Cómo hacer un calentador de inducción con tus propias manos a partir de un inversor de soldadura.

Las calderas de calentamiento por inducción son dispositivos que se caracterizan por una eficiencia muy alta. Pueden reducir significativamente los costos de energía en comparación con los dispositivos tradicionales equipados con elementos calefactores.

Los modelos de producción industrial no son baratos. Sin embargo, cualquier artesano hogareño que posea un simple conjunto de herramientas puede hacer un calentador de inducción con sus propias manos. Para ayudarlo, le ofrecemos una descripción detallada del principio de funcionamiento y montaje de un calentador eficaz.

Principio de funcionamiento del calentador de inducción.

El calentamiento por inducción es imposible sin el uso de tres elementos principales:

• inductor;
• generador;
• elemento de calefacción.

Un inductor es una bobina, normalmente hecha de alambre de cobre, que genera un campo magnético. Se utiliza un alternador para producir una corriente de alta frecuencia a partir de la corriente eléctrica doméstica estándar de 50 Hz.

Como elemento calefactor se utiliza un objeto metálico capaz de absorber energía térmica bajo la influencia de un campo magnético. Si conectas estos elementos correctamente, podrás obtener un dispositivo de alto rendimiento que es perfecto para calentar líquido refrigerante y calefacción del hogar.

Mediante un generador, se suministra al inductor una corriente eléctrica con las características necesarias, es decir sobre una bobina de cobre. Al atravesarlo, una corriente de partículas cargadas forma un campo magnético.

El principio de funcionamiento de los calentadores de inducción se basa en la aparición de corrientes eléctricas dentro de los conductores que aparecen bajo la influencia de campos magnéticos.

La peculiaridad del campo es que tiene la capacidad de cambiar la dirección de las ondas electromagnéticas a altas frecuencias.Si se coloca algún objeto metálico en este campo, comenzará a calentarse sin contacto directo con el inductor bajo la influencia de las corrientes parásitas creadas.

La corriente eléctrica de alta frecuencia suministrada desde el inversor a la bobina de inducción crea un campo magnético con un vector de ondas magnéticas en constante cambio. El metal colocado en este campo se calienta rápidamente.

La ausencia de contacto permite que las pérdidas de energía durante la transición de un tipo a otro sean insignificantes, lo que explica la mayor eficiencia de las calderas de inducción.

Para calentar agua para el circuito de calefacción, basta con asegurar su contacto con un calentador metálico. A menudo se utiliza una tubería de metal como elemento calefactor, a través del cual simplemente se pasa un chorro de agua. El agua enfría simultáneamente el calentador, lo que aumenta significativamente su vida útil.

El electroimán de un dispositivo de inducción se obtiene enrollando un alambre alrededor de un núcleo de ferroimán. La bobina de inducción resultante se calienta y transfiere calor al cuerpo calentado o al refrigerante que fluye cerca a través del intercambiador de calor.

Ventajas y desventajas del dispositivo.

Hay muchas "ventajas" de un calentador de inducción de vórtice. Se trata de un circuito sencillo de autoproducción, mayor fiabilidad, alta eficiencia, costes energéticos relativamente bajos, larga vida útil, baja probabilidad de averías, etc.

La productividad del dispositivo puede ser significativa; unidades de este tipo se utilizan con éxito en la industria metalúrgica. En términos de velocidad de calentamiento del refrigerante, los dispositivos de este tipo compiten con confianza con las calderas eléctricas tradicionales; la temperatura del agua en el sistema alcanza rápidamente el nivel requerido.

Durante el funcionamiento de la caldera de inducción, el calentador vibra ligeramente. Esta vibración elimina la cal y otros posibles contaminantes de las paredes de la tubería de metal, por lo que rara vez es necesario limpiar un dispositivo de este tipo. Por supuesto, el sistema de calefacción debe protegerse de estos contaminantes mediante un filtro mecánico.

Una bobina de inducción calienta el metal (tubo o trozos de alambre) colocado en su interior mediante corrientes parásitas de alta frecuencia, sin necesidad de contacto.

El contacto constante con el agua minimiza la probabilidad de que el calentador se queme, lo cual es un problema bastante común en las calderas tradicionales con elementos calefactores. A pesar de las vibraciones, la caldera funciona de forma extremadamente silenciosa y no es necesario un aislamiento acústico adicional en el lugar de instalación.

Otra ventaja de las calderas de inducción es que casi nunca tienen fugas, a menos que el sistema esté instalado correctamente. Esta es una cualidad muy valiosa para Calefacción eléctrica, ya que elimina o reduce significativamente la probabilidad de que ocurran situaciones peligrosas.

La ausencia de fugas se debe al método sin contacto de transferir energía térmica al calentador. Usando la tecnología descrita anteriormente, el refrigerante se puede calentar casi hasta el estado de vapor.

Esto proporciona suficiente convección térmica para fomentar el movimiento eficiente del refrigerante a través de las tuberías. En la mayoría de los casos, el sistema de calefacción no tendrá que estar equipado con una bomba de circulación, aunque todo depende de las características y el diseño del sistema de calefacción específico.

A veces bomba de circulación necesario. Instalar el dispositivo es relativamente fácil. Aunque esto requerirá algunas habilidades en la instalación de electrodomésticos y tuberías de calefacción.Pero este dispositivo cómodo y fiable tiene una serie de desventajas que también conviene tener en cuenta.

Por ejemplo, una caldera calienta no sólo el refrigerante, sino también todo el espacio de trabajo que lo rodea. Es necesario asignar una habitación separada para dicha unidad y eliminar todos los objetos extraños de ella. Para una persona, permanecer mucho tiempo cerca de una caldera en funcionamiento también puede resultar peligroso.

Los calentadores de inducción requieren corriente eléctrica para funcionar. Tanto los equipos caseros como los fabricados en fábrica están conectados a una red de CA doméstica.

El dispositivo requiere electricidad para funcionar. En zonas donde no hay libre acceso a este beneficio de la civilización, una caldera de inducción será inútil. E incluso cuando hay frecuentes cortes de energía, demostrará una baja eficiencia. Si el dispositivo se manipula descuidadamente, puede producirse una explosión.

Si sobrecalienta el refrigerante, se convertirá en vapor. Como resultado, la presión en el sistema aumentará bruscamente, lo que las tuberías simplemente no pueden soportar y estallarán. Por lo tanto, para el funcionamiento normal del sistema, el dispositivo debe estar equipado con al menos un manómetro y, mejor aún, un dispositivo de parada de emergencia, un termostato, etc.

Todo esto puede aumentar significativamente el coste de una caldera de inducción casera. Aunque el dispositivo se considera prácticamente silencioso, no siempre es así. Algunos modelos aún pueden producir algo de ruido por varias razones. Para un dispositivo fabricado por usted mismo, la probabilidad de que se produzca tal resultado aumenta.

Prácticamente no hay componentes de desgaste en el diseño de los calentadores de inducción tanto fabricados en fábrica como caseros. Duran mucho y funcionan perfectamente

Pasos caseros

Hacer un dispositivo de este tipo usted mismo no es tan difícil. Para esto necesitarás:

1. Haz un elemento calefactor.
2. Haz una bobina inductora con alambre de cobre.
3. Tome un alternador listo para usar.
4. Conecte el calentador con la bobina al sistema de calefacción.
5. Conecte la bobina al generador.
6. Conecte la alimentación al sistema.
7. Realice una prueba para comprobar el funcionamiento de la unidad.

En los modelos industriales, se utiliza una tubería de metal con paredes gruesas como calentador, pero es muy difícil y no tiene mucho sentido proporcionar suficiente energía a un dispositivo casero para calentar dicho elemento. La bobina de inducción es capaz de calentar cualquier metal, por lo que se puede modificar el calentador.

Los modelos industriales de calderas de inducción están equipados con un elemento calefactor hecho de un tubo de metal grueso. Es difícil copiar una unidad así en casa.

Un trozo de tubo de plástico se utiliza como carcasa para un calentador de inducción de un inversor de soldadura. Debe tener un diámetro un poco mayor que el de los tubos de calefacción. La longitud del tubo del calentador puede ser de aproximadamente un metro, el diámetro interno puede variar entre 50 y 80 mm.

Para conectar el calentador al sistema, se deben instalar adaptadores en las partes inferior y superior de la carcasa. La parte inferior de la tubería debe cubrirse con una rejilla, luego se coloca un relleno dentro del cuerpo, que consiste en pequeñas partículas de metal. El relleno se puede obtener, por ejemplo, de alambre, varilla, tubo metálico estrecho, etc.

La longitud de los segmentos se puede variar arbitrariamente. La mayoría de las veces, para esto se utiliza alambre de acero con un diámetro de 6-8 mm, que simplemente se corta en trozos pequeños. Algunos artesanos recomiendan cortarlo en varillas largas, de unos 90 cm, es decir. casi a lo largo del calentador.

Para el cuerpo del elemento calefactor de una caldera de inducción, que usted mismo hizo, necesitará un tubo de plástico ancho, de unos 50 mm de diámetro.

Cuanto mayor sea la resistencia magnética del acero del que está hecho el alambre, mejor se calentará. Dependiendo del tamaño de estas piezas se selecciona una malla protectora, que se monta en la parte inferior de la carcasa. El relleno se vierte o se coloca en la tubería hasta la parte superior. Después de esto, la parte superior también se cubre con una malla.

El diagrama le permite hacerse una idea de cómo conectar la bobina de inducción al calentador de la caldera y a la máquina de soldar.

Así, un calentador casero para caldera de inducción parece un tubo de plástico grueso, relleno de trozos de metal y cerrado por ambos lados con una malla. El calefactor dispone de adaptadores en la parte superior e inferior para la conexión al circuito de calefacción. La tubería de polímero para el calentador debe tener paredes bastante gruesas.

Además, ningún plástico es adecuado para estos fines; el material debe resistir los efectos de un calor bastante fuerte y al mismo tiempo no liberar sustancias peligrosas a la atmósfera ni al refrigerante. Ahora necesitas hacer una parrilla de inducción. Para hacer esto, tome un cable de cobre y enróllelo directamente en el cuerpo del calentador.

Algunos modelos de calentadores de inducción caseros utilizan un tubo de cobre estrecho en lugar de un tubo de plástico. Esta no es la mejor opción, ya que no será fácil enrollar correctamente dicho elemento en espiral.

Cuantas más vueltas de alambre, mejor. Se cree que la bobina de inducción debe tener al menos 90 vueltas. El inductor se enrolla muy apretado en la tubería, no debe haber espacios entre las vueltas.

Para el devanado es adecuado un cable de cobre aislado de 1-1,5 mm.Aquí no se necesita un cable más grueso, ya que complicará el trabajo de enrollado y será más difícil colocar las espiras juntas.

Este diagrama ayudará a conectar correctamente la bobina inductora a la máquina de soldar inverter, si se hace incorrectamente la bobina se convertirá en un electroimán (+)

La presencia de espacios puede provocar ruido debido a la vibración que acompaña al funcionamiento de dicha unidad. Con el tiempo, esta situación puede provocar la destrucción del aislamiento, lo que provocará un cortocircuito entre vueltas.

Además de los adaptadores, se deben instalar válvulas de cierre en la parte superior e inferior. Son necesarios para permitir, si es necesario, cerrar el agua en el circuito de calefacción.

A la hora de instalar el calentador, recuerde que su extremo inferior debe estar dirigido hacia el tubo de retorno, tubo diseñado para recoger el refrigerante enfriado en sistema de calefacción de dos tubos. La forma más sencilla de conseguir un generador de campo alterno es coger un inversor de una máquina de soldar.

Los contactos de la bobina de inducción están conectados a los polos del inversor. Tan pronto como se suministre energía a la unidad y se encienda, la caldera de inducción casera comenzará a funcionar.

Para fabricar un dispositivo de este tipo, incluso una máquina de soldar económica es adecuada, por ejemplo, un modelo de fabricación china, que le permite regular la intensidad de la corriente, a partir de un nivel de 10 A. Se debe instalar un sensor de termostato cerca del adaptador en el suministro. A través de este termostato se conecta el inversor de soldadura.

Se deben instalar diodos rectificadores en las salidas. Para hacer esto, deberá abrir el cuerpo de la máquina de soldar y soldar los conductores a la salida, luego conectarlos a los diodos.Si se conecta directamente sin diodos, entonces fluirá una corriente con un voltaje rectificado hacia el devanado y la bobina funcionará como un electroimán y no como un inductor.

Para crear una espiral de inducción, se recomienda utilizar alambre de cobre con una sección transversal de 1,5 mm en una funda aislante confiable; es necesario realizar unas 90 vueltas.

Algunas máquinas de soldar modernas tienen un sensor táctil que comienza a funcionar en el momento en que el electrodo toca la superficie de trabajo. Este punto hay que tenerlo en cuenta para que el sensor se dispare en el momento adecuado o no afecte al funcionamiento de la caldera casera.

Si un artesano sin experiencia tiene problemas para modificar una máquina de soldar, es mejor que busque asesoramiento profesional.

Para hacer una caldera de inducción con sus propias manos, puede tomar cualquier máquina de soldar con las características adecuadas. Si es necesario, el aparato se puede volver a utilizar para trabajos de soldadura.

Si todo se hace correctamente, la máquina de soldar se podrá utilizar en el futuro para el fin previsto. Será necesario desoldar los conductores con los diodos y volver a montarlos. Cuando se expone a corriente alterna de alta frecuencia, la bobina de inducción creará un campo magnético.

El metal dentro de la carcasa de polímero comenzará a calentarse y transferirá calor al agua, que circula por el circuito de calefacción. El dispositivo solo tardará unos minutos en calentar el refrigerante.

La ubicación del calentador de inducción debe elegirse correctamente. La unidad debe ubicarse a 800 mm por debajo del nivel del techo y debe estar separada de paredes y muebles al menos 300 mm.

Algunas palabras sobre seguridad

Las calderas de inducción caseras no suelen estar equipadas con sistemas de control y protección, lo que las hace inseguras.Por lo tanto, antes de encender la unidad, debe asegurarse de que la cavidad de la carcasa esté llena de líquido refrigerante.

Si el cuerpo polimérico del calentador se calienta constantemente sin lavarlo con refrigerante, simplemente se derretirá, a veces esto conduce no solo a la deformación del calentador, sino también a su daño total.

Las unidades de este tipo se utilizan a menudo para calentar y fundir metales. Las altas temperaturas generadas por un calentador de inducción requieren una cuidadosa atención a las cuestiones de seguridad.

La pérdida de relleno metálico caliente del cuerpo fundido también puede ser peligrosa. En este caso, tendrá que desmontar casi por completo el dispositivo y fabricarle un nuevo elemento calefactor.

La conexión a la fuente de alimentación debe realizarse mediante un cable independiente del panel. Por supuesto, es necesario cubrir cuidadosamente todos los contactos con aislamiento. El inversor de la máquina de soldar también debe estar conectado a tierra, este es un punto importante para garantizar la seguridad.

En este caso, necesitará un cable con una sección transversal de al menos cuatro milímetros. Algunos expertos recomiendan dar preferencia a un cable de seis milímetros. Para evitar el sobrecalentamiento de un calentador de inducción casero debido a la falta de agua en el sistema, se recomienda instalar una válvula de sobrepresión en la entrada del calentador.

Un dispositivo de calentamiento por inducción ocupa relativamente poco espacio, pero debe colocarse a cierta distancia del techo, paredes, muebles, etc.

Un dispositivo casero de este tipo, que no está equipado con equipo de protección especial, es un objeto potencialmente peligroso que requiere un control constante. Por lo tanto, vale la pena gastar un poco más de dinero pero comprando los dispositivos necesarios.

Al mismo tiempo, no está de más estimar los costos; tal vez comprar una caldera de inducción ya preparada no cueste mucho más. Los dispositivos industriales suelen estar equipados con toda la protección necesaria.

Características y tecnología de fabricación paso a paso de otra versión de una caldera de inducción casera para un sistema de calefacción. se dan aquí.

Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.

Vídeo #1. Descripción general de los principios del calentamiento por inducción:

Vídeo #2. Una opción interesante para realizar un calentador de inducción:

Para instalar un calentador de inducción, no es necesario obtener el permiso de las autoridades reguladoras; los modelos industriales de dichos dispositivos son bastante seguros y son adecuados tanto para una casa privada como para un apartamento común. Pero los propietarios de unidades caseras no deben olvidarse de las precauciones de seguridad.

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