U indukcijskim pećima i uređajima, toplina u grijanom uređaju oslobađa se strujama koje nastaju u izmjeničnom elektromagnetskom polju unutar jedinice. Zovu se indukcija. Kao rezultat njihovog djelovanja, temperatura raste. Indukcijsko zagrijavanje metala temelji se na dva glavna fizikalna zakona:
- Faraday-Maxwell;
- Joule-Lenz.
U metalnim tijelima, kada se stave u izmjenično polje, počinju se pojavljivati vrtložna električna polja.
Uređaj za indukcijsko grijanje
Sve se događa na sljedeći način. Pod utjecajem promjenjivog magnetskog toka mijenja se elektromotorna sila (EMF) indukcije.
EMF djeluje na način da unutar tijela teku vrtložne struje koje oslobađaju toplinu u potpunosti u skladu s Joule-Lenzovim zakonom. Također, EMF stvara izmjeničnu struju u metalu. U tom slučaju se oslobađa toplinska energija, što dovodi do povećanja temperature metala.
Ova vrsta grijanja je najlakša jer je beskontaktna. Omogućuje postizanje vrlo visokih temperatura, pri čemuvećina vatrostalnih metala može se strojno obrađivati.
Da bi se osiguralo indukcijsko grijanje, potrebno je stvoriti određeni napon i frekvenciju u elektromagnetskim poljima. To se može učiniti u posebnom uređaju - induktoru. Napaja se iz industrijske mreže na 50 Hz. Za to možete koristiti pojedinačne izvore energije - pretvarače i generatore.
Najjednostavniji niskofrekventni induktorski uređaj je spirala (izolirani vodič), koja se može postaviti unutar metalne cijevi ili namotati oko nje. Prolazeće struje zagrijavaju cijev, koja zauzvrat prenosi toplinu u okolinu.
Upotreba indukcijskog grijanja na niskim frekvencijama prilično je rijetka. Češća obrada metala na srednjoj i visokoj frekvenciji.
Takvi se uređaji razlikuju po tome što magnetski val udara u površinu, gdje je prigušen. Tijelo pretvara energiju ovog vala u toplinu. Za maksimalni učinak, obje komponente trebaju biti bliske forme.
Gdje se koristi
Primjena indukcijskog grijanja u suvremenom svijetu je široko rasprostranjena. Područje upotrebe:
- taljenje metala, njihovo lemljenje na beskontaktni način;
- dobivanje novih metalnih legura;
- strojarstvo;
- nakit;
- izradite male dijelove koji se mogu oštetiti drugim metodama;
- površinsko stvrdnjavanje (štoviše, dijelovi mogu biti najsloženije konfiguracije);
- toplinska obrada (obrada dijelova strojeva, otvrdnute površine);
- lijek (dezinfekcija aparata i instrumenata).
Indukcijsko grijanje: pozitivne karakteristike
Ova metoda ima mnoge prednosti:
- Može brzo zagrijati i otopiti bilo koji vodljivi materijal.
- Omogućuje grijanje u bilo kojem mediju: vakuum, atmosfera, nevodljiva tekućina.
- Zbog činjenice da se zagrijava samo vodljivi materijal, zidovi koji slabo upijaju valove ostaju hladni.
- U specijaliziranim područjima metalurgije dobivanje ultra čistih legura. Ovo je zabavan proces, jer se metali miješaju u suspendiranom stanju, u omotaču od zaštitnog plina.
- U usporedbi s drugim tipovima, indukcija ne zagađuje okoliš. Ako u slučaju plinskih plamenika postoji zagađenje, kao i kod grijanja luka, indukcija to eliminira zbog "čistog" elektromagnetskog zračenja.
- Male dimenzije induktora uređaja.
- Mogućnost proizvodnje induktora bilo kojeg oblika, to neće dovesti do lokalnog zagrijavanja, ali će doprinijeti ravnomjernoj raspodjeli topline.
- Nezamjenjivo ako je potrebno zagrijati samo određeno područje površine.
- Nije teško postaviti takvu opremu na željeni način rada i regulirati ga.
Nedostaci
Sustav ima sljedeće nedostatke:
- Samoinstaliraj ipodešavanje vrste grijanja (indukcije) i njegove opreme prilično je teško. Bolje je obratiti se stručnjacima.
- Potreba za točnim podudaranjem induktora i obratka, inače će indukcijsko zagrijavanje biti nedovoljno, njegova snaga može doseći male vrijednosti.
Oprema za indukcijsko grijanje
Za uređenje individualnog grijanja možete razmotriti opciju kao što je indukcijsko grijanje.
Jedinica će biti transformator koji se sastoji od dvije vrste namota: primarnog i sekundarnog (koji je zauzvrat kratko spojen).
Kako radi
Princip rada konvencionalnog induktora: vrtložni tokovi prolaze unutra i usmjeravaju električno polje na drugo tijelo.
Da bi voda prošla kroz takav kotao, do njega se dovode dvije cijevi: za hladnu vodu, koja ulazi, i na izlazu tople vode - druga cijev. Zbog tlaka voda stalno cirkulira, što eliminira mogućnost zagrijavanja induktivnog elementa. Prisutnost kamenca je ovdje isključena, budući da se u induktoru javljaju stalne vibracije.
Takav bi predmet bio jeftin za održavanje. Glavni plus je što uređaj radi tiho. Možete ga instalirati u bilo koju sobu.
Sami izradite opremu
Ugradnja indukcijskog grijanja neće biti jako teška. Čak i oni koji nemaju iskustva, nakon pažljivog proučavanja, snaći će se sa zadatkom. Prije početka rada morate se opskrbiti sljedećim potrebnim artiklima:
- Inverter. Može se koristitiiz aparata za zavarivanje, jeftin je i trebat će mu visoka frekvencija. Možete ga napraviti sami. Ali ovo je dugotrajna aktivnost.
- Kućište grijača (za to je prikladan komad plastične cijevi, indukcijsko zagrijavanje cijevi u ovom slučaju će biti najučinkovitije).
- Materijal (dostat će žica promjera ne više od sedam milimetara).
- Uređaji za spajanje induktora na mrežu grijanja.
- Mreža za držanje žice unutar induktora.
- Od bakrene žice može se napraviti indukcijska zavojnica (mora biti emajlirana).
- Pumpa (za dovod vode do induktora).
Pravila za samostalno izradu opreme
Da bi jedinica za indukcijsko grijanje ispravno radila, struja za takav proizvod mora odgovarati snazi (mora biti najmanje 15 ampera, ako je potrebno, onda i više).
- Žica se mora rezati na komade ne veće od pet centimetara. To je neophodno za učinkovito grijanje u visokofrekventnom polju.
- Tijelo ne smije biti manjeg promjera od pripremljene žice i imati debele stijenke.
- Za pričvršćivanje na mrežu grijanja, poseban adapter je pričvršćen na jednu stranu konstrukcije.
- Mrežu treba postaviti na dno cijevi kako bi se spriječilo ispadanje žice.
- Potonji je potreban u tolikoj količini da ispuni cijeli unutarnji prostor.
- Dizajn je zatvoren, adapter je postavljen.
- Tada se od ove cijevi konstruira zavojnica. Da biste to učinili, već ga zamotajtepripremljena žica. Mora se poštivati broj okreta: minimalno 80, maksimalno 90.
- Nakon spajanja na sustav grijanja, voda se ulijeva u aparat. Zavojnica je spojena na pripremljeni pretvarač.
- Ugrađuje se pumpa za vodu.
- Postavljen je regulator temperature.
Dakle, izračun indukcijskog grijanja ovisit će o sljedećim parametrima: duljini, promjeru, temperaturi i vremenu obrade. Obratite pažnju na induktivitet guma koje vode do induktora, koji može biti mnogo veći od same induktora.
O pločama za kuhanje
Još jedna primjena u kućanstvu, osim u sustavu grijanja, ova vrsta grijanja nalazi se u pločama za kuhanje.
Ova površina izgleda kao konvencionalni transformator. Njegova zavojnica je skrivena ispod površine ploče, koja može biti staklena ili keramička. Kroz njega teče struja. Ovo je prvi dio zavojnice. Ali drugo su jela u kojima će se kuhati. Vrtložne struje stvaraju se na dnu posuđa. Prvo zagrijavaju suđe, a zatim hranu u njemu.
Toplina će se osloboditi samo kada se posuđe stavi na površinu ploče za kuhanje.
Ako nedostaje, nema radnje. Indukcijska zona za kuhanje odgovara promjeru posuđa postavljenog na nju.
Za takve peći potrebno je posebno posuđe. Najviše feromagnetskimetali mogu komunicirati s indukcijskim poljem: aluminij, nehrđajući i emajlirani čelik, lijevano željezo. Nije prikladno samo za takve površine: bakar, keramiku, staklo i posuđe od neferomagnetskih metala.
Naravno, indukcijsko kuhalo će se uključiti samo kada se na njega stavi odgovarajuće posuđe.
Moderni štednjaci opremljeni su elektroničkom upravljačkom jedinicom, koja vam omogućuje prepoznavanje praznih i neupotrebljivih posuđa. Glavne prednosti indukcijskih ploča za kuhanje su: sigurnost, jednostavnost čišćenja, brzina, učinkovitost, ekonomičnost. Površina ploče nikada ne smije biti spaljena.
Dakle, saznali smo gdje se koristi ova vrsta grijanja (indukcije).
