Le principe de fonctionnement du chauffage par induction

Un chauffage inductif fonctionne par l'interaction de courants de Foucault générés par le champ électromagnétique de l'inducteur avec une surface métallique. Il existe plusieurs schémas pour fabriquer un radiateur à induction de vos propres mains. Les plus abordables d'entre eux sont des structures constituées de tuyaux en polypropylène et d'un inverseur de soudage.

Le principe de fonctionnement du chauffage par induction

Lorsqu'un courant électrique alternatif circule le long de la bobine de l'inducteur, un champ électromagnétique se forme autour d'elle. Lorsqu'un noyau métallique aux propriétés magnétiques est placé au milieu de la bobine, sa température augmente. Ce chauffage par induction est un phénomène provoqué par des courants de Foucault. Elle n'est observée que lorsque la self est alimentée par un courant électrique alternatif, qui a une fréquence de changements de signe et de direction suffisante. Lorsqu'un courant continu est appliqué à une partie inductive, il n'y a pas de changement de température à cœur.

Le fonctionnement de l'inducteur pour chauffer les pièces est basé sur ce principe. Le composant principal de l'unité dans la plupart des cas est une configuration en spirale en métal. Dans les plaques de cuisson, ce rôle est joué par un élément aplati situé à faible distance de la plaque. Dans une chaudière de chauffage, le rôle d'inducteur est joué par un tube en acier rempli d'un fluide caloporteur (sa fonction est assurée par un liquide).

Les composants importants de l'unité considérée sont l'alternateur et l'élément chauffant. Le premier est utilisé pour obtenir une alimentation d'une fréquence suffisamment élevée à partir d'un réseau électrique résidentiel typique de 50 Hz. La seconde est une structure métallique capable d'absorber la chaleur dans l'espace du champ. Le générateur envoie un courant électrique ajusté aux paramètres requis à l'inducteur (élément en spirale). Dans ce cas, un flux de particules chargées traverse la bobine, créant un champ. Le métal placé dans la zone de son action est chauffé par l'action des courants de Fouquet sans contact direct avec l'inducteur. Pour chauffer l'eau dans une telle unité, elle doit être en contact avec l'élément chauffant. L'exemple le plus simple d'une telle conception serait un tuyau métallique à travers lequel passe un courant d'eau. Au cours du processus, le liquide refroidit les parois, ce qui prolonge la durée de vie de la structure.

Avantages et inconvénients de l'appareil

Le chauffage par induction peut offrir un certain nombre d'avantages que l'utilisation de fixations d'électrodes ne peut pas fournir. Le chauffage du liquide étant effectué par un élément métallique qui ne participe pas aux réactions électrochimiques, la durabilité de l'appareil ne dépend que de la bobine. La durée de son fonctionnement est déterminée par la durée de fonctionnement de l'appareil. Certains inducteurs restent opérationnels pendant plus de 10 ans. Ceci est également lié à la compatibilité de l'unité avec différents types de fluides caloporteurs. En plus de l'eau plate, les huiles pour machines et les compositions antigel conviennent à ce rôle.

Les parties internes de l'unité ne sont pas couvertes d'accumulations de calcaire pendant l'utilisation.En raison du contact constant avec le liquide, la possibilité de surchauffe des pièces est réduite, ce qui contribue également à une prolongation de la durée de vie. La convection dans l'appareil atteint généralement un niveau suffisant pour qu'il ne soit pas nécessaire d'installer une pompe de circulation. Il n'y a pas besoin de mesures d'insonorisation - l'appareil fonctionne assez silencieusement.

Cependant, le chauffage par induction a aussi des faiblesses :

1. L'appareil a besoin d'énergie électrique pour fonctionner. Dans une pièce où il n'y a pas d'électricité ou il n'y a aucun moyen d'y accéder, la chaudière ne pourra pas fonctionner. Dans les endroits où le réseau est régulièrement interrompu, il ne fonctionnera pas efficacement.
2. Lorsque la température augmente trop, le liquide caloporteur se transforme en un état gazeux. Cela provoque une forte augmentation de la pression dans la structure, ce qui peut entraîner une rupture de la conduite. Pour éviter que cela ne se produise, il sera nécessaire d'équiper l'installation de dispositifs de contrôle de la pression et de la température. Il peut s'agir d'un manomètre, d'un capteur de température, d'un dispositif d'arrêt d'urgence lorsque les paramètres sont en dehors de la plage spécifiée.

Le besoin d'outillage supplémentaire peut contribuer à une augmentation significative des coûts d'équipement pour un appareil de chauffage à induction fait maison.

L'appareil est considéré comme presque totalement silencieux, mais en pratique ce n'est pas toujours le cas. Cela s'applique aux modèles industriels et aux installations conçues à la maison.

Options d'appareils maison

Il existe plusieurs façons de fabriquer un radiateur à la maison. L'option la plus abordable consiste à fabriquer un appareil à partir d'une cuisinière électrique de cuisine et d'un tuyau en polypropylène. Le dispositif onduleur est difficile à exécuter, mais suffisamment puissant.

Élément chauffant de tuyau

Ce développement consiste à démonter un inducteur en spirale installé dans une cuisinière électrique et à placer un nouveau design à sa place. Pour sa fabrication, vous aurez besoin d'un tube en polypropylène de 0,5 m de long et de 4 cm de diamètre, un élément magnétique, 5 tiges de textolite, des robinets pour le raccordement au réseau de chauffage. Vous devrez également acheter une bobine de conducteur d'une section de 2 mm² recouverte d'une isolation en verre (un tel câble est souvent utilisé dans les appareils à transformateur de soudage) et des tampons à récurer métalliques pour laver la vaisselle.

La séquence d'actions dans la fabrication de l'appareil:

1. Un aimant est placé dans le tube et rempli de gants de toilette (au lieu d'eux, du fil coupé est acceptable).
2. Les coudes sont équipés de filetages.
3. Des tiges sont collées le long du corps, sur lequel un fil recouvert d'une isolation en verre est enroulé.
4. La table de cuisson est démontée et l'inducteur d'usine, réalisé sous la forme d'une spirale plate, en est retiré. Une structure préparée est installée à sa place.

L'élément chauffant de cet appareil est un gant de toilette en métal placé dans le champ alternatif de la bobine. Lors du démarrage du panneau en mode maximum avec passage parallèle de l'eau, il s'avérera être chauffé de 15 à 20 ° C. Considérant que les carreaux utilisés pour la construction ont généralement une puissance ne dépassant pas 2000 W, l'unité résultante convient au chauffage de locaux résidentiels d'une superficie allant jusqu'à 25 m².

L'efficacité de l'appareil peut être augmentée en le connectant à une machine à souder, mais ce travail se heurte à un certain nombre de difficultés. Tout d'abord, l'appareil devra être démonté et recherché des endroits sur le schéma qui n'ont pas encore été rectifiés. Cela est dû au fait qu'un courant continu y est créé et qu'un courant alternatif est nécessaire pour que l'appareil de chauffage fonctionne. Deuxièmement, vous devrez utiliser un câblage plus épais (par exemple, du cuivre d'un diamètre de 1,5 mm, recouvert d'un composé d'émail) et calculer le nombre de tours requis.Enfin, un mécanisme de refroidissement devra être intégré à l'installation.

Assemblage d'une chaudière à induction

Cette solution n'implique pas le démontage des tuiles. Au lieu de cela, le maître devra souder le réservoir de la chaudière en fonction de ses dimensions. Un tube profilé en acier d'une épaisseur de 2 mm et d'une taille de trou de 2 sur 4 cm est utilisé.Il sera nécessaire d'en fabriquer des éléments vierges le long de la largeur du panneau. Les tuyaux sont soudés dans le sens de la longueur, correspondant aux petits côtés. De haut en bas jusqu'aux extrémités, vous devez souder hermétiquement des pneus en fer. Des trous y sont pratiqués et des tuyaux filetés sont installés. Vous devez également souder quelques coins qui forment une étagère pour le four.

Il est nécessaire de peindre l'appareil avec une composition d'émail résistante à la température. Une fois sèche et fixée, la chaudière est fixée au mur et encastrée dans le système de chauffage. La table de cuisson s'insère dans un nid avec des coins et est connectée au réseau électrique. Ensuite, vous devez remplir l'installation d'un liquide de refroidissement, purger les masses d'air et commencer à chauffer l'élément inducteur.

Un radiateur fait maison n'est pas assez puissant pour chauffer de grands espaces de vie. Dans un hiver glacial, il pourra chauffer deux petites pièces. Pendant les saisons de transition, lorsque la température de l'air extérieur est proche de zéro, l'unité pourra desservir de grandes surfaces - jusqu'à 40 m2.

D'un onduleur de soudage

Lors de l'utilisation de la machine à souder, il faut garder à l'esprit qu'il est strictement interdit de connecter directement l'inducteur à ses bornes. La violation de cette exigence entraîne une perte de performance de tous les éléments de l'installation. Pour combiner un réchauffeur inductif avec une machine à souder, cette dernière devra effectuer un certain nombre de manipulations complexes qui nécessitent l'expérience du maître et une compréhension fine du dispositif de l'appareil. L'enroulement primaire doit être connecté après le convertisseur de signaux haute fréquence du mécanisme de l'onduleur au lieu de sa self inductive intégrée. De plus, il est nécessaire de souder l'unité de condensation et de démonter le pont de diodes.

Comment faire un puissant radiateur à induction

Les appareils considérés ont une consommation électrique de l'ordre de 2,5 kW. Pour fabriquer un appareil avec un débit plus élevé (4 kW), un maître a besoin de connaissances sérieuses dans le domaine de la radioélectronique. Il n'est pas prudent pour un radioamateur inexpérimenté d'entreprendre ce travail.

L'une des options peut être la construction d'une unité d'alimentation avec deux paires d'enroulements, un transformateur, un pilote et des cartes de commande. La valeur de la fréquence à laquelle l'unité fonctionne est inférieure à celle de résonance. Deux bobines sont utilisées pour alimenter les pilotes, une pour la carte de contrôle et l'autre pour la puissance. Il alimente le démarreur relais, le ventilateur et la pompe du refroidisseur.

Conseils de sécurité

Les installations de ce type sont largement utilisées non seulement pour le chauffage des locaux, mais également pour la réalisation de travaux de fonderie. Le principal problème des appareils à induction artisanaux est le manque de composants assurant le contrôle de la température et de la pression et une protection contre les explosions. Par conséquent, lors de l'utilisation de telles unités, il faut faire preuve de prudence et de prudence.

Avant de démarrer la chaudière, il est nécessaire de vérifier le remplissage de la cavité avec le liquide de refroidissement. Le boîtier, fait de polymères, commencera à fondre sans refroidissement régulier avec du liquide. Cela entraîne des changements de déformation et une défaillance complète de l'installation. De plus, le danger peut être représenté par les retombées du métal chauffé du corps en fusion. Dans un tel incident, il sera nécessaire de remplacer un certain nombre d'ensembles unitaires.

L'appareil est connecté à l'électricité par un fil séparé qui part du blindage. Les contacts doivent être recouverts d'un matériau isolant.Si une machine à souder est impliquée dans la structure, son onduleur doit être mis à la terre. Le fil utilisé pour cette opération doit être de 4 à 6 mm de diamètre. Pour éviter un échauffement excessif de l'installation en l'absence d'eau, il est conseillé d'installer une vanne de surpression en entrée.

Conclusions et Recommendations

Il y a une raison de prendre en charge la fabrication indépendante de l'appareil si le ménage dispose déjà d'un panneau à induction. Le coût d'achat est assez élevé et comparable au prix d'un chauffe-électrode. La puissance de certains de ces modèles atteint 10 kW, alors qu'une installation avec un indicateur supérieur à 2,5 kW à la maison ne peut être effectuée que par un maître ayant le niveau de compétence approprié (au moins, vous devez être capable d'assembler un convertisseur de fréquence circuit). De plus, avant l'installation, il est nécessaire de s'assurer qu'il n'y a pas de fissures et de trous par lesquels le liquide du générateur de chaleur peut s'échapper : un tel incident peut provoquer un incendie.

Un appareil de chauffage à induction de conception simple, conçu pour desservir une petite surface de la pièce, est facile à fabriquer sans formation particulière. Des options plus puissantes et efficaces, par exemple avec une machine à souder ou deux cartes, nécessitent que l'assembleur soit compétent dans le domaine de la radioélectronique. Les caractéristiques structurelles de ces installations nécessitent l'acquisition de contrôles supplémentaires pour assurer la sécurité.