Cómo hacer una caldera de calentamiento por inducción con tus propias manos: hacer un generador de calor casero
La civilización mima a la gente y no pueden imaginarse existiendo sin sus beneficios. Entre ellos se encuentra, sin duda, la calefacción de edificios.Los sistemas de calefacción se mejoran constantemente y son cada vez más eficientes y cómodos de usar.
Pero esto no es suficiente. De acuerdo, no está nada mal si el equipo de calefacción también es económico. Y este deseo es bastante factible: puedes hacer una caldera de calentamiento por inducción con tus propias manos. Es capaz no solo de proporcionar el nivel requerido de calefacción de la habitación, sino también de utilizar los recursos energéticos de manera muy económica.
Además, incluso un maestro novato puede montar dicho equipo si lo desea. Cómo hacer esto correctamente y qué materiales se necesitarán para la fabricación; examinaremos estas cuestiones en detalle en nuestro artículo. Consideremos primero el diseño y principio de funcionamiento del equipo, así como las ventajas de su uso.
El contenido del artículo:
Diseño y principio de funcionamiento del equipo.
Antes de comenzar a ensamblar una caldera de inducción usted mismo, debe comprender su estructura y principio de funcionamiento. Y solo después de comprender estos puntos podrás empezar a elaborar productos caseros.
¿Cómo funciona una caldera de inducción?
Para comprender cómo funcionan los equipos de inducción, es necesario familiarizarse con el principio de funcionamiento. Entonces recordemos el curso de física de la escuela.
Cuando la corriente eléctrica pasa a través de un material conductor, genera calor. En este caso, la cantidad de calor recibida será directamente proporcional al voltaje y la corriente.Este patrón fue descubierto por Joule y Lenz, quienes dan nombre a la ley física.
Pero la corriente eléctrica puede aparecer en un conductor no sólo cuando está conectado directamente a una fuente de energía. Existe otro método, descubierto en el siglo pasado por M. Faraday. Este es un método sin contacto que no implica interacción entre la fuente de energía y el conductor.
Su esencia radica en que cuando cambian los parámetros del campo magnético que atraviesa el conductor, aparece en él una fem o fuerza electromotriz.
Este fenómeno se llamó inducción electromagnética. Esto es lo que se utiliza en el funcionamiento de la caldera de inducción. Resulta que si hay un EMF, entonces habrá una corriente eléctrica y, en consecuencia, se producirá un calentamiento del conductor.
En este caso se producirá sin contacto, mediante corrientes inducidas o, como también se les llama, corrientes de Foucault.
La inducción electromagnética se puede obtener de dos formas.En el primer caso, para obtener inducción, se hace girar o mover un conductor dentro de un campo magnético constante. Este método se utiliza en generadores eléctricos.
Otra forma de obtener inducción es que el conductor permanece estacionario, mientras que los parámetros del campo magnético en el que se encuentra, es decir, la dirección de las líneas del campo y la intensidad, cambian constantemente.
Esto habría sido bastante difícil de lograr si no fuera por el descubrimiento de Oersted. Descubrió que si se enrolla un cable alrededor de una bobina, cuando se conecta una fuente de energía, se convierte en un electroimán. Cuando la dirección y la fuerza de la corriente cambian, el campo magnético que genera este dispositivo también cambiará.
Si se coloca un conductor dentro del campo, surgirá en él una corriente eléctrica, que va acompañada de calentamiento.
Es sobre este principio que se diseña una caldera de inducción. Su diseño es muy sencillo. Incluye una carcasa, que debe estar aislada térmicamente y blindada. En su interior se coloca una tubería. Lo mejor es que sea una aleación, pero también se puede utilizar acero.
Sin embargo, en este último caso, las características de rendimiento del dispositivo se verán ligeramente afectadas. La tubería se instala en un manguito de material dieléctrico.
Se enrolla una barra colectora de cobre encima del manguito utilizando el principio de bobina. Está conectado a una fuente de energía. Para conectarse al sistema de calefacción, se utilizan dos tubos a través de los cuales se moverá el refrigerante.
Cuando se aplica energía, la corriente fluye a través de la bobina y activa un campo magnético alterno, que a su vez induce corrientes parásitas dentro de la tubería. Calientan las paredes de la pieza y parcialmente el refrigerante que se encuentra en ella.
Existen variaciones de calderas de inducción con varios tubos de pequeño diámetro instalados en paralelo. Se utilizan en lugar de una tubería grande. Esto aumenta la velocidad de calentamiento del dispositivo.
De esta forma, el equipo ya puede funcionar, pero la calefacción será débil. Para amplificarlo, es necesario pasar una corriente eléctrica de alta frecuencia a través de la bobina. Por tanto, el equipo debe complementarse con un inversor y un rectificador.
La corriente alterna de la red tiene una frecuencia de 50 Hz, lo que no es suficiente para que la caldera de inducción funcione de manera eficiente. Por lo tanto, se suministra al rectificador, donde se convierte en constante.
Luego de lo cual se envía al inversor, que es un módulo electrónico con un circuito de control y dos transistores clave. El dispositivo convierte la corriente continua en alta frecuencia.
Hay que admitir que el uso de un rectificador y un inversor aumenta el coste de una caldera de inducción. Por eso, existen modelos que funcionan sin ellos. Se conectan a una red regular. Pero este equipo tiene unas dimensiones impresionantes, lo que permite aumentar su eficiencia. Los dispositivos con inversor son más compactos.
Elementos básicos de los equipos de calefacción.
Cualquier caldera de tipo inducción consta de varios elementos estructurales:
- Inductor. La parte principal del dispositivo. Es una especie de transformador con dos devanados. El primario está enrollado en el núcleo.Cuando pasa la corriente, surge un campo electromagnético que forma corrientes parásitas. El cuerpo de la caldera actúa como devanado secundario. Recibe corrientes parásitas, se calienta y transfiere energía térmica al refrigerante.
- Un elemento calefactor. Este es el núcleo de la bobina. Para la caldera, se fabrica en forma de una tubería de un diámetro suficientemente grande o de varias tuberías de sección más pequeña conectadas en paralelo.
- Tubería. Diseñado para insertar el dispositivo en la red de calefacción. Uno a la vez, el refrigerante ingresa al dispositivo, a través del segundo, el líquido sale de la caldera y se suministra al circuito de calefacción.
- Inversor. Este dispositivo - inversor — convierte la corriente eléctrica continua en corriente de alta frecuencia, que luego se suministra al inductor.
Antes de comenzar el autoensamblaje, debe considerar cuidadosamente de qué y cómo estarán hechos los elementos principales del dispositivo. Algunos de ellos los tendrás que hacer tú mismo y otros los podrás comprar.
Por ejemplo, puede utilizar un inversor de una máquina de soldar. Sería bueno si tuviera la capacidad de ajustar la potencia.
Hemos enumerado los elementos principales de una caldera de inducción.
Ventajas del autoensamblaje de un dispositivo de calefacción.
Las calderas alimentadas por electricidad tradicionalmente se consideran antieconómicas. Teniendo en cuenta que el coste de la electricidad aumenta constantemente, les cuesta a sus propietarios un buen dinero. Recomendamos consultar información detallada sobre la calefacción desde una caldera eléctrica en Este artículo.
Sin embargo, las calderas de inducción, aunque funcionan con electricidad, son bastante económicas.
Pero esta no es toda la lista de sus ventajas.
Al decidir instalar un dispositivo de este tipo, puede obtener:
- Calentamiento rápido del refrigerante. Esto lleva una media de 3 a 5 minutos.
- La eficiencia es cercana al 100%, ya que casi toda la energía eléctrica se convierte en calor.
- Alta temperatura de calentamiento del líquido en el circuito de calefacción, mínima – 35 °C.
- Falta de incrustaciones en las superficies internas del dispositivo, que se explica por las vibraciones que se producen durante el funcionamiento del dispositivo. Previenen la formación de depósitos.
- Larga vida útil, ya que no existen mecanismos ni piezas que se muevan o rocen. En consecuencia, no hay desgaste del equipo ni daños a sus componentes.
- No es necesario eliminar los productos de la combustión ni realizar actividades de mantenimiento frecuentes.
No existen muchas desventajas de las calderas de inducción. En primer lugar, este es el costo bastante alto del equipo. Además, los dispositivos producen un ligero ruido de vibración durante el funcionamiento.
Otra desventaja es el peso bastante grande, que hay que tener en cuenta a la hora de montar el dispositivo en la pared.
Instrucciones de montaje de caldera de inducción.
Los dispositivos de calentamiento por inducción se pueden comprar en la tienda, pero su costo es bastante elevado. Por eso, muchos artesanos del hogar intentan hacerlo con sus propias manos. Para hacer una caldera de inducción casera, es necesario preparar materiales y herramientas.
Primero necesitas comprar un inversor de soldadura. Puede resultar económico, pero es recomendable que el dispositivo esté equipado con un regulador de corriente.
Además, se debe prestar atención a la intensidad actual con la que funciona el dispositivo. El valor estándar para inversores de soldadura es 15A. Esto no será suficiente. Necesitas buscar una unidad más poderosa.
Además, es necesario preparar una varilla o alambre de acero inoxidable con un diámetro de unos 7 mm. Debe cortarse en fragmentos de 40 a 50 mm de largo. Serán colocados en un campo electromagnético, donde se calentarán.
Para fabricar el cuerpo de la caldera, se toma un tubo de plástico de paredes gruesas. El diámetro de la pieza puede variar, pero, como muestra la práctica, la opción óptima es un diámetro interior de 50 mm.
Los adaptadores se utilizan para conectar equipos al sistema de calefacción. A través de uno de ellos, el refrigerante frío fluirá hacia la caldera y, a través del otro, se suministrará líquido caliente al sistema.
Los fragmentos de alambre deben colocarse en la carcasa. Para evitar que se caigan, la parte inferior de la pieza se cubre con una malla fina de metal o nailon, que se fija de forma segura al cuerpo. Después de esto, puedes tender el cable dentro de la carcasa.
Ahora la parte superior de la pieza se cubre con la misma malla que la inferior y se fija a las paredes de la pieza. Se colocan adaptadores en los extremos. El resultado es una pieza en bruto a partir de la cual se fabricará la bobina de inducción.
Para hacer esto, debe enrollar un alambre de cobre esmaltado a su alrededor. En promedio, es necesario aplicar 90 vueltas. Deben ubicarse más cerca del centro de la pieza. Deben hacerse con mucho cuidado y de manera uniforme para obtener una bobina de inducción de alta calidad.
El dispositivo resultante se puede instalar en un sistema de calefacción. Esto se hace de la siguiente manera. Primero, se drena el refrigerante del sistema.
Después de esto, se selecciona la ubicación donde se instalará la caldera. Se marca la tubería en esta área, después de lo cual se corta un fragmento, de igual longitud que el dispositivo de calentamiento.
Luego se instala una caldera de inducción casera en el lugar preparado. La bobina está conectada al inversor y la instalación se puede considerar completa. Después de esto, el sistema nuevamente lleno de refrigerante.
Sólo después de esto podrás probar el nuevo dispositivo. Debe haber líquido en él.
Si enciende la caldera de inducción "en seco", la carcasa de plástico se derretirá debido a la alta temperatura. Esto provocará una destrucción parcial del sistema de calefacción, lo cual es inaceptable.
Otro punto importante es la correcta disposición de la conexión a tierra del dispositivo de calefacción, sin la cual su funcionamiento seguro es imposible.
Características de la caldera de inducción Vortex
Ya conocemos el principio de funcionamiento de un dispositivo de calentamiento por inducción. Existe una variación: una caldera de inducción de vórtice o VIN, que funciona de manera algo diferente.
Características distintivas de VIN.
Al igual que su homólogo de inducción, funciona con tensión de alta frecuencia, por lo que debe estar equipado con un inversor. La peculiaridad del dispositivo VIN es que no tiene devanado secundario.
Su función la desempeñan todas las partes metálicas del dispositivo. Están necesariamente hechos de materiales que presentan propiedades ferromagnéticas. Por lo tanto, cuando se aplica corriente al devanado primario del dispositivo, la intensidad del campo electromagnético aumenta considerablemente.
Éste, a su vez, genera una corriente cuya fuerza aumenta rápidamente. Las corrientes parásitas provocan una inversión de la magnetización, como resultado de lo cual todas las superficies ferromagnéticas se calientan muy rápidamente, casi instantáneamente.
Los dispositivos Vortex son bastante compactos, pero debido al uso de metal, su peso es elevado. Esto tiene la ventaja añadida de que todos los elementos macizos de la carcasa participan en el intercambio de calor. Por tanto, la eficiencia de la unidad se acerca al 100%.
Esta característica del dispositivo debe tenerse en cuenta si decide fabricar usted mismo una caldera VIN. Solo puede estar hecho de metal, no se debe utilizar plástico.
¿Cómo montar un dispositivo de inducción de vórtices?
Como ya sabemos, una caldera de este tipo se diferencia de su contraparte de inducción, pero es igual de fácil fabricarla usted mismo. Es cierto que ahora necesitará habilidades de soldadura, porque el dispositivo debe ensamblarse solo con piezas metálicas.
Para trabajar necesitarás:
- Dos trozos de tubo metálico de paredes gruesas y de igual longitud. Sus diámetros deben ser diferentes, para que una pieza pueda colocarse dentro de otra.
- Alambre de cobre enrollado (esmaltado).
- Inversor trifásico, quizás de una máquina de soldar, pero lo más potente posible.
- Carcasa para aislamiento térmico de la caldera.
Ahora puedes ponerte a trabajar. Empezamos por realizar el cuerpo de la futura caldera. Cogemos un tubo de mayor diámetro e insertamos la segunda parte en su interior. Deben soldarse entre sí para que quede cierta distancia entre las paredes de los elementos.
La parte resultante en sección transversal se parecerá a un volante. Como base y tapa de la carcasa se utiliza una chapa de acero con un espesor de al menos 5 mm.
El resultado es un tanque cilíndrico hueco. Ahora es necesario cortar en sus paredes tuberías para suministrar frío y descargar líquido caliente. La configuración de la tubería y su diámetro dependen de las tuberías del sistema de calefacción; es posible que se necesiten adaptadores adicionales.
Después de esto, puedes comenzar a enrollar el cable. Se enrolla con cuidado sobre el cuerpo de la caldera bajo suficiente tensión.
En realidad, el alambre enrollado servirá como elemento calefactor, por lo que es aconsejable cubrir el cuerpo del dispositivo con una carcasa termoaislante. De esta forma será posible retener el máximo calor y, en consecuencia, aumentar la eficiencia del dispositivo y hacerlo seguro.
Ahora necesitas conectar la caldera al sistema de calefacción. Para hacer esto, se drena el refrigerante, se corta la longitud requerida de la tubería y se suelda el dispositivo en su lugar.
Solo queda alimentar el dispositivo de calefacción y no olvidar conectarle el inversor. El dispositivo está listo para usar. Pero antes de realizar la prueba, es necesario llenar la línea con refrigerante.
¿No sabes qué refrigerante elegir para llenar el circuito? Le recomendamos que lea características de varios refrigerantes y recomendaciones para elegir el tipo óptimo de fluido para el circuito de calefacción.
Sólo después de bombear refrigerante al sistema, realice una prueba de funcionamiento.
Primero debe ejecutar el dispositivo a la potencia mínima y controlar cuidadosamente la calidad de las soldaduras. Si todo está en orden aumentamos la potencia al máximo.
En nuestro sitio web hay otras instrucciones para fabricar un dispositivo de inducción que se puede utilizar para calentar el refrigerante en el sistema de calefacción. Para familiarizarse con el proceso de montaje de un calentador de inducción, vaya a este enlace.
Modelo inusual de dispositivo de inducción.
Esta modificación de la caldera de inducción puede parecer muy inusual, sin embargo, tiene derecho a existir.
Además, la práctica demuestra que un dispositivo de este tipo es mucho más económico que una caldera con elemento calefactor estándar. Calentar un billete estándar de tres rublos requerirá entre 1,8 y 2,5 kW por hora, mientras que una caldera eléctrica consumirá al menos 6 kW.
En realidad, la caldera es un intercambiador de calor integrado en el sistema de calefacción, que se calienta mediante una estufa eléctrica de inducción.
Un eslabón importante en el diseño es el intercambiador de calor, que debe ser compacto, fiable y lo más económico posible. Los cálculos muestran que para calentar un apartamento de unos 50 metros cuadrados. m, será suficiente un dispositivo que funcione con 40 litros de refrigerante.
Es decir, necesitará un tanque metálico plano, cuyas dimensiones varían entre 50x600x500 mm. Es muy posible hacer un contenedor de este tipo soldándolo con tubos de perfil de 50x50.
El trabajo se realiza en la siguiente secuencia:
- El tubo de 50x50 se corta en trozos de 600 mm de largo. En total, debe haber entre 9 y 10 piezas.
- Los tramos resultantes se sueldan entre sí según el principio “de pared a pared” de modo que se obtiene una fila continua de tubos.
- Se cortan dos secciones más de la tubería para que su longitud sea igual al ancho de la pieza de trabajo resultante.
- Se corta una pared de ambos fragmentos de tubería resultantes.
- La pieza se instala con la pieza cortada sobre los tubos soldados entre sí de modo que se obtenga una pieza en bruto que se asemeja a un colector. El fragmento está soldado al intercambiador de calor.
- El segundo tramo de tubería se instala de la misma forma en el lado opuesto.
- Las boquillas están soldadas en secciones diagonalmente opuestas del intercambiador de calor para la conexión al sistema de calefacción.
- La estructura se escalda con cuidado, ya que debe estar completamente sellada.
El intercambiador de calor está listo, se puede instalar en su lugar y se puede suministrar una fuente de calor debajo. La práctica demuestra que es mejor instalar un sistema de este tipo en un baño mediante instalación vertical.
El intercambiador de calor está soldado al sistema de calefacción y la baldosa se coloca entre este y la pared.
Los artesanos del hogar afirman que si conecta un inversor a dicho dispositivo, su consumo de energía se reducirá significativamente.
Después de leer las instrucciones, ¿te parece difícil y peligroso hacer calderas caseras? ¿Dudas que un producto casero sea más económico al utilizar electricidad para calentar el refrigerante en el sistema de calefacción? En este caso, la mejor solución será comprar una unidad de calefacción ya preparada.
Nuestro sitio web contiene materiales útiles sobre cómo elegir la mejor caldera eléctrica y una calificación de los modelos más populares entre los compradores. También le recomendamos que se familiarice con las características del cálculo del consumo de energía de una caldera y otras opciones para la calefacción eléctrica de la casa:
- Caldera eléctrica para calentar una casa privada: revisión de los diez mejores modelos de calderas eléctricas
- ¿Cuánta electricidad consume una caldera eléctrica: reglas de cálculo?
- Calefacción eléctrica en una casa privada: descripción general de los tipos de sistemas para una casa de campo.
Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.
Cómo montar usted mismo una caldera de inducción:
Cómo funciona un calentador de inducción casero:
¿Qué es el calentamiento por inducción?
Una caldera de inducción es el más económico y eficiente de todos los dispositivos de calefacción que funcionan con electricidad. Existen muchas modificaciones de los dispositivos de inducción caseros, puede elegir la que sea más adecuada para las condiciones de funcionamiento.
Para comprar un dispositivo de este tipo en una tienda, tendrá que gastar una cantidad significativa, por lo que los artesanos del hogar aprendieron a hacerlos ellos mismos..
¿Utilizas una caldera de inducción casera como dispositivo de calefacción? Comparte una foto de tu producto casero y las instrucciones de montaje en la sección de comentarios.
¿O tal vez estás a punto de empezar a fabricar una caldera y todavía tienes dudas sin resolver después de leer nuestro artículo? No dudes en preguntarles, intentaremos ayudarte.
Para ser honesto, la viabilidad de autoensamblar una caldera de inducción parece dudosa. El precio no será mucho más barato que el de los económicos chinos, e incluso los nacionales. Y la efectividad de un producto casero realizado por una persona sin experiencia será cuestionable.
Aceptar. Además, si las dudas sólo se plantean en términos de eficiencia, también está en duda la seguridad de dichos dispositivos. Yo desconfiaría de vivir al lado de una caldera de calentamiento por inducción casera de este tipo.
Hola, soy radioaficionado en Internet, miré todo tipo de circuitos de calentadores de inducción diferentes y decidí montar uno de los circuitos en irfp260 a 24 voltios y funciona perfectamente, luego decidí montar una caldera de inducción en una soldadura. inversor Necesito la ayuda de profesionales Tengo un invernadero de 20 m por 10 m 200 kV .metros, decidí instalar un radiador con ventilador de aire acondicionado en lugar de una batería con una caldera de inducción casera, así es como mantendrá el calor