Wie man aus einem Schweißinverter mit eigenen Händen eine Induktionsheizung herstellt

Induktionsheizkessel sind Geräte, die sich durch einen sehr hohen Wirkungsgrad auszeichnen. Sie können die Energiekosten im Vergleich zu herkömmlichen Geräten mit Heizelementen erheblich senken.

Industrielle Produktionsmodelle sind nicht billig. Allerdings kann jeder Heimwerker, der über ein einfaches Werkzeugset verfügt, mit seinen eigenen Händen ein Induktionsheizgerät herstellen. Um ihm zu helfen, bieten wir eine detaillierte Beschreibung des Funktionsprinzips und der Montage einer effektiven Heizung.

Funktionsprinzip der Induktionsheizung

Ohne den Einsatz von drei Hauptelementen ist eine Induktionserwärmung nicht möglich:

• Induktor;
• Generator;
• Heizkörper.

Ein Induktor ist eine Spule, meist aus Kupferdraht, die ein Magnetfeld erzeugt. Mithilfe eines Generators wird aus dem üblichen 50-Hz-Haushaltsstrom ein hochfrequenter Strom erzeugt.

Als Heizelement wird ein Metallgegenstand verwendet, der unter dem Einfluss eines Magnetfeldes Wärmeenergie absorbieren kann. Wenn Sie diese Elemente richtig verbinden, erhalten Sie ein Hochleistungsgerät, das sich perfekt zum Erhitzen von Kühlflüssigkeit und eignet Hausheizung.

Mithilfe eines Generators wird dem Induktor ein elektrischer Strom mit den erforderlichen Eigenschaften zugeführt, d. h. auf eine Kupferspule. Beim Durchströmen bildet ein Strom geladener Teilchen ein Magnetfeld.

Das Funktionsprinzip von Induktionsheizgeräten basiert auf dem Auftreten elektrischer Ströme im Inneren von Leitern, die unter dem Einfluss magnetischer Felder entstehen

Die Besonderheit des Feldes besteht darin, dass es die Richtung elektromagnetischer Wellen bei hohen Frequenzen ändern kann.Wenn ein Metallgegenstand in dieses Feld gebracht wird, beginnt er sich ohne direkten Kontakt mit dem Induktor unter dem Einfluss der erzeugten Wirbelströme zu erwärmen.

Der vom Wechselrichter an die Induktionsspule gelieferte hochfrequente elektrische Strom erzeugt ein Magnetfeld mit einem sich ständig ändernden Vektor magnetischer Wellen. In diesem Feld platziertes Metall erwärmt sich schnell

Die Kontaktfreiheit ermöglicht es, Energieverluste beim Übergang von einem Typ zum anderen vernachlässigbar zu machen, was den erhöhten Wirkungsgrad von Induktionskesseln erklärt.

Um Wasser für den Heizkreislauf zu erhitzen, reicht es aus, den Kontakt mit einer Metallheizung sicherzustellen. Als Heizelement wird oft ein Metallrohr verwendet, durch das einfach ein Wasserstrahl geleitet wird. Das Wasser kühlt gleichzeitig den Heizer, was seine Lebensdauer deutlich erhöht.

Der Elektromagnet eines Induktionsgeräts entsteht durch das Wickeln von Draht um einen ferromagnetischen Kern. Die dadurch entstehende Induktionsspule erwärmt sich und überträgt Wärme auf den erhitzten Körper oder das in der Nähe strömende Kühlmittel durch den Wärmetauscher

Vor- und Nachteile des Geräts

Es gibt viele „Vorteile“ eines Wirbel-Induktionsheizgeräts. Dies ist eine einfache Schaltung für Eigenproduktion, erhöhte Zuverlässigkeit, hohe Effizienz, relativ niedrige Energiekosten, lange Lebensdauer, geringe Ausfallwahrscheinlichkeit usw.

Die Produktivität des Geräts kann erheblich sein; Einheiten dieser Art werden erfolgreich in der metallurgischen Industrie eingesetzt. In Bezug auf die Aufheizgeschwindigkeit des Kühlmittels konkurrieren Geräte dieser Art souverän mit herkömmlichen Elektrokesseln, die Wassertemperatur im System erreicht schnell das erforderliche Niveau.

Während des Betriebs des Induktionskessels vibriert die Heizung leicht. Durch diese Vibration werden Kalk und andere mögliche Verunreinigungen von den Wänden des Metallrohrs abgeschüttelt, sodass ein solches Gerät selten gereinigt werden muss. Natürlich sollte die Heizungsanlage durch einen mechanischen Filter vor diesen Verunreinigungen geschützt werden.

Eine Induktionsspule erhitzt das darin befindliche Metall (Rohr oder Drahtstücke) mithilfe hochfrequenter Wirbelströme, ohne dass ein Kontakt erforderlich ist

Ständiger Kontakt mit Wasser minimiert die Wahrscheinlichkeit eines Durchbrennens der Heizung, was bei herkömmlichen Heizkesseln mit Heizelementen ein recht häufiges Problem darstellt. Trotz der Vibration arbeitet der Kessel äußerst leise, eine zusätzliche Schalldämmung am Aufstellungsort ist nicht erforderlich.

Ein weiterer Vorteil von Induktionskesseln ist, dass sie fast nie lecken, sofern das System nicht richtig installiert ist. Dies ist eine sehr wertvolle Eigenschaft für Elektroheizung, da dadurch die Wahrscheinlichkeit des Auftretens gefährlicher Situationen beseitigt oder erheblich verringert wird.

Das Fehlen von Undichtigkeiten ist auf die berührungslose Übertragung der Wärmeenergie auf das Heizgerät zurückzuführen. Mit der oben beschriebenen Technologie kann das Kühlmittel nahezu bis zum Dampfzustand erhitzt werden.

Dies sorgt für eine ausreichende thermische Konvektion, um eine effiziente Bewegung des Kühlmittels durch die Rohre zu fördern. In den meisten Fällen muss die Heizungsanlage nicht mit einer Umwälzpumpe ausgestattet sein, dies hängt jedoch von den Eigenschaften und der Konstruktion der jeweiligen Heizungsanlage ab.

Manchmal Umwälzpumpe notwendig. Die Installation des Geräts ist relativ einfach. Dies erfordert jedoch einige Kenntnisse in der Installation von Elektrogeräten und Heizungsrohren.Dieses praktische und zuverlässige Gerät weist jedoch eine Reihe von Nachteilen auf, die ebenfalls berücksichtigt werden sollten.

Beispielsweise erwärmt ein Heizkessel nicht nur das Kühlmittel, sondern auch den gesamten ihn umgebenden Arbeitsraum. Es ist notwendig, für eine solche Einheit einen separaten Raum bereitzustellen und alle Fremdkörper daraus zu entfernen. Auch der längere Aufenthalt in unmittelbarer Nähe eines funktionierenden Heizkessels kann für eine Person gefährlich sein.

Induktionsheizgeräte benötigen zum Betrieb elektrischen Strom. Sowohl selbstgebaute als auch fabrikgefertigte Geräte sind an ein Haushalts-Wechselstromnetz angeschlossen

Das Gerät benötigt zum Betrieb Strom. In Gebieten, in denen dieser Vorteil der Zivilisation nicht frei zugänglich ist, ist ein Induktionskessel nutzlos. Und selbst bei häufigen Stromausfällen ist die Effizienz gering. Bei unachtsamer Handhabung des Geräts kann es zu einer Explosion kommen.

Wenn Sie das Kühlmittel überhitzen, wird es zu Dampf. Dadurch steigt der Druck im System stark an, dem die Rohre einfach nicht standhalten und platzen. Daher sollte das Gerät für den normalen Betrieb des Systems mindestens mit einem Manometer und noch besser mit einer Notabschaltvorrichtung, einem Thermostat usw. ausgestattet sein.

All dies kann die Kosten eines selbstgebauten Induktionskessels erheblich erhöhen. Obwohl das Gerät als praktisch geräuschlos gilt, ist dies nicht immer der Fall. Einige Modelle können aus verschiedenen Gründen dennoch Geräusche erzeugen. Bei einem unabhängig hergestellten Gerät steigt die Wahrscheinlichkeit eines solchen Ergebnisses.

Sowohl bei fabrikgefertigten als auch bei selbstgebauten Induktionsheizgeräten gibt es praktisch keine Verschleißteile. Sie halten lange und funktionieren einwandfrei

Selbstgemachte Schritte

Ein solches Gerät selbst herzustellen ist gar nicht so schwierig. Dazu benötigen Sie:

1. Machen Sie ein Heizelement.
2. Machen Sie eine Induktorspule aus Kupferdraht.
3. Nehmen Sie eine fertige Lichtmaschine.
4. Schließen Sie die Heizung mit der Spule an das Heizsystem an.
5. Schließen Sie die Spule an den Generator an.
6. Schließen Sie das System an die Stromversorgung an.
7. Führen Sie einen Probelauf durch, um die Funktionsfähigkeit des Geräts zu überprüfen.

In Industriemodellen wird ein Metallrohr mit dicken Wänden als Heizung verwendet, aber es ist sehr schwierig und macht wenig Sinn, einem selbstgebauten Gerät ausreichend Strom zum Erhitzen eines solchen Elements zur Verfügung zu stellen. Die Induktionsspule kann jedes Metall erhitzen, sodass die Heizung modifiziert werden kann.

Industriemodelle von Induktionskesseln sind mit einem Heizelement aus einem dicken Metallrohr ausgestattet. Es ist schwierig, eine solche Einheit zu Hause zu kopieren

Ein Stück Kunststoffrohr dient als Gehäuse für eine Induktionsheizung eines Schweißinverters. Es sollte im Durchmesser etwas größer sein als die Heizungsrohre. Die Länge des Heizungsrohres kann ca. einen Meter betragen, der Innendurchmesser kann zwischen 50-80 mm variieren.

Um die Heizung an das System anzuschließen, sollten Adapter im unteren und oberen Teil des Gehäuses installiert werden. Der untere Teil des Rohrs muss mit einem Gitter abgedeckt werden, dann wird ein Füllstoff aus kleinen Metallpartikeln in den Körper eingebracht. Den Füllstoff erhalten Sie beispielsweise aus Draht, Stab, schmalem Metallrohr etc.

Die Länge der Segmente kann beliebig variiert werden. Am häufigsten wird hierfür Stahldraht mit einem Durchmesser von 6-8 mm verwendet, der einfach in kleine Stücke geschnitten wird. Einige Handwerker empfehlen, es in lange Stäbe von etwa 90 cm zu schneiden, d.h. fast über die gesamte Länge des Heizgeräts.

Für den selbstgebauten Heizkörperkörper eines Induktionskessels benötigen Sie ein breites Kunststoffrohr mit etwa 50 mm Durchmesser

Je höher der magnetische Widerstand des Stahls ist, aus dem der Draht besteht, desto besser erwärmt er sich. Abhängig von der Größe dieser Teile wird ein Schutznetz ausgewählt, das an der Unterseite des Gehäuses angebracht wird. Der Füllstoff wird bis ganz nach oben in das Rohr gegossen oder eingebracht. Anschließend wird der obere Teil ebenfalls mit einem Netz abgedeckt.

Anhand des Diagramms können Sie sich ein Bild davon machen, wie Sie die Induktionsspule an die Kesselheizung und an das Schweißgerät anschließen

So sieht eine selbstgebaute Heizung für einen Induktionskessel aus wie ein dickes Kunststoffrohr, das mit Metallstücken gefüllt und auf beiden Seiten mit einem Netz verschlossen ist. Die Heizung verfügt oben und unten über Adapter zum Anschluss an den Heizkreis. Das Polymerrohr für die Heizung muss ziemlich dicke Wände haben.

Darüber hinaus ist für diese Zwecke kein Kunststoff geeignet, das Material muss der Einwirkung größerer Hitze standhalten und darf gleichzeitig keine gefährlichen Stoffe an die Atmosphäre oder das Kühlmittel abgeben. Jetzt müssen Sie einen Induktionsgrill herstellen. Nehmen Sie dazu Kupferdraht und wickeln Sie ihn direkt auf den Heizkörper.

Einige Modelle selbstgebauter Induktionsheizgeräte verwenden ein schmales Kupferrohr anstelle eines Kunststoffrohrs. Dies ist nicht die beste Option, da es nicht einfach sein wird, ein solches Element richtig in eine Spirale zu rollen.

Je mehr Drahtwindungen, desto besser. Es wird angenommen, dass die Induktionsspule mindestens 90 Windungen haben muss. Der Induktor wird sehr fest auf das Rohr gewickelt, es darf kein Spalt zwischen den Windungen vorhanden sein.

Für die Wicklung eignet sich ein 1-1,5 mm isolierter Kupferdraht.Ein dickeres Kabel ist hier nicht erforderlich, da es die Wickelarbeiten erschwert und es schwieriger wird, die Windungen eng aneinander zu positionieren.

Dieses Diagramm hilft dabei, die Induktorspule korrekt an das Inverter-Schweißgerät anzuschließen. Bei falscher Ausführung verwandelt sich die Spule in einen Elektromagneten (+).

Das Vorhandensein von Lücken kann aufgrund der Vibrationen, die mit dem Betrieb eines solchen Geräts einhergehen, zu Geräuschen führen. Mit der Zeit kann diese Situation zur Zerstörung der Isolierung führen, was zu einem Kurzschluss zwischen den Windungen führt.

Zusätzlich zu den Adaptern sollten oben und unten Absperrventile eingebaut werden. Sie werden benötigt, um bei Bedarf das Wasser im Heizkreislauf absperren zu können.

Denken Sie bei der Installation des Heizgeräts daran, dass sein unteres Ende zum Rücklaufrohr zeigen muss, einem Rohr, das zum Sammeln des abgekühlten Kühlmittels dient Zweirohr-Heizsystem. Der einfachste Weg, einen Wechselfeldgenerator zu bekommen, besteht darin, einen Wechselrichter aus einem Schweißgerät zu nehmen.

Die Kontakte der Induktionsspule sind mit den Polen des Wechselrichters verbunden. Sobald das Gerät mit Strom versorgt und eingeschaltet wird, beginnt der selbstgebaute Induktionskessel zu arbeiten.

Für die Herstellung eines solchen Geräts eignet sich auch ein preiswertes Schweißgerät, beispielsweise ein in China hergestelltes Modell, mit dem Sie die Stromstärke ab einem Wert von 10 A regulieren können. In der Nähe des Adapters sollte ein Thermostatsensor installiert werden die Versorgung. Über diesen Thermostat wird der Schweißinverter angeschlossen.

An den Ausgängen müssen Gleichrichterdioden eingebaut sein. Dazu müssen Sie das Gehäuse des Schweißgeräts öffnen, die Leiter an den Ausgang anlöten und sie dann an die Dioden anschließen.Bei direktem Anschluss ohne Dioden fließt ein Strom mit gleichgerichteter Spannung zur Wicklung und die Spule fungiert als Elektromagnet und nicht als Induktivität.

Um eine Induktionsspirale zu erstellen, empfiehlt es sich, Kupferdraht mit einem Querschnitt von 1,5 mm in einer zuverlässigen Isolierhülle zu verwenden; Sie müssen etwa 90 Windungen machen

Einige moderne Schweißgeräte verfügen über einen Berührungssensor, der mit der Arbeit beginnt, sobald die Elektrode die Arbeitsfläche berührt. Dieser Punkt muss berücksichtigt werden, damit der Sensor entweder im richtigen Moment auslöst oder den Betrieb des selbstgebauten Kessels nicht beeinträchtigt.

Wenn ein unerfahrener Handwerker Probleme mit dem Umbau einer Schweißmaschine hat, ist es besser, wenn er sich fachmännisch beraten lässt.

Um einen Induktionskessel mit eigenen Händen herzustellen, können Sie jedes Schweißgerät mit geeigneten Eigenschaften verwenden. Bei Bedarf kann das Gerät erneut für Schweißarbeiten eingesetzt werden.

Wenn alles richtig gemacht wird, kann das Schweißgerät in Zukunft bestimmungsgemäß verwendet werden. Es ist notwendig, die Leiter mit den Dioden abzulöten und wieder zusammenzubauen. Wenn die Induktionsspule hochfrequentem Wechselstrom ausgesetzt wird, erzeugt sie ein Magnetfeld.

Das Metall im Inneren des Polymergehäuses beginnt sich zu erwärmen und überträgt Wärme an das Wasser, das durch den Heizkreislauf zirkuliert. Das Gerät benötigt nur wenige Minuten, um das Kühlmittel aufzuwärmen.

Der Standort für die Induktionsheizung sollte richtig gewählt werden. Das Gerät sollte 800 mm unter der Deckenhöhe platziert werden und einen Abstand von mindestens 300 mm zu Wänden und Möbeln haben.

Ein paar Worte zur Sicherheit

Selbstgebaute Induktionskessel sind in der Regel nicht mit Steuerungs- und Schutzsystemen ausgestattet, was sie unsicher macht.Daher müssen Sie vor dem Einschalten des Geräts sicherstellen, dass der Gehäusehohlraum mit Kühlflüssigkeit gefüllt ist.

Wenn der Polymerkörper des Heizgeräts einer ständigen Erwärmung ausgesetzt wird, ohne mit Kühlmittel gewaschen zu werden, schmilzt es einfach, was manchmal nicht nur zu einer Verformung des Heizgeräts, sondern auch zu dessen völliger Beschädigung führt.

Geräte dieser Art werden häufig zum Erhitzen und Schmelzen von Metallen eingesetzt. Die hohen Temperaturen, die ein Induktionsheizgerät erzeugt, erfordern eine sorgfältige Beachtung der Sicherheitsaspekte

Auch der Verlust von heißem Metallfüllstoff aus der Schmelze kann gefährlich sein. In diesem Fall müssen Sie das Gerät fast vollständig zerlegen und ein neues Heizelement dafür anfertigen.

Der Anschluss an die Stromversorgung sollte über ein separates Kabel vom Panel erfolgen. Natürlich ist es notwendig, alle Kontakte sorgfältig mit Isolierung abzudecken. Auch der Wechselrichter des Schweißgerätes muss geerdet sein; dies ist ein wichtiger Punkt zur Gewährleistung der Sicherheit.

In diesem Fall benötigen Sie ein Kabel mit einem Querschnitt von mindestens vier Millimetern. Einige Experten empfehlen, einem Sechs-Millimeter-Kabel den Vorzug zu geben. Um eine Überhitzung eines selbstgebauten Induktionsheizgeräts aufgrund von Wassermangel im System zu verhindern, wird empfohlen, am Einlass des Heizgeräts ein Überdruckventil zu installieren.

Ein Induktionsheizgerät nimmt relativ wenig Platz ein, muss aber in einem gewissen Abstand zu Decke, Wänden, Möbeln etc. platziert werden.

Ein selbstgebautes Gerät dieser Art, das nicht mit besonderer Schutzausrüstung ausgestattet ist, ist ein potenziell gefährliches Objekt, das einer ständigen Überwachung bedarf. Daher lohnt es sich, etwas mehr Geld auszugeben, dafür aber die nötigen Geräte anzuschaffen.

Gleichzeitig schadet es nicht, die Kosten abzuschätzen; vielleicht kostet der Kauf eines fertigen Induktionskessels nicht viel mehr. Industriegeräte sind in der Regel mit allen notwendigen Schutzmaßnahmen ausgestattet.

Merkmale und Schritt-für-Schritt-Herstellungstechnologie einer anderen Version eines selbstgebauten Induktionskessels für ein Heizsystem werden hier angegeben.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Video Nr. 1. Übersicht über die Prinzipien der Induktionserwärmung:

Video Nr. 2. Eine interessante Möglichkeit zur Herstellung einer Induktionsheizung:

Für die Installation eines Induktionsheizgeräts ist keine Genehmigung der Aufsichtsbehörden erforderlich. Industriemodelle solcher Geräte sind recht sicher und eignen sich sowohl für ein Privathaus als auch für eine normale Wohnung. Besitzer selbstgebauter Geräte sollten jedoch die Sicherheitsvorkehrungen nicht vergessen.

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