Hur man gör en induktionsvärmepanna för uppvärmning själv: tillverkning av en hemmagjord värmegenerator

Människor är bortskämda av civilisationen och kan inte föreställa sig existensen utan dess fördelar. Till dem hör otvivelaktigt uppvärmning av byggnader. Uppvärmningssystemen förbättras ständigt och blir allt effektivare och bekvämare att använda.

Men det räcker inte. Håll med om att det vore riktigt bra om värmesystemet också var ekonomiskt. Och den önskan är fullt möjlig – du kan tillverka en induktionsvärmepanna för uppvärmning själv. Den kan inte bara ge den nödvändiga uppvärmningsnivån i rummet, utan också använda energiresurser mycket ekonomiskt.

Dessutom kan även en nybörjare bygga en sådan utrustning om så önskas. Och hur man gör det på rätt sätt och vilka material som behövs för tillverkningen – dessa frågor går vi igenom i detalj i vår artikel. Först tittar vi på utrustningens konstruktion och funktionsprincip samt fördelarna med att använda den.

Utrustningens konstruktion och funktionsprincip

Innan du ger dig på att bygga en induktionsvärmepanna själv måste du förstå dess konstruktion och funktionsprincip. Först när du har förstått dessa punkter kan du börja tillverka din hemmagjorda apparat.

Hur fungerar en induktionsvärmepanna?

För att förstå hur induktionsutrustningen fungerar måste du bekanta dig med dess funktionsprincip. Låt oss därför minnas skolfysiken.

När elektrisk ström passerar genom ett ledande material avger det värme. Mängden värme som produceras är direkt proportionell mot spänning och strömstyrka. Detta samband upptäcktes av Joule och Lenz, efter vilka den fysiska lagen är uppkallad.

Men elektrisk ström kan uppstå i en ledare inte bara när den är direkt ansluten till en strömkälla. Det finns ett annat sätt, upptäckt förrförra seklet av M. Faraday. Det är en kontaktlös metod som inte innebär någon interaktion mellan strömkällan och ledaren.

Dess innebörd är att när parametrarna för det magnetiska fält som korsar ledaren ändras, uppstår en EMF eller elektromotorisk kraft i den.

Detta fenomen kallas elektromagnetisk induktion. Det är just detta som utnyttjas i en induktionspanna. Det innebär att om det finns en EMF, så kommer det också att finnas en elektrisk ström, och följaktligen kommer ledaren att värmas upp.

I detta fall sker det på ett kontaktlöst sätt, med hjälp av inducerade strömmar, även kallade Foucaultströmmar.

Elektromagnetisk induktion kan uppnås på två sätt. I det första fallet roterar eller flyttar man ledaren inuti ett konstant magnetfält för att åstadkomma induktion. Denna metod används i elektriska generatorer.

Ett annat sätt att erhålla induktion är att ledaren förblir stationär medan parametrarna för det magnetiska fältet som den befinner sig i, nämligen fältlinjernas riktning och intensitet, ständigt förändras.

Grunden för alla induktionspannors funktion är fenomenet elektromagnetisk induktion

Detta skulle vara ganska svårt att åstadkomma om det inte vore för Ørsteds upptäckt. Han fann att om man lindar en tråd runt en spole, blir den en elektromagnet när den ansluts till en strömkälla. När strömmens riktning och styrka ändras, ändras också det magnetiska fält som enheten genererar.

Om man däremot placerar en ledare inuti fältet, uppstår en elektrisk ström i den, vilket åtföljs av uppvärmning.

Induktionspannan är just uppbyggd enligt denna princip. Dess konstruktion är mycket enkel. Den består av ett hölje, som måste vara värmeisolerat och avskärmat. Inuti den placeras ett rör. Helst ska det vara av legering, men man kan även använda stål.

Visserligen kommer enhetens prestanda att bli något sämre i det senare fallet. Röret installeras i en hylsa av dielektriskt material.

Värmebäraren i induktionspannor värms upp av en inuti placerad stålkärna, vars uppvärmning sker via virvelströmmar som uppstår i det elektromagnetiska fältet.

Ovanpå hylsan lindas en kopparskena enligt spolprincipen. Den ansluts till en strömkälla. För anslutning till värmesystemet används två rörstosar genom vilka värmebäraren kommer att cirkulera.

När ström slås på går strömmen genom spolen och aktiverar ett växlande magnetfält, som i sin tur inducerar virvelströmmar i röret. De värmer upp väggarna på detaljen, och delvis även värmevätskan som finns i den.

Det finns varianter av induktionspannor med flera rör med liten diameter installerade parallellt. De används istället för ett enda stort rör. Detta ger en fördel i uppvärmningshastighet för enheten.

I denna form kan utrustningen redan fungera, men uppvärmningen blir svag. För att förstärka den måste man leda högfrekvent elektrisk ström genom spolen. Därför kompletteras utrustningen nödvändigtvis med en växelriktare och en likriktare.

Växelström från nätet har en frekvens på 50 Hz, vilket inte är tillräckligt för effektiv drift av en induktionspanna. Därför leds den till en likriktare, där den omvandlas till likström.

Därefter leds den till en växelriktare, som är en elektronisk modul med en styrenhet och två nyckeltransistorer. Enheten omvandlar likström till högfrekvent ström.

Man måste erkänna att användningen av likriktare och växelriktare ökar kostnaden för induktionspannan. Därför finns det modeller som fungerar utan dem. De ansluts till det vanliga elnätet. Men sådan utrustning har imponerande dimensioner, vilket gör det möjligt att öka dess effektivitet. Apparater med växelriktare är mer kompakta.

De inducerade virvelströmmarna värmer mycket snabbt upp värmeväxlaren och vätskan som finns inuti den

Viktiga delar av värmesystemet

Varje induktionspanna består av flera konstruktionselement:

• Induktor. Huvudkomponenten i enheten. Det är en slags transformator med två lindningar. Den primära lindas runt kärnan. När ström flyter uppstår här ett elektromagnetiskt fält som skapar virvelströmmar. Pannans hölje fungerar som den sekundära lindningen. Den tar emot virvelströmmarna, värms upp och överför värmeenergi till värmevätskan.
• Värmeelement. Detta är spolens kärna. För pannan är den utformad som ett rör med tillräckligt stor diameter eller flera parallellkopplade rör med mindre tvärsnitt.
• Röranslutningar. Avsedda för inkoppling av enheten i värmenätet. Genom den ena kommer värmevätska in i enheten, genom den andra lämnar vätskan pannan och tillförs värmekretsen.
• Växelriktare. Denna enhet – växelriktare – omvandlar likström till högfrekvent ström, som sedan leds till induktorn.

Innan du påbörjar din egen montering bör du noggrant överväga vad och hur huvudelementen i enheten ska tillverkas. Vissa av dem måste du tillverka själv, medan andra kan köpas.

Till exempel kan du använda en växelriktare från en svetsmaskin. Det är bra om den har möjlighet att justera effekten.

Invertern omvandlar likström till högfrekvent ström. För tillverkning av hemmagjorda enheter kan man använda en standardinverter för svetsning.

Vi har listat grundläggande komponenter i induktionspannan.

Fördelar med att bygga värmesystemet själv

Elvärmepannor anses traditionellt vara oekonomiska. Med tanke på att elpriset ständigt stiger, blir de dyra för sina ägare. För detaljerad information om uppvärmning med elpanna rekommenderar vi att titta i den här artikeln.

Induktionspannor är dock, trots att de drivs med el, ganska ekonomiska.

Men det är inte hela listan över deras fördelar.

Om man bestämmer sig för att installera en sådan anordning kan man få:

• Snabb uppvärmning av värmeväxlaren. Det tar i genomsnitt 3–5 minuter.
• Verkningsgrad nära 100 %, eftersom nästan all el omvandlas till värme.
• Hög uppvärmningstemperatur för vätskan i värmekretsen, minst 35 °C.
• Ingen kalkavlagring på enhetens innerytor, vilket förklaras av vibrationer som uppstår under drift. De förhindrar bildning av avlagringar.
• Lång livslängd, eftersom det inte finns några rörliga eller nötande mekanismer och delar. Följaktligen inget slitage på utrustningen eller skador på komponenterna.
• Inget behov av att leda bort förbränningsprodukter och ofta utföra underhållsåtgärder.

Induktionspannor har inte så många nackdelar. Först och främst är det en ganska hög kostnad för utrustningen. Dessutom avger apparaterna ett litet vibrationsljud under drift.

En annan nackdel är den ganska stora vikten, vilket du måste ta hänsyn till när du monterar enheten på väggen.

För att få maximal effekt av en induktionspanna, både hemmagjord och serieproducerad, måste du koppla in dem i en grupp och använda dem växelvis eller alla samtidigt.

Monteringsanvisning för induktionsvärmepanna

Induktionsvärmare kan köpas i butik, men priset är ganska högt. Därför försöker många hemmapysslare göra en själva. För att tillverka en hemmagjord induktionspanna måste du förbereda material och verktyg.

Till att börja med måste du skaffa en svetsinverterare. Den kan vara billig, men det är önskvärt att enheten är utrustad med en strömstyrkeregulator.

Dessutom bör du uppmärksamma strömstyrkan som enheten arbetar med. Standardvärdet för svetsinverterare är 15 A. Det räcker inte. Du måste leta efter en kraftfullare enhet.

Dessutom måste du förbereda valstråd eller rostfri tråd med en diameter på 7 mm eller så. Den ska kapas i bitar på 40–50 mm. De placeras i ett elektromagnetiskt fält där de värms upp.

Värmeelementet i en hemmagjord induktionsapparat tillverkas av koppartråd, och för lindningen kan du använda ett cylindriskt föremål med lämplig diameter.

För att tillverka pannans hölje används ett plaströr med tjock vägg. Delens diameter kan variera, men enligt praxis är det optimala alternativet 50 mm i innerdiameter.

För att ansluta utrustningen till värmesystemet används övergångsstycken. Genom en av dem kommer kall värmebärare in i pannan, och genom den andra tillförs het vätska till systemet.

Trådbitarna måste läggas i höljet. För att de inte ska falla ut täcks botten av delen med ett fint metall- eller nylonnät som fästs ordentligt på höljet. Därefter kan du lägga tråden inuti höljet.

Nu täcks den övre delen av delen med samma nät som botten, och det fästs vid delens väggar. Övergångsstycken sätts på båda ändarna. Resultatet är ett ämne som en induktionsspole kommer att tillverkas av.

För detta måste du linda emaljerad koppartråd runt den. I genomsnitt måste du lägga 90 varv. De ska placeras närmare delens mitt. De måste göras mycket noggrant och jämnt för att få en kvalitativ induktionsspole.

Den resulterande enheten kan installeras i värmesystemet. Det görs på följande sätt. Först tappas värmebäraren ur systemet.

Efter detta väljs en plats där pannan ska installeras. Röret på denna sektion markeras, varefter en bit som är lika lång som värmeapparaten skärs ut från det.

Därefter installeras den hemmagjorda induktionspannan på den förberedda platsen. Spolen kopplas till växelriktaren, och installationen kan anses vara klar. Därefter fylls systemet åter med värmebärare.

På plaströret med metalltrådsbitar inuti lindas koppartråden försiktigt

Först efter detta kan du testa den nya enheten. Den måste definitivt innehålla vätska.

Om du sätter på induktionspannan 'torr', kommer plasthöljet att smälta av den höga temperaturen. Detta leder till partiell förstörelse av värmesystemet, vilket är oacceptabelt.

En annan viktig punkt är korrekt jordning av värmeapparaten, utan vilken dess säkra användning är omöjlig.

Egenskaper hos virvelinduktionspannan

Vi är redan bekanta med arbetsprincipen för en induktionsvärmeanordning. Det finns en variant: virvelinduktionspannan eller VIN, som fungerar något annorlunda.

Särskiljande drag hos VIN

Liksom induktionsmotsvarigheten fungerar den på högspänningsfrekvens, så den är nödvändigtvis utrustad med en växelriktare. Det speciella med VIN-enheten är att den saknar sekundärlindning.

Dess roll spelas av alla metalldelar i apparaten. De är nödvändigtvis tillverkade av material som uppvisar ferromagnetiska egenskaper. Således, när ström tillförs primärlindningen, ökar den elektromagnetiska fältstyrkan kraftigt.

Det genererar i sin tur en ström vars styrka ökar snabbt. Virvelströmmarna orsakar omagnetisering, vilket resulterar i att alla ferromagnetiska ytor värms upp mycket snabbt, nästan omedelbart.

Virvelanordningar är ganska kompakta, men på grund av användningen av metall är deras vikt stor. Detta ger en ytterligare fördel eftersom alla massiva kapselelement deltar i värmeväxlingen. Således närmar sig enhetens verkningsgrad 100%.

Denna egenskap måste du ta hänsyn till om du bestämt dig för att tillverka en VIN-panna själv. Den får endast vara gjord av metall, plast ska inte användas.

Den största skillnaden med en virvelinduktionspanna är att dess hölje fungerar som sekundärlindning. Därför är den alltid tillverkad av metall.

Hur monterar man en virvelinduktionsanordning?

Som vi redan vet skiljer sig en sådan panna från sin induktionsmotsvarighet, men det är inte svårare att tillverka den själv. Dock kommer du att behöva svetskunskaper, eftersom enheten endast ska monteras av metalldelar.

För arbetet behöver du:

• Två lika långa segment av metallrör med tjock vägg. Deras diametrar måste vara olika, så att en del kan placeras inuti den andra.
• Lindningstråd (emaljerad) av koppar.
• Trefasomformare, kan vara från en svetsmaskin, men så kraftfull som möjligt.
• Kåpa för värmeisolering av pannan.

Nu kan du börja arbeta. Börja med att tillverka höljet till den framtida pannan. Ta röret med större diameter och sätt in den andra delen i det. De måste svetsas in i varandra så att det finns ett visst avstånd mellan väggarna.

Den resulterande delen i genomskärning kommer att likna en bagel. Som bas och lock används en stålplåt med en tjocklek på minst 5 mm.

Resultatet blir en ihålig tank av cylindrisk form. Nu måste du skära in röranslutningar i dess väggar för tillförsel av kallt och avledning av varmt vatten. Konfigurationen och diametern på anslutningarna beror på rören i värmesystemet, eventuellt kan du behöva adaptrar.

Därefter kan du börja linda tråden. Den lindas noggrant och med tillräcklig spänning runt pannans hölje.

Principschema för en hemmagjord induktionspanna av virveltyp

Egentligen kommer den lindade tråden att fungera som värmeelement, därför är det lämpligt att täcka apparatens hölje med en värmeisolerande kåpa. På så sätt bevaras maximalt med värme, och därmed ökar enhetens verkningsgrad och den blir säker.

Nu måste du ansluta pannan till värmesystemet. För att göra detta tappas värmemediet ut, en lämplig längd av röret skärs av och apparaten svetsas in i dess ställe.

Det återstår bara att strömsätta värmeapparaten och inte glömma att ansluta omformaren till den. Enheten är redo för användning. Men innan du genomför tester måste du fylla ledningen med värmebärare.

Vet du inte vilket värmemedium du ska välja för att fylla kretsen? Vi rekommenderar att du bekantar dig med egenskaperna hos olika värmemedier och rekommendationer för att välja den optimala vätsketypen för värmekretsen.

Först efter att värmemediet pumpats in i systemet ska du genomföra en provstart.

Först måste du starta apparaten på lägsta effekt och noggrant övervaka kvaliteten på svetsfogarna. Om allt är i sin ordning ökar du effekten till max.

På vår webbplats finns ytterligare en instruktion för tillverkning av en induktionsapparat som kan användas för att värma värmemediet i värmesystemet. För att bekanta dig med monteringsprocessen för induktionsvärmaren, gå till denna länk.

Ovanlig modell av induktionsapparat

Denna modifiering av induktionspannan kan verka mycket ovanlig, men den har ändå full rätt att existera.

Dessutom visar praxis att en sådan anordning är mycket mer ekonomisk än en standard elpanna med värmeelement. För uppvärmning av en standard trea går det åt cirka 1,8-2,5 kW per timme, medan en elpanna förbrukar minst 6 kW.

Vid tillverkning av hemmagjorda induktionspannor används endast speciell lindningstråd av koppar för lindning på kärnan

Själva pannan är en värmeväxlare som är inbyggd i värmesystemet och som värms upp av en induktionshäll.

En viktig del av konstruktionen är värmeväxlaren, den måste vara kompakt, pålitlig och så billig som möjligt. Beräkningar visar att för uppvärmning av en lägenhet på cirka 50 kvm räcker det med en anordning som arbetar med 40 liter värmebärare.

Det vill säga en platt metalltank behövs, vars dimensioner varierar mellan 50x600x500 mm. En sådan behållare kan man enkelt tillverka själv genom att svetsa ihop profilerör 50x50.

Arbetet utförs i följande ordning:

• Röret 50x50 kapas i bitar på 600 mm. Totalt ska det bli 9-10 stycken.
• De erhållna bitarna svetsas ihop enligt principen 'vägg mot vägg' så att en kontinuerlig rad av rör bildas.
• Från röret kapas ytterligare två bitar så att deras längd är lika med bredden på det resulterande arbetsstycket.
• Från båda erhållna rörfragmenten kapas en vägg bort.
• Delen placeras med den avskurna delen på de hopsvetsade rören så att ett arbetsstycke som liknar en fördelare bildas. Fragmentet svetsas fast på värmeväxlaren.
• På samma sätt installeras den andra rörbiten på motsatt sida.
• I värmeväxlarens diagonalt motsatta delar svetsas röranslutningar in för anslutning till värmesystemet.
• Konstruktionen svetsas noggrant eftersom den måste vara helt tät.

Värmeväxlaren är klar, den kan installeras på plats och värmekällan kan placeras under den. Erfarenheten visar att det är bäst att installera ett sådant system i badrummet med vertikal montering.

En vanlig induktionshäll kan bli en värmekälla för uppvärmning av en lägenhet

Värmeväxlaren svetsas in i värmesystemet och hällen placeras mellan den och väggen.

Hemmafixare hävdar att om man ansluter en växelriktare till en sådan anordning minskar dess energiförbrukning avsevärt.

Efter att ha läst instruktionerna verkar tillverkning av hemmagjorda pannor vara en komplicerad och farlig sysselsättning för dig? Tvivlar du på att den hemmagjorda pannan kommer att vara mer ekonomisk när det gäller elförbrukning för uppvärmning av värmebäraren i värmesystemet? I så fall blir köpet av en färdig värmeenhet den bästa lösningen.

På vår webbplats finns det användbart material om hur man väljer den bästa elpannan och en rankning av de mest populära modellerna bland köpare. Vi rekommenderar också att du bekantar dig med särdragen i beräkningarna av pannans energiförbrukning och andra alternativ för elektrisk uppvärmning i hemmet:

• Elpanna för uppvärmning av privat hus: genomgång av de tio bästa modellerna av elpannor
• Hur mycket el förbrukar en elektrisk panna: regler för beräkning
• Elektrisk uppvärmning i privat hus: översikt över typer av system för fritidshus

Slutsatser och användbar video om ämnet

Hur man själv bygger en induktionspanna:

Hur fungerar en hemmagjord induktionsvärmare:

Vad är induktionsuppvärmning:

Induktionspannan är den mest ekonomiska och effektiva av alla eluppvärmningsapparater. Det finns många modifieringar av hemmagjorda induktionsenheter, man kan välja vilken som helst som passar bäst för driftsförhållandena.

För att köpa en sådan enhet i butik måste man spendera en betydande summa, så hemmahantverkare har lärt sig att tillverka dem själva.

Använder du en hemmagjord induktionspanna som värmekälla? Dela ett foto av din hemmabygge och rekommendationer om montering i kommentarsfältet.

Eller så kanske du just planerar att tillverka en panna och har kvar olösta frågor efter att ha läst vår artikel? Tveka inte att ställa dem – vi försöker hjälpa dig.