感应加热锅炉：关于操作原理的一切 + 2 个自己动手的设备选项

锅炉的装置及工作原理

当电流通过导电材料时，后者会释放热量，其功率与电流强度及其电压成正比（焦耳-楞次定律）。有两种方法可以使电流在导体中流动。第一种是将其直接连接到电源。我们将此方法称为联系人。

第二个 - 非接触式 - 是由迈克尔法拉第在 19 世纪初发现的。科学家发现，当穿过导体的磁场参数发生变化时，后者会出现电动势（EMF）。这种现象称为电磁感应。有 EMF 的地方就会有电流，因此会有加热，在这种情况下，是非接触式的。这种电流称为感应电流或涡流或傅科电流。

加热感应锅炉 - 工作原理

电磁感应可以以不同的方式引起。导体可以在恒定磁场中移动或旋转，就像在现代发电机中所做的那样。你可以改变磁场本身的参数（力线的强度和方向），同时保持导体不动。

由于另一项发现，这种对磁场的操纵成为可能。正如汉斯-克里斯蒂安·奥斯特 (Hans-Christian Oersted) 在 1820 年发现的那样，以线圈形式缠绕的导线在连接到电流源时会变成电磁体。通过改变电流的参数（强度和方向），我们将实现该设备产生的磁场参数的改变。在这种情况下，位于该场中的导体中将产生电流，并伴有加热。

熟悉了这种简单的理论材料后，读者一定已经大致想象了感应加热锅炉的装置。实际上，它的设计相当简单：在屏蔽和隔热的外壳内，有一根由特殊合金制成的管道（也可以使用钢，但特性会稍差），安装在由介电材料制成的套管中;铜母线以线圈的形式绕在套筒上，与市电相连。

安装后的锅炉感应

通过两条管道，管道切入加热系统，因此冷却剂将流过它。流过线圈的交流电会产生交变磁场，进而会在管道中感应出涡流。涡流将导致管壁和部分冷却剂在盘管内的整个体积内加热。为了更快地加热，可以安装几根较小直径的平行管来代替一根管子。

了解感应锅炉成本的读者当然怀疑他们的设计还有更多。毕竟，仅由一根管子和一根电线组成的热发生器，其成本不能比加热元件类似物高出 2.5 - 4 倍。为了使加热足够强烈，需要通过线圈的不是来自城市电网的频率为50Hz的普通电流，而是高频电流，因此感应锅炉配备了整流器和一个逆变器。

整流器将交流电变成直流电，然后馈入逆变器——一个由一对关键晶体管和一个控制电路组成的电子模块。在逆变器的输出端，电流再次变为交流，只是频率要高得多。这种转换器并非在所有型号的感应锅炉中都可用，其中一些仍以 50 Hz 的频率运行。然而，使用高频交流电可以显着减小器件的尺寸。

电磁感应原理

在各种描述中，作者指出感应锅炉与变压器的相似之处。这是完全正确的：一个线圈扮演初级绕组的角色，而带有冷却剂的管道扮演着短路次级绕组的角色，同时也是一个磁路。

那么为什么变压器不加热呢？事实上，变压器的磁路不是由单个元件组成，而是由多个相互隔离的板组成。但即使是这种措施也不能完全防止加热。因此，例如，在空闲模式下电压为 110 kV 的变压器的磁路中，释放的热量不少于 11 kW。

设备的优点和缺点

涡流感应加热器的“优点”很多。这是一种用于自产的简单电路，具有更高的可靠性、高效率、相对较低的能源成本、较长的使用寿命、较低的故障概率等。

该设备的性能非常重要；这种类型的设备已成功用于冶金行业。在冷却剂的加热速率方面，这种类型的设备可以与传统的电锅炉竞争，系统中的水温迅速达到要求的水平。

在感应锅炉运行过程中，加热器会轻微振动。这种振动会抖掉金属管壁上的水垢和其他可能的污染物，因此这种设备很少需要清洁。当然，必须使用机械过滤器保护加热系统免受这些污染物的影响。

感应线圈使用高频涡流加热放置在其中的金属（管道或金属丝），无需接触

与水的持续接触还可以最大限度地减少加热器烧坏的可能性，这对于带有加热元件的传统锅炉来说是一个相当普遍的问题。尽管有振动，但锅炉运行异常安静；不需要在设备安装现场进行额外的隔音。

感应锅炉也很好，因为只要系统安装正确，它们几乎不会泄漏。这对于电加热来说是非常有价值的品质，因为它消除或显着降低了危险情况的可能性。

没有泄漏是由于将热能传递到加热器的非接触式方法。使用上述技术的冷却剂几乎可以加热到蒸汽状态。

这提供了足够的热对流来刺激冷却剂通过管道的有效运动。在大多数情况下，供暖系统不必配备循环泵，尽管这完全取决于特定供暖系统的功能和布局。

有时需要循环泵。安装设备相对容易。虽然这需要一些安装电器和加热管的技能。但是这种方便可靠的设备有很多缺点，也应该考虑。

例如，锅炉不仅加热冷却剂，而且加热周围的整个工作空间。有必要为这样的单元分配一个单独的房间并从中清除所有异物。对于一个人来说，长时间呆在正在工作的锅炉附近也可能是不安全的。

感应加热器需要电力才能运行。自制和工厂制造的设备都连接到家用交流电源。

该设备需要电力才能运行。在无法免费享受这种文明福利的地区，感应锅炉将毫无用处。是的，在经常停电的地方，它会表现出低效率。

如果不小心处理设备 可能发生爆炸

如果冷却液过热，它会变成蒸汽。结果，系统中的压力将急剧增加，管道根本无法承受，它们会破裂。因此，为了系统的正常运行，设备至少应配备压力表，甚至更好——紧急停机装置、恒温器等。

所有这些都会显着增加自制感应锅炉的成本。尽管该设备被认为实际上是静音的，但情况并非总是如此。由于各种原因，某些型号可能仍会产生一些噪音。对于自制设备，这种结果的可能性会增加。

在工厂制造和自制感应加热器的设计中，几乎没有磨损部件。它们持续很长时间并且工作完美。

感应加热器：自己动手的方案和程序

一个人的独特之处在于，他不断发明设备和机制，极大地促进了特定劳动或生活活动领域的工作。

为此，通常应用科学领域的最新发展。

感应加热也不例外。最近，归纳原理在很多领域得到了广泛的应用，这可以归结为：

• 在冶金学中，感应加热用于熔化金属；
• 在某些行业，使用特殊的快速加热炉，其操作基于感应原理；
• 在家庭领域，感应加热器可用于烹饪、加热水或加热私人住宅。 （您可以在本文中了解感应加热的特点）。

迄今为止，工业类型的感应装置种类繁多。但这并不意味着此类设备的设计非常复杂。

最简单的感应加热器很可能用您自己的双手满足家庭需求。在本文中，我们将详细讨论感应加热器，以及各种方法 手工制作的.

自己动手做的感应加热装置通常分为两种主要类型：

• 涡流感应加热器（简称VIN），主要用于热水和家庭取暖；
• 加热器，其设计提供使用各种类型的电子零件和组件。

涡流感应加热器（VIN）由以下结构部件组成：

• 将普通电转化为高频电流的装置；
• 电感器，是一种产生磁场的变压器；
• 位于感应器内部的热交换器或加热元件。

VIN的工作原理包括以下步骤：

• 转换器将高频电流传输到电感器，电感器以铜线圆柱体的形式呈现；
• 感应器形成电磁场，引起涡流的出现；
• 位于感应器内部的热交换器在这些涡流的影响下加热，因此冷却剂也加热，然后以这种形式进入加热系统。

专家提示：由于感应线圈被认为是此类加热器中最重要的元件，因此必须非常谨慎地处理其制造：铜线必须整齐地缠绕在塑料管上。匝数必须至少为 100。

从描述中可以看出，VIN的设计还不够复杂，亲手制作一个涡流加热器是安全的。

疯狂的手

尽管有大量错误信息，但归纳计划本身在生活中是有道理的。膨胀的市场价值很自然地导致了制造感应的想法 自己动手加热锅炉.怎么做？

框架

它应该是：

• 电介质。
• 足够强大。
• 允许将其密封连接到加热电路。

最简单、最明显的解决方案是直径为 40 毫米的聚丙烯管。理想情况下，使用纤维增强材料将对船体的强度质量产生非常积极的影响。

纤维增强聚丙烯管。

绕组

为了将通电时发热的电感器与热塑性聚丙烯隔离开来，最好在外壳上粘贴几条textolite条。粘什么？最简单、最明显的解决方案是硅酮密封胶：它对塑料的附着力可以接受，并且可以很好地耐受适度的热量。

线圈本身用直径约1.5毫米（截面2.25平方毫米）的铜漆包线缠绕。绕组总长度应为10-15米。最好使用具有较小恒定间隙的线圈。

线圈缠绕在 textolite 上。

核

应该是什么？

• 导电。电介质中不会感应出涡流。
• 铁磁。抗磁体不会与电磁场相互作用。
• 防锈的。封闭加热回路中的腐蚀显然对我们没有用处。

以下是一些可能的解决方案。

• 将螺旋钻紧紧地安装在管道中。沿着其中的凹槽移动，水将带走最大的热量。
• 切碎的不锈钢丝。这不是很方便，因为临时锅炉必须用金属网在两侧进行限制。
• 刺猬由镍铬合金丝卷起，紧紧地插入管道。
• 最后，最简单的说明：以同样的方式，可以将用于餐具的金属（不锈钢）毛巾放入管道中。

由不锈钢刨花制成的毛巾很可能成为锅炉的加热元件。

在芯子就位后，锅炉的两侧都配有直径为 40 毫米的聚丙烯到 DU20 或 DU25 螺纹的适配器。它们不会让核心脱落，并允许锅炉安装在任何电路中，使连接可折叠。

电源转换器

如果我们简单地将我们缠绕的电感连接到插座会发生什么？

让我们做一个简单的计算。

• +20C 时铜导体的电阻率为 0.175 Ohm*mm2/m。
• 横截面为 2.25 毫米，长度为 10 米，线圈的总电阻将为 0.175 / 2.25 * 10 \u003d 0.7 欧姆。
• 因此，当向导体施加 220 伏电压时，将流过 220 / 0.7 \u003d 314 A 的电流。

结果有点可预测：当施加比计算出的电流高 10 倍以上的电流时，我们的导体将简单地熔化。

显而易见的解决方案是降低电源电压。转换器必须足够强大以提供至少 2.5 - 3 千瓦的功率。

这种功率的现成转换器可以是具有电流控制的焊接逆变器。调节不仅可以防止绕组过热，还可以让您顺利调节加热锅炉的有效功率。逆变器输出电压为 80 伏时，绕组温度的最大安全功率约为 2 kW。

对于我们的目的，最便宜的设备是合适的：电流要求不会超过 30 安培。

用自己的双手制作可以长时间燃烧的固体燃料锅炉

在开始组装锅炉时，表演者必须具备锁匠、焊工和电工的技能，才能安全地完成生产和安装过程。他必须有防护设备和预先准备好的材料、工具和装置。

绘画

固体燃料锅炉图纸

后 如何选择锅炉类型？，您将需要准确地绘制零件图。如果师傅有一定的知识和绘画功底，可以独立完成，也可以找有为私家安装过类似采暖锅炉的朋友拿去，或者从网上下载。今天，该网络有足够的选择来验证其自己制造的固体燃料锅炉的设计。

也许这样的图纸必须根据可用的消耗品最终确定，特别是在外壳和热交换器的制造方面。需要节省的主要是金属的估计厚度，最小允许尺寸，热交换器的受热面，烟气出口孔的直径，以便锅炉不会提前烧毁时间。

材料

在制作锅炉之前，先准备好一个工作场所，通常是一个车间，里面存放着必要的材料。要制作固体燃料锅炉，您将需要以下消耗品：

• 主体、管道或使用过的气瓶的钢板厚度超过 5 毫米；
• 用于燃料供应的 5 毫米不锈钢板；
• 钢角，尺寸根据图纸；
• 炉排、钢或铸铁；
• 水管，用于高温，根据图纸的直径；
• 灰盘门；
• 电线、五金件和电极；
• 空气阻尼器或气流调节器。

工具

大师将需要大量工具：

• 带防护设备的焊工工作服；
• 焊接逆变机；
• 带金属盘的磨床；
• 带金属钻头的电钻；
• 一套锁匠工具；
• 一套测量工具。

我们用自己的双手制作锅炉

完成语料库 长效固体燃料锅炉 燃烧时，我选择了一个旧的气瓶，将其彻底清洗干净，以清除气体残留物，如果有任何疑问，我建议在燃气服务中购买已经准备好的气瓶。

进一步在圆柱体上切断其弯曲下方的上部。准备好主体后，根据以下说明制作锅炉：

1. 我从一块 5 毫米的不锈钢板上切出一个圆，直径比机身的内径小 20 毫米，这样它以后就可以沿着它自由移动，推进燃料。
2. 在所得片材的中间，我用取芯钻钻了一个 100 毫米的孔。
3. 在这个孔上，我焊接了一根直径合适的管子，管子高出锅炉本体 100 毫米。仔细执行接缝，使它们密闭且整洁。如果效果不好，您可以使用研磨机或锉刀对其进行处理。因此，将制成活塞形式的结构，该结构在其自身重量的作用下将燃料沿燃烧室向下移动。
4. 4 个金属角焊接到活塞底部，形成空气通道，将空气供应到燃烧口。
5. 我又剪了一个圆圈，但现在它比身体大5厘米，在中间我为活塞剪了一个100毫米的孔，这部分将用作锅炉盖。装在活塞上，它密封地关闭锅炉主体，从而形成燃烧室。
6. 顶部的管道配备了一个阻尼器，用于调节空气供应量。
7. 盖子的边缘用锉刀仔细处理过。
8. 我焊接了用于移动到锅炉主体的特殊手柄，以及从金属角到主体底部的腿。
9. 在箱子的底部，我为灰盘门切出一个位置并将其安装在铰链上。
10. 烟囱由直径为 100 毫米的管道焊接在锅炉的上部。
11. 在放置锅炉之前，必须将其放置在平坦的混凝土或瓷砖表面上，并通过燃气部分连接到烟囱。

锅炉安装和使用的重要注意事项

感应加热器

自制感应锅炉非常容易组装、安装和操作。但是，在您开始使用这种取暖器之前，您需要了解一些重要的规则，即：

• 自制感应加热装置仅适用于封闭式加热系统，其中空气循环由泵提供；封闭式加热系统
• 与所考虑的锅炉一起工作的加热系统的布线必须由塑料或丙烯管制成； 用于加热的塑料管
• 为防止各种故障的发生，请不要将加热器安装在最近的表面上，而是在一定距离处 - 距离墙壁至少 30 厘米，距离天花板和地板 80-90 厘米。

强烈建议为锅炉喷嘴配备一个鼓风阀。通过这个简单的装置，如有必要，您可以清除系统中的多余空气，使压力正常化并确保最佳操作条件。

止回阀

因此，借助简单的工具，您可以使用廉价的材料组装一个完整的装置，以实现高效的空间加热和水加热。遵循说明，记住特别建议，很快您就可以在自己的家中享受温暖。

设备选择规则

在选择感应锅炉型号时，主要标准是其 加热室的功率和特性.假设供暖 10 平方米。 m. 天花板高度不超过 3 米，需要 1 kW。

因此，将加热室的面积除以 10 就足够了，因此，将获得电锅炉所需的标称功率。例如，对于 100 平方米的房子。 m. 必需的 感应加热器 10 kW.

如果不希望以高精度计算所需的锅炉功率，您可以使用简化版本。据他介绍，感应锅炉的容量只有 3-4 千瓦能够加热一个面积为 30-40平方米

为了不为不必要的电力多付钱，也不至于因缺电而冻结，有必要评估房屋或其他物体的具体特性，包括墙体材料、窗户面积、保温材料等，并选择加热设备基于这些数据。

向卖家询问功率因数，即所选型号的有功功率与总功率之比，并没有什么坏处。该指标称为余弦 phi (Cos φ)，以伏安为单位进行测量。它有助于确定消耗的电量中有多少直接用于加热冷却剂，以及用于产生磁场的电量。

功率因数值在0到1的范围内。对于设计良好的感应锅炉，Cos φ为0.97-0.98 kVA，这被认为是一个很好的指标，因为几乎所有消耗的电力都花在了加热上工作流体。

多种型号允许您选择用作主要或备用热源的选项。在 380 V 电压下运行的强大锅炉能够独立加热房屋、大型商业和工业设施。

对于在乡村或车库中操作，您可以自己动手制作一个有效的感应锅炉。有详细指导 用于组装有用的自制产品 下一篇文章会介绍。

变频加热锅炉的品种

电动双回路锅炉 供水和家庭供暖

有两种类型的变频加热设备 - 工业和家用。工业锅炉的尺寸令人印象深刻，因为里面有容积式热交换器。此外，它们中的电流转换系统相当复杂。这同样适用于圆柱形绕组。所有这些都为设备提供了强大的动力，并为工业用途和空间加热提供了可能性。在选择功率时，考虑到1千瓦的热能足以加热2立方米的工业厂房。

家用变频锅炉专为私人住宅供暖而设计。它们配备了一个环形线圈，既可以通过公共网络供电，也可以通过不间断电源供电。家用单元的尺寸更紧凑，成本更低。在选择锅炉的功率方面，他们遵循的规则是，1 kW 的热能足以加热 10 m² 的高度不超过 3 米的房间。

来自焊接逆变器的感应炉 - 一种用于熔化金属和加热加热系统中的冷却剂的装置

在许多方面将这种感应设备用作金属熔炼炉的想法使其可以用作小房间的加热锅炉。

此应用程序的优点是：

• 与金属熔化不同，在不断循环的冷却剂存在的情况下，系统不会过热；
• 电磁场中的持续振动不允许沉积物沉积在加热室的壁上，从而使管腔变窄；
• 原理图不带垫圈和联轴器的螺纹连接，消除了泄漏的可能性；
• 与其他类型的加热锅炉不同，安装几乎是无声的；
• 安装本身，无需传统加热元件，使用寿命更长，可靠性高；
• 没有燃烧产物的排放，燃料燃烧产物中毒的风险降低到零。

使用感应炉从逆变焊机制造空间加热设备的过程的实际组成部分包括以下步骤。

• 阀体制造选用厚壁塑料管，设计用于高温高压管道；
• 为了使金属填充物始终在加热器腔内，制作了两个带网孔的盖子，以使填充物不会从其中掉出。
• 选用直径5-8毫米的钢丝作为填充料，切成50-70毫米长的小块。
• 管体充满电线并连接到系统。

本装置的工作原理如下：

• 一个由直径为 2-3 毫米、匝数为 90-110 的铜线制成的电感器从塑料管安装在外壳外部；
• 身体充满了冷却剂；
• 当逆变器开启时，电流流向电感；
• 在电感线圈中形成涡流，开始作用于外壳内部金属的晶格；
• 金属丝片开始升温并加热冷却液；
• 加热后的冷却剂流动开始移动，加热的冷却剂被冷的冷却剂取代。

这种在实际执行中基于感应加热元件的加热系统的示意图有一个明显的缺点——必须不断地通过压力推动冷却剂通过。为此，系统中必须包含一个循环泵。此外，建议安装一个额外的温度传感器，这将允许您控制冷却液并保护 过热锅炉.

内部设备

在结构上，感应电加热锅炉是一个封装在焊接金属外壳中的变压器。外壳下面是隔热层。线圈位于单独的隔间中，与工作空间密封隔离。这种放置是安全的，因为它完全消除了与冷却剂的接触。铁芯由带有环形绕组的细钢管组成。

请注意，感应滚刀加热锅炉没有加热元件，这与配备加热元件的传统热发生器有根本的不同。其设计特点确保供暖系统在很长一段时间内不间断、高效运行。

如何自己组装感应锅炉

加热设备的现代市场代表了用于家用和工业用途的大量不同型号的感应加热器。尽管如今此类设备尚未达到在供暖系统中广泛使用的水平，但其成本很高。 家用锅炉价格 从 25,000 卢布开始，工业产品 - 从 100,000 卢布开始。

为了省钱，做 感应加热器可以 手。即使是非专业人士也可以做这样的工作。

带有焊接逆变器和塑料管的设备

用于组装的所有材料和组件都是可用的，并且通常在手边。为此需要什么：

• 线材或不锈钢丝（直径达0.7厘米）；
• 铜线；
• 金属网格；
• 用于加热器主体的带有厚壁的塑料管的碎片（内径 5 厘米）；
• 焊接机;
• 用于将锅炉安装到供暖系统的适配器；
• 工具;
• 泵使水循环。

不锈钢丝 钢应切成0.5-0.7厘米长的小块，用它们塞紧塑料管，并在两侧封闭。它不应该有可用空间。金属网安装在管子的底部，可以让您将钢颗粒留在里面。

接下来，您应该制作主要的加热组件 - 感应线圈。 铜管缠绕在塑料管上。 金属丝。必须在彼此相同的距离处至少进行 100 次整齐的转弯。然后将感应线圈连接到单独的加热系统。锅炉安装在管道的任何部分。要抽水，您需要建造一个水泵。

自制设备通过外部铜绕组连接到逆变器。强制的 电气和隔热工作 锅炉。所有开放区域都覆盖有特殊材料。玄武岩棉用于绝缘。这是必要的，以便在不向空气中损失热能的情况下加热管道。

带变压器的装置

此选项比前一个选项更容易组装。你需要自己动手：

• 可安装的三相变压器；
• 焊接机;
• 铜绕组。

有必要将管道一个插入另一个，焊接。截面设计应该类似于甜甜圈的形状。它同时执行两项任务——加热元件和导体。然后将加热器外壳用铜线包裹并连接到变压器。为了防止运行过程中的热量损失，可以在锅炉上安装一个保护罩。

感应加热是标准加热系统的良好替代品。其效率约为97%。这种系统经济，可在任何液体上运行，安静运行，不排放有害物质。

如果遵守组装规则，锅炉可以安全运行。它们很耐用。但是，如果任何元素变得无法使用，更换它并不困难。所有材料都易于更换和使用。