Bricolage par chaudière à induction: base théorique et mise

Le système de chauffage par induction présente-t-il de réels avantages? Est-il économique par rapport aux éléments chauffants? Comment fonctionne une chaudière à induction? Est-il possible de l'assembler soi-même? Essayons de répondre à ces questions.

C'est quoi

L’essence du phénomène de l’induction électromagnétique, découverte par Michael Faraday en 1831, est qu’un courant électrique est excité dans un conducteur placé dans un champ magnétique. L’effet, en particulier, est à la base du principe de fonctionnement de tout transformateur moderne.

Si deux enroulements isolés sont enroulés sur un noyau ferromagnétique et s’appliquent à l’un d’eux, par exemple, 220 volts, le second provoquera une tension liée à ces 220 volts, tout comme le nombre de tours de l’enroulement secondaire se réfère au nombre de tours du primaire.

À partir des enroulements du transformateur, vous pouvez supprimer la tension avec les caractéristiques nécessaires et l'utiliser pour faire fonctionner le moteur électrique ou l'électronique. Mais que se passe-t-il si vous mettez un ferromagnétique qui n'est connecté à rien dans le bobinage générateur de bobinage?

De toute évidence, la force électromotrice résultante est complètement convertie en énergie cinétique de mouvement de ses molécules. Simplement mis - dans la chaleur.

Référence: c’est ainsi que fonctionnent les cuiseurs à induction et les fours de fusion dans les aciéries.

Viens. Que faire si vous mettez un noyau ferromagnétique dans un flux d’eau se déplaçant en boucle fermée? Évidemment, l'eau va le refroidir et se réchauffer.

Ainsi, à la sortie, nous obtenons une chaudière électrique finie pour le chauffage par datcha.

Il suffit de résoudre quelques problèmes techniques:

• Choisissez un noyau de matériau non corrosif.
• Isolez-le de la bobine, tout en assurant l'intégrité de la structure.
• Assurez-vous que la bobine elle-même ne surchauffe pas lorsque de forts courants la traversent.

Avantages du circuit d'induction

En règle générale, le prix des chaudières à induction fabriquées en usine est sensiblement plus élevé que celui des analogues de TEN et il commence à 20 000 ou 3 000 roubles avec une puissance de 4 kilowatts de l'appareil.

Afin de ne pas être sans fondement, nous présentons les paramètres de plusieurs appareils présents sur le marché russe.

Pour justifier le coût plus élevé, fabricants et vendeurs invoquent deux arguments:

1. La chaudière à induction est plus durable que l'analogue Tenov.
2. Il permet des économies d'électricité significatives (jusqu'à 40-50%), ce qui permettra aux dépenses de payer rapidement.

Essayons d'évaluer la véracité des deux déclarations.

La durabilité

La vérité absolue est que la conception de l'induction est exceptionnellement tolérante aux pannes et durable.

Les raisons?

• Il n'y a pas de pièces mobiles dans la chaudière. Si c'est le cas - il n'y a pas d'usure mécanique de la structure.
• Il est exempt du problème principal des éléments chauffants - le chaulage des éléments chauffants. Le tartre chaux isole progressivement les réchauffeurs tubulaires et les fait surchauffer.

C’est curieux: lorsqu’il est excité au cœur d’un inducteur à courants de Foucault, il vibre de manière subtile, ce qui contribue à l’auto-nettoyage de la surface.

L'efficacité

Rappelons-nous les bases de la physique.

• Du point de vue de Sir Isaac Newton, l’énergie ne va nulle part et n’est prise nulle part. Le mouvement perpétuel n'est pas possible; Pour chauffer un volume fixe d'air à 10 degrés, vous devez dépenser une quantité d'énergie thermique strictement définie, quelle que soit la conception de l'appareil de chauffage.

• Pour toute transformation d'énergie, quel que soit son type, il exécute éventuellement un travail physique (c'est-à-dire déplace un objet avec une masse non nulle contre le vecteur de gravité) ou est utilisé pour chauffer l'environnement.

Nous soulignons: L’efficacité de tout appareil électrique de chauffage direct est de 100%.

Toute l'électricité consommée est complètement convertie en chaleur; 1 kW de puissance électrique peut être obtenue 1 kW de chaleur.

Ainsi, la seule chose qui pourrait théoriquement expliquer le rendement supposé plus élevé d'une chaudière à induction est une dissipation de chaleur moindre dans l'environnement.

Cet argument ne tient pas l'eau:

1. Lors de l'installation de la chaudière dans une pièce chauffée, la chaleur non absorbée par le liquide de refroidissement est toujours consommée pour le chauffage.

1. Avec 50% de perte de chaleur en moins, avec une isolation thermique comparable ou inférieure à celle du corps de la chaudière, il est douteux.

Les conclusions sont évidentes:

• La valeur marchande des appareils à induction est à tort élevée.
• Leur économie - comme l’a dit l’un des héros de Boulgakov - un cas typique des prétendus mensonges. La puissance électrique de l'appareil est choisie sur la base de 40 watts par mètre cube de pièce chauffée. Tenter de chauffer une maison de 200 mètres de long avec un appareil de 4 kilowatts ne fera qu’aider l’acheteur récent à se rendre compte qu’il était trop naïf.

Mains folles

En dépit des tonnes d'informations erronées, le circuit d'induction lui-même a plus que droit à la vie. La valeur marchande gonflée donne tout naturellement à l’idée de fabriquer des chaudières à induction de vos propres mains. Comment faire ça?

Le logement

Ce devrait être:

• Diélectrique.
• Assez fort.
• Permettant de le connecter hermétiquement au circuit de chauffage.

La solution la plus simple et la plus évidente est un tuyau en polypropylène d'un diamètre de 40 millimètres. Idéalement, avec un renforcement de fibres, ce qui aura un effet très positif sur les propriétés de résistance de la coque.

Enroulement

Afin d'isoler la bobine d'inductance qui chauffe du polypropylène thermoplastique lorsqu'il est alimenté, il est souhaitable de coller plusieurs bandes de textolite sur le boîtier. Que coller? La solution la plus simple et la plus évidente est le mastic à la silicone: il présente une adhérence acceptable sur les plastiques et est bien toléré par une chaleur modérée.

Un point important: il est préférable de prendre des mastics de fabricants renommés (Ceresit, Moment, etc.). Les mastics bon marché en diffèrent en premier lieu par une adhérence bien pire sur les surfaces problématiques, ce qui inclut bien sûr la paroi lisse du tuyau en polypropylène.

La bobine elle-même est enroulée avec un fil de cuivre émaillé d'un diamètre d'environ 1,5 millimètre (section transversale 2,25 mm2). La longueur totale de l'enroulement devrait être de 10-15 mètres. Les bobines s’appliquent mieux avec un petit espace constant.

Noyau

Que devrait-il être?

• Conducteur. Les courants de Foucault ne seront pas induits dans le diélectrique.
• Ferromagnétique. Diamagnetic n'interagira pas avec le champ électromagnétique.
• Inoxydable. La corrosion dans un circuit de chauffage fermé est clairement inutile.

Voici quelques solutions possibles.

• Visser la tarière bien ajustée dans le tube. En se déplaçant le long des rainures, l'eau absorbe le maximum de chaleur.
• Fil d'acier inoxydable haché. Ce n'est pas très pratique car la chaudière improvisée devra être limitée des deux côtés par une grille métallique.
• Hérissons enroulés dans du fil de nichrome, fermement insérés dans le tuyau.
• Enfin, l’instruction la plus simple: de la même manière, des torchons en métal (inoxydable) peuvent être placés dans le tuyau.

Une fois que le noyau a pris sa place, la chaudière est fournie des deux côtés avec des adaptateurs en polypropylène de 40 mm de diamètre pour les filets DU20 ou DU25. Ils ne permettront pas au noyau de tomber et à la chaudière d'être montés dans n'importe quel circuit, laissant les connexions pliables.

Convertisseur de puissance

Que se passe-t-il si vous connectez simplement l'inducteur enroulé par nous à la sortie?

Faisons un calcul simple.

• La résistivité du conducteur en cuivre à + 20 ° С est de 0,175 Ω * mm2 / m.
• Avec une section de 2,25 mm et une longueur de 10 mètres, la résistance totale de la bobine sera égale à 0,175 / 2,25 * 10 = 0,7 Ohm.
• Par conséquent, lorsqu'il est appliqué à un conducteur de 220 volts, un courant de 220 / 0,7 = 314 A le traversera.

À titre de comparaison: lors du calcul du câblage pour le cuivre, la section transversale est sélectionnée au taux de 10 A / mm2.

Le résultat est un peu prévisible: lorsque le courant est fourni plus de 10 fois supérieur à celui calculé, notre conducteur fondra tout simplement.

La solution évidente consiste à réduire la tension d'alimentation. Le convertisseur doit être suffisamment puissant pour fournir au moins 2,5 à 3 kilowatts.

Un inverseur fini de cette puissance peut être un inverseur de soudage à courant réglable. Ce réglage évite non seulement aux enroulements de surchauffer, mais vous permet également d’ajuster en douceur la puissance effective de la chaudière. Avec une tension de sortie de l’inverseur de 80 volts, la puissance maximale de sécurité pour la température de l’enroulement sera d’environ 2 kW.

Les dépenses

Parmi les coûts importants, il convient de mentionner, peut-être, un onduleur de soudage (à partir de 6 000 roubles) et un fer à souder pour le polypropylène (à partir de 1 000 roubles). Encore un maximum de 1000 conviendra à tous les autres achats.

Conclusion

Nous espérons que nos recommandations seront utiles au lecteur. Dans la vidéo jointe à l'article, vous trouverez des informations supplémentaires sur la fabrication indépendante d'une chaudière à induction. Des succès!