat.

Induktsioonkatel on olemas ka variatsioonid, kus mitu väikese läbimõõduga toru on paigaldatud paralleelselt. Neid kasutatakse ühe suure toru asemel. See annab võidu seadme soojenemiskiiruses.

Sellisel kujul võib seade juba töötada, kuid kuumutus on nõrk. Selle tugevdamiseks tuleb läbi pooli lasta kõrgsageduslikku elektrivoolu. Seetõttu täiendatakse seadet kindlasti inverteri ja alaldiga.

Võrgust tulev vahelduvvool on sagedusega 50 Hz, mis ei ole induktsioonkatla tõhusaks tööks piisav. Seetõttu suunatakse see alaldisse, kus see muundatakse alalisvooluks.

Seejärel suunatakse see inverterisse, mis on elektrooniline moodul juhtimisskeemi ja kahe võtmetransistoriga. Seade muundab alalisvoolu kõrgsageduslikuks.

Tuleb tunnistada, et alaldi ja inverteri kasutamine suurendab induktsioonkatla hinda. Seetõttu on mudeleid, mis töötavad ilma nendeta. Need ühendatakse tavalise võrguga. Kuid sellisel seadmel on muljetavaldavad mõõtmed, mis võimaldab tõsta selle tõhusust. Inverteriga seadmed on kompaktsemad.

Indutseeritud pöörisvoolud soojendavad väga kiiresti soojusvahetit ja selles olevat vedelikku

Küttesüsteemi põhielemendid

Igasugune induktsioontüüpi katel koosneb mitmest konstruktsioonielemendist:

• Induktor. Seadme põhiosa. See on omamoodi trafo kahe mähisega. Esmane mähis on keritud südamikule. Voolu läbimisel tekib siin elektromagnetväli, mis tekitab pöörisvoolud. Katla korpus toimib sekundaarmähisena. See võtab vastu pöörisvoolud, kuumeneb ja annab soojusenergia soojuskandjale.
• Kütteelement. See on pooli südamik. Katla jaoks tehakse see piisavalt suure läbimõõduga toru või mitme väiksema ristlõikega toru paralleelühendusena.
• Toruotsad. Need on ette nähtud seadme lõikamiseks soojusvõrku. Ühe kaudu siseneb soojuskandja seadmesse, teise kaudu väljub vedelik küttekontuuri.
• Inverter. See seade – inverter – muundab alalisvoolu kõrgsageduslikuks, mis seejärel suunatakse induktorisse.

Enne iseseisvat kokkupanekut tuleb hoolikalt läbi mõelda, millest ja kuidas seadme põhielemendid valmistatakse. Mõned neist tuleb ise valmistada, mõned saab osta.

Näiteks võib kasutada keevitusaparaadi inverterit. Hea, kui sellel on võimsuse reguleerimise võimalus.

Inverter muundab alalisvoolu kõrgsageduslikuks. Isetehtud seadmete valmistamiseks võib kasutada standardset keevitusinverterit.

Loetlesime induktsioonkatla põhielemendid.

Iseseisva kokkupaneku eelised

Elektriga töötavaid katlaid peetakse traditsiooniliselt mitteökonoomsiksteks. Arvestades, et elektri hind pidevalt tõuseb, lähevad need omanikele kalliks. Detailset teavet elektrikatlaga kütmise kohta soovitame vaadata sellest artiklist.

Induktsioonkatlad on aga, hoolimata elektriga töötamisest, üsna säästlikud.

Kuid see pole veel nende eeliste täielik loetelu.

Kui otsustate sellise seadme paigaldada, võite saada:

• Soojuskandja kiire soojenemine. Selleks kulub keskmiselt 3–5 minutit.
• Kasutegur ligi 100%, kuna praktiliselt kogu elektrienergia muundatakse soojusenergiaks.
• Vedeliku kõrge kuumutustemperatuur küttekontuuris, minimaalselt 35 °C.
• Katlakivi puudumine seadme sisepindadel, mida seletatakse seadme töö ajal tekkivate vibratsioonidega. Need takistavad sette teket.
• Pikk kasutusiga, kuna puuduvad liikuvad ja hõõrduvad mehhanismid ja detailid. Sellest tulenevalt puudub seadmete kulumine ja selle osade kahjustamine.
• Puudub vajadus põlemisprodukte eemaldada ja sageli hooldustegevusi teha.

Induktsioonkateldel pole just palju puudusi. Esiteks on see seadmete üsna kõrge hind. Lisaks tekitavad seadmed töö ajal väikest vibratsioonimüra.

Veel üks miinus – piisavalt suur mass, mida tuleb kindlasti arvestada seadme seinale paigaldamisel.

Et saada maksimaalne efekt induktsioonkatla kasutamisest, nii isetehtud kui ka seeriatootmisest, tuleb need ühendada rühma ja kasutada vaheldumisi või kõiki korraga.

Induktsioonkatla kokkupaneku juhend

Induktsioonkütteseadmeid saab osta poest, kuid nende hind on piisavalt kõrge. Seetõttu proovivad paljud kodumeistrid seda ise valmistada. Isetehtud induktsioonkatla valmistamiseks tuleb ette valmistada materjalid ja tööriistad.

Alustuseks tuleb soetada keevitusinverter. See võib olla odav, kuid soovitav on, et seadmel oleks voolutugevuse regulaator.

Lisaks tuleb tähelepanu pöörata voolutugevusele, millega seade töötab. Keevitusinverterite standardväärtus on 15 A. Sellest ei piisa. Tuleb otsida võimsam seade.

Peale selle tuleb ette valmistada traat või roostevabast terasest traat läbimõõduga 7 mm või umbes nii. See tuleb lõigata 40-50 mm pikkusteks tükkideks. Need paigutatakse elektromagnetvälja, kus need kuumenevad.

Isetehtud induktsioonseadme kütteelement valmistatakse vasktraadist, mille mähkimiseks võib kasutada mis tahes sobiva läbimõõduga silindrilist eset.

Katla korpuse valmistamiseks võetakse plastikust paksuseinaline toru. Detaili läbimõõt võib varieeruda, kuid nagu praktika näitab, on optimaalne variant 50 mm siseläbimõõduga.

Seadme ühendamiseks küttesüsteemiga kasutatakse adaptereid. Ühe kaudu siseneb katlasse külm soojuskandja, teise kaudu suunatakse kuum vedelik süsteemi.

Traadijupid tuleb korpusesse asetada. Et need välja ei kukuks, kaetakse detaili põhi peene silmaga metall- või nailonvõrguga, mis kinnitatakse kindlalt korpuse külge. Pärast seda saab traadi korpusesse panna.

Nüüd kaetakse detaili ülemine osa sama võrguga nagu põhi ja kinnitatakse see detaili seinte külge. Mõlemale otsale pannakse adapterid. Saadakse toorik, millest valmistatakse induktsioonmähis.

Selleks tuleb sellele mähkida emailitud vasktraadi. Keskmiselt tuleb teha 90 keerdu. Need peavad asuma detaili keskosa lähedal. Need tuleb teha väga hoolikalt ja ühtlaselt, nii et saadakse kvaliteetne induktsioonmähis.

Saadud seadet saab paigaldada küttesüsteemi. Seda tehakse järgmiselt. Kõigepealt tühjendatakse süsteemist soojuskandja.

Seejärel valitakse koht, kuhu katel paigaldatakse. Toru sellel lõigul märgistatakse, seejärel lõigatakse sellest välja kütteseadme pikkusega võrdne fragment.

Seejärel paigaldatakse ettevalmistatud kohale isevalmistatud induktsioonkatel. Mähis ühendatakse inverteriga, sellega võib paigaldust lugeda lõpetatuks. Pärast seda täidetakse süsteem uuesti soojuskandjaga.

Plasttorule, mille sees on metalltraadi tükid, mähitakse ettevaatlikult vasktraat.

Alles pärast seda saab uut seadet katsetada. Selles peab kindlasti olema vedelik.

Kui induktsioonkatel sisse lülitada «kuivalt», sulab plastkorpus kõrge temperatuuri tõttu. See põhjustab küttesüsteemi osalist hävimist, mis on lubamatu.

Veel üks oluline aspekt – kütteseadme maanduse korrektne korraldamine, ilma milleta on selle ohutu kasutamine võimatu.

Pöörisinduktsioonkatla eripärad

Induktsioonkütteseadme tööpõhimõttega oleme juba tuttavad. On olemas selle variant: pöörisinduktsioonkatel ehk VIN, mis toimib mõnevõrra erinevalt.

VIN-i eristavad tunnused

Nagu induktsioonanaloog, töötab see kõrgsageduspingel, mistõttu see varustatakse kindlasti inverteriga. VIN seadme eripära seisneb selles, et sellel puudub sekundaarmähis.

Selle rolli täidavad kõik seadme metallosad. Need valmistatakse kindlasti materjalidest, mis omavad ferromagnetilisi omadusi. Seega, kui seadme primaarmähisele antakse vool, suureneb järsult elektromagnetvälja tugevus.

See omakorda genereerib voolu, mille tugevus suureneb kiiresti. Pöörisvoolud põhjustavad ümbermagneetimist, mille tulemusel kõik ferromagnetilised pinnad soojenevad väga kiiresti, peaaegu silmapilkselt.

Pöörisseadmed on üsna kompaktsed, kuid metalli kasutamise tõttu on nende kaal suur. See annab täiendava eelise, kuna kõik korpuse massiivsed elemendid osalevad soojusvahetuses. Seega läheneb seadme kasutegur 100%-le.

Seda seadme omadust tuleb arvestada, kui on otsustatud VIN katel ise valmistada. See tohib olla valmistatud ainult metallist, plastikut ei tohi kasutada.

Pöörisinduktsioonkatla peamine erinevus seisneb selles, et selle korpus toimib sekundaarmähisena. Seetõttu valmistatakse see alati metallist.

Kuidas kokku panna pöörisinduktsioonseade?

Nagu me juba teame, erineb selline katel oma induktsioonanaloogist, kuid seda pole siiski keeruline ise valmistada. Tõsi, nüüd läheb vaja keevitustöö oskusi, sest seade tuleb kokku panna ainult metallosadest.

Tööks läheb vaja:

• Kaks ühepikkust metallist paksu seinaga torujuppi. Nende läbimõõdud peavad olema erinevad, nii et ühe detaili saaks teise sisse paigutada.
• Mähise (emailitud) vasktraat.
• Kolmefaasiline inverter, võib olla keevitusaparaadist, kuid võimalikult võimas.
• Katla soojusisolatsioonkest.

Nüüd saab tööle asuda. Alustame tulevase katla korpuse valmistamisega. Võtame suurema läbimõõduga toru ja paneme sisse teise detaili. Need tuleb keevitada üksteise sisse nii, et elementide seinte vahele jääks teatav vahemaa.

Saadud detail meenutab läbilõikes sõõrikut. Korpuse põhjana ja kaanena kasutatakse vähemalt 5 mm paksust teraslehte.

Tulemuseks saame õõnsa silindrikujulise paagi. Nüüd tuleb selle seintesse lõigata torustikud külma vee sissevoolu ja kuuma vee väljavoolu jaoks. Torustiku konfiguratsioon ja läbimõõt sõltuvad küttesüsteemi torudest, võib-olla läheb vaja ka adaptereid.

Pärast seda võib alustada traadi mähistamist. See mähitakse ettevaatlikult, piisava pingega katlakorpusele.

Isetehtud keeristüüpi induktsioonkatla põhimõtteskeem

Tegelikult on kütteelemendiks mähitud traat, seetõttu tuleks seadme korpus katta soojusisolatsioonkestaga. Nii õnnestub säilitada maksimaalselt soojust ja seeläbi suurendada seadme kasutegurit ning muuta see ohutuks.

Nüüd tuleb katel küttesüsteemi sisse lõigata. Selleks tühjendatakse soojuskandja, lõigatakse ära vajaliku pikkusega torujupp ja selle asemele keevitatakse seade.

Jääb vaid toite andmine kütteseadmele ja mitte unustada sellega inverterit ühendada. Seade on kasutusvalmis. Kuid enne katsetamist tuleb torustik täita soojuskandjaga.

Te ei tea, millist soojuskandjat valida kontuuri täitmiseks? Soovitame tutvuda erinevate soojuskandjate omadustega ja soovitustega optimaalse vedelikutüübi valimiseks kütekontuuri jaoks.

Alles pärast soojuskandja süsteemi pumpamist teha proovikäivitus.

Kõigepealt tuleb seade käivitada minimaalse võimsusega ja hoolikalt jälgida keevisõmbluste kvaliteeti. Kui kõik on korras, suurendame võimsuse maksimumini.

Meie veebilehel on veel üks juhend induktsioonseadme valmistamiseks, mida saab kasutada soojuskandja soojendamiseks küttesüsteemis. Induktsioonkuumuti kokkupanemise protsessiga tutvumiseks minge sellele lingile.

Ebatavaline induktsioonseadme mudel

See induktsioonkatla modifikatsioon võib tunduda väga ebatavaline, kuid sellegipoolest on tal õigus eksisteerida.

Veelgi enam, praktika näitab, et selline seade on palju ökonoomsem kui standardne küttekehaga katel. Standardse kolmetoalise korteri kütmiseks kulub umbes 1,8–2,5 kW tunnis, samas kui elektrikatel tarbib vähemalt 6 kW.

Isetehtud induktsioonkatelde valmistamisel kasutatakse südamikule mähkimiseks ainult spetsiaalset mähisvasktraati.

Tegelikult kujutab katel endast küttesüsteemi paigaldatud soojusvahetit, mida soojendatakse induktsioonpliidi abil.

Oluline konstruktsioonielement on soojusvaheti – see peab olema kompaktne, usaldusväärne ja võimalikult odav. Arvutused näitavad, et umbes 50 m² suuruse korteri kütmiseks piisab seadmest, mis töötab 40 liitri soojuskandjaga.

See tähendab, et vaja läheb lamedat metallpaaki, mille mõõtmed on vahemikus 50 × 600 × 500 mm. Sellise mahuti saab hõlpsasti ise valmistada, keevitades selle profiiltorudest 50 × 50.

Tööd teostatakse järgmises järjestuses:

• Toru 50 × 50 lõigatakse 600 mm pikkusteks tükkideks. Kokku peaks tulema 9–10 tükki.
• Saadud tükid keevitatakse üksteise külge põhimõttel «sein vastu seina», nii et tekib pidev torurida.
• Torust lõigatakse veel kaks tükki nii, et nende pikkus oleks võrdne saadud tooriku laiusega.
• Mõlemast saadud torufragmendist eemaldatakse üks sein.
• Detail paigaldatakse lõigatud osaga kokkekeevitatud torudele nii, et tekib kollektorit meenutav toorik. Fragment keevitatakse soojusvaheti külge.
• Sarnaselt paigaldatakse teine torujupp vastasküljele.
• Soojusvaheti diagonaalselt vastasasuvatesse osadesse keevitatakse ühendustorud küttesüsteemiga ühendamiseks.
• Konstruktsioon keevitatakse hoolikalt üle, kuna see peab olema täielikult hermeetiline.

Soojusvaheti on valmis – selle saab paigaldada oma kohale ja allapoole tuua soojusallika. Praktika näitab, et parim on paigaldada selline süsteem vannitoas, teostades vertikaalse paigalduse.

Tavaline induktsioonpliit võib olla korteri kütmise soojusallikaks.

Soojusvaheti keevitatakse küttesüsteemi ja pliit asetseb selle ning seina vahel.

Kodumeistrid väidavad, et kui sellise seadmega ühendada inverter, väheneb selle energiatarbimine oluliselt.

Pärast juhiste lugemist tundub Teile isetehtud katelde valmistamine keeruline ja ohtlik tegevus? Te kahtlete, kas isetehtud seade tarbib elektrit ökonoomsemalt küttesüsteemi soojuskandja soojendamiseks? Sel juhul on valmis kütteagregaadi ostmine parim lahendus.

Meie veebisaidil on kasulikke materjale parima elektrikatla valimiseks ja kõige populaarsemate mudelite reiting ostjate seas. Samuti soovitame tutvuda katla energiatarbimise arvutuste eripäradega ja teiste elektrilise kütte võimalustega majas:

• Elektriline küttekatel eramaja kütmiseks: ülevaade kümnest parimast elektrilise katla mudelist
• Kui palju elektrienergiat tarbib elektriline katel: arvutuste reeglid
• Elektriline küte eramajas: süsteemide tüüpide ülevaade maamaja jaoks

Järeldused ja kasulik video teemal

Kuidas ise kokku panna induktsioontüüpi katel:

Kuidas töötab isetehtud induktsioonsoojendi:

Mis on induktsioonkuumutus:

Induktsioonkatel on kõige ökonoomsem ja tõhusam kõigist elektriga töötavatest kütteseadmetest. Isetehtud induktsioonseadmetest on palju modifikatsioone, saab valida ükskõik millise, mis sobib kõige paremini töötingimustega.

Sellise seadme ostmiseks poest tuleb kulutada märkimisväärne summa, seetõttu on kodumeistrid õppinud neid ise valmistama.

Kas te kasutate kütteseadmena isetehtud induktsioonkatelt? Jagage oma isetehtud seadme fotot ja kokkupaneku soovitusi kommentaaride plokis.

Või äkki alles kavatsete katla valmistamisega tegeleda ja teil on pärast meie artikli lugemist jäänud lahendamata küsimusi? Ärge kõhelge neid esitamast – me püüame teid aidata.