Aquecedor de água por indução doméstico: como fazê-lo com suas próprias mãos, dispositivo, princípio de operação, eficiência e operação

Frequentemente consideramos os sistemas de aquecimento convencionais, como fornos ou caldeiras, quando se trata de manter as nossas casas tostadas e confortáveis. Mas e se o aquecimento da nossa água pudesse ser feito de forma mais eficaz e sustentável?? Apresentamos a opção "faça você mesmo" que está a tornar-se cada vez mais apreciada pelos proprietários ecologicamente conscientes: o esquentador de indução doméstico. Este artigo explica como construir o seu próprio aquecedor de água por indução, examina os seus componentes internos e avalia a sua adequação à utilização diária.

Vamos começar por explicar o que é um aquecedor de água por indução e como ele difere das técnicas tradicionais de aquecimento. Um esquentador por indução utiliza a indução electromagnética para aquecer a água diretamente, ao contrário dos esquentadores convencionais que dependem da queima de combustível ou de elementos de aquecimento. Considere-o um substituto de alta tecnologia que elimina o intermediário e fornece um meio mais preciso e eficiente de produzir água quente.

Como é que funciona então? A descoberta da indução electromagnética por Michael Faraday, no século XIX, serve de base ao princípio de um esquentador por indução. Essencialmente, é produzido um campo magnético quando uma corrente eléctrica flui através de uma bobina. Este campo magnético provoca a indução de correntes eléctricas noutros condutores, tais como recipientes metálicos cheios de água, o que faz com que o recipiente resista e aqueça.

Agora que conhecemos os fundamentos do funcionamento do esquentador de indução, vamos falar sobre as partes exequíveis da construção de um. O método "faça-você-mesmo" implica a junção de algumas peças essenciais: um recipiente de água, uma bobina de fio e uma fonte de energia. Mesmo para indivíduos com pouca experiência técnica, o processo pode ser concluído com a ajuda de uma infinidade de tutoriais e recursos online, que o orientarão em cada passo, mesmo que inicialmente pareça esmagador.

No entanto, em comparação com os sistemas tradicionais, qual é a eficácia de um aquecedor de água por indução caseiro?? A eficiência é uma das principais vantagens do aquecimento por indução. Em comparação com os métodos convencionais, em que o calor é transferido de uma fonte para a água, há menos perdas de energia porque o calor é gerado diretamente na água. Além disso, os aquecedores por indução têm a capacidade de regular a temperatura com maior precisão, o que pode resultar numa redução do consumo de energia e dos custos dos serviços públicos.

Em termos de utilização regular, um aquecedor de água por indução do tipo "faça você mesmo" pode ser uma forma fiável e económica de aquecer a sua casa. No entanto, é fundamental garantir que são tomadas as devidas precauções de segurança, uma vez que o manuseamento incorreto da eletricidade pode ser perigoso. Para garantir que o seu esquentador de indução faça você mesmo o seu melhor funcionamento e dure muito tempo, é também essencial uma manutenção e observação regulares.

Como funciona uma caldeira de indução

O princípio de funcionamento dos aquecedores de água por indução é o seguinte: a corrente alternada deve ser recebida numa bobina metálica (a corrente constante resultará num simples eletroíman), que então forma e altera rapidamente o sinal e o vetor de um campo magnético para iniciar processos de vórtice. O objeto processado liberta o calor que absorveu.

A frequência acima de 50 Hz começa a ter efeitos perceptíveis, e a indústria usa mais frequentemente frequências próximas de 1 kHz porque podem derreter metal.

O campo magnético é produzido pelo indutor, que é uma bobina cilíndrica cheia de fio de cobre que gira quando uma corrente alternada passa por ele. O fluxo variável e contínuo do vetor de indução magnética permeia o objeto e a substância no interior ou na proximidade de tal conceção. As linhas do campo elétrico emergente, que se movem, são perpendiculares. São criadas correntes de vórtice de Foucault, que convertem a eletricidade em calor que é transferido para o objeto.

Não é necessário tocar no indutor quando o aquecimento contactivo tem lugar, a energia é transferida por um campo eletromagnético e, como resultado, a perda de calor é reduzida e o recurso é utilizado de forma mais eficaz. A água aquecida por corrente alternada gerada por bobinas provém do recipiente ou do enchimento metálico no seu interior.

As correntes mais móveis no interior do contentor produzem o calor em vez de o trazerem para o interior. O facto de tudo à nossa volta permanecer frio é uma vantagem. Devido à condutividade térmica, o calor só é distribuído de forma desigual nas camadas superiores do separador e preenche o volume; quanto maior for a frequência do campo, menor será a profundidade de penetração e maior será a intensidade.

Neste sistema de abastecimento de água quente é utilizado um aquecedor de água elétrico de indução por vórtice:

• O tubo de abastecimento de água (entrada fria) está ligado a uma extremidade do elemento de aquecimento, cujo papel é um tubo localizado verticalmente, que também actua como uma caixa para as voltas do fio. Toda a estrutura consiste na caixa;
• O segundo acessório é a saída de água já aquecida;
• A EVN é ligada à rede eléctrica através do conversor de tensão (inversor);
• O fluido da linha de abastecimento move-se ao longo da volta aquecida do cilindro indutor.

A cablagem é completada da mesma forma que os vinhos de caldeira de fábrica ou os aquecedores de água de fluxo normal. Não se trata de uma caldeira cumulativa; não existe uma ligação complicada com um sistema de segurança. Basta colocar as torneiras de corte e ligar o desvio de frio do riser. Quando se utiliza água de baixa qualidade, é necessário um filtro de entrada.

O termoacumulador de indução de fluxo direto funciona como um detetor elétrico alojado num invólucro coberto por enrolamento e como um transformador de descida no recipiente.

• Primário – indutor, bobina de fios, bobina. Aqui, formam-se fluxos de vórtice que formam campos electromagnéticos que caem sobre o elemento abaixo;
• Secundário (curto-circuito) – guia, circuito magnético, caixa, aquecedor, o próprio tubo com líquido.

Para obter corrente alternada, existem algumas opções:

• através de uma máquina de soldar, transformador, fogão de indução, dispositivos semelhantes. Neste caso, a tensão de alta frequência só pode ser chamada condicionalmente, uma vez que existe 50 Hz (valor doméstico) na rede. Mas o campo eletromagnético surge, no entanto, no recipiente, as correntes de Foucault (vórtice) são introduzidas, o aquecimento começa;
• Um circuito elétrico especial aumenta a taxa de alterações no campo magnético, a frequência e, consequentemente, o aquecimento aumenta muito mais intensamente, 1 kHz é atingido até 30 kHz ou mais. É assim que funcionam os micro-ondas, os equipamentos para fusão de metais e os aparelhos de esterilização na medicina.

A potência operacional depende da frequência; se a secção transversal do enrolamento for demasiado grande ou o comprimento for demasiado longo, diminuirá com uma intensidade insuficiente. À medida que o campo magnético muda mais rapidamente, o número de processos focais aumenta.

Prós e contras do aquecimento por indução da água quente

Vantagens dos aquecedores de água de fluxo por indução fabricados na fábrica e de bricolage:

• ausência total de ruído;
• Eficácia 98 – 99%;
• Devido às microvibrações, a sujidade e as incrustações não aderem, não há reacções electroquímicas, a limpeza não é necessária, o funcionamento é prolongado;
• alta manutenção, eficiência e simplicidade, um mínimo de peças – o aquecimento é realizado por um segmento de tubo com um enrolamento – (vida útil de 10 a 20 anos), mas isso não é uma dignidade se um esquema de rádio for usado;
• compacidade;
• respeito pelo ambiente, ausência de produtos de combustão;
• Não há custos de manutenção, não é necessário limpar, mudar os ânodos, aquecer;
• regulado, sintonizado (diminuição/aumento da intensidade da corrente, tamanho do enrolamento).

Uma vez que a água não tem tempo para absorver o calor, a potência não depende da sua temperatura; no entanto, quanto mais fria for a água e quanto mais intensamente a conduta for utilizada, mais fria será a potência. Por este motivo, é aconselhável que o líquido circule no interior do aquecedor de água por indução durante um período de tempo mais longo (várias secções, separação, fio no interior).

• não é económico;
• Apenas um elemento de trabalho é aquecido, mas o calor é transferido para o espaço, tocar no dispositivo não é seguro, o invólucro nem sempre resolve o problema;
• risco de explosão do sistema, incêndio devido a sobreaquecimento, pelo que é necessário instalar um sensor de temperatura com paragem automática;
• Preço elevado dos modelos de fábrica – uma média de 30 mil. para o produto de pequena potência;
• campo eletromagnético;
• Sem conhecimentos de eletricidade, é difícil obter características técnicas que forneçam uma potência superior a 2.5 kW, uma vez que será necessária a montagem do conversor de frequência.

O que é que pode fazer uma caldeira de indução

Estes são os únicos três componentes principais do dispositivo de aquecimento de água de fluxo elétrico por indução. Para garantir que o aquecimento da água durante o seu processo de condução é significativo, é necessário comparar a potência do indutor com a peça de trabalho, o número de voltas e a espessura do fio.

De um inversor ou transformador de soldadura

Serão necessários os seguintes componentes de uma máquina de soldar inverter:

• Gerador AC, opções:

• soldadura doméstica com regulação na saída de 15 – 25 A;
• transformador trifásico;

• arame com uma secção transversal de 6 mm numa malha metálica;
• escovas de cozinha;
• peça de trabalho da folha;

As etapas envolvidas na fabricação de um aquecedor de fluxo de indução DIY com uma solda para dispositivos hidráulicos são as seguintes:

1. É colocada uma grelha metálica no tubo. Segmentos de fio adormecidos pelo fogo (1 – 5 cm).
2. Um tubo com uma torneira de corte para um delineador flexível para um desvio frio do riser é soldado à mesma extremidade, a outro – para fornecer água quente ao ponto de entrada de água.
3. 4-5 cintas longitudinais de madeira ou fibra de vidro são instaladas no cilindro, envolvem o fio (de preferência com 90 voltas). Com ∅60 mm, serão necessários cerca de 17 m.
4. As extremidades são ligadas aos pólos do transformador do inversor, de preferência sem torção. Os compostos são isolados.
5. O aquecedor de água é montado, ligado à tubagem de abastecimento de água e aos pontos de água. Utilizar adaptadores, tês, mangueiras de canalização flexíveis.
6. O termostato é instalado numa máquina de soldar para funcionamento automático do trabalho.

Eles usam um tanque de plástico e recipientes adicionais para o enrolamento com um recipiente que está fechado na caixa. Lã mineral, poliestireno e outros materiais de isolamento térmico são utilizados para isolar o invólucro. fez um aquecedor de água caseiro utilizando um transformador de forma semelhante.

• Colocar (cortar) com uma malha vertical de fundo para baixo, no mesmo local a entrada da alimentação, de onde a água sobe;
• Não há necessidade de uma bomba de circulação como no sistema de aquecimento;
• cumprir as precauções de segurança ao trabalhar com aparelhos eléctricos, objectos aquecidos. A distância recomendada para o chão é de 80, o teto – 30, as paredes – 30 – 40 cm.;
• Deve existir um sensor de temperatura com um relé para desligamento automático durante o sobreaquecimento;
• Recomenda-se uma linha separada de fios de cobre para uma máquina de solda com uma automação de desligamento de proteção (RCD, dipavavtomatom, terra). A secção recomendada de 2.5 mm² é suficiente para um aquecedor de funcionamento até 3.5 kW;
• Todos os fios abertos estão isolados;
• Você não pode ligar o indutor com um recipiente vazio – há risco de derretimento, incêndio, fechamento;
• Não é aconselhável instalar na área residencial – o campo eletromagnético é prejudicial.

Do fogão de indução

Vídeos sobre o funcionamento de caldeiras a partir de fogões de indução – normalmente 2 kW – podem ser encontrados na rede. Este é o mesmo indutor que a bobina plana da placa de cozinha.

O processo de criação incrivelmente básico:

• A placa do fogão de indução é desmontada;
• O indutor plano nativo é desmontado;
• Ligue um aquecedor caseiro a um tubo ondulado de aço inoxidável (∅20) e um delineador flexível a uma alimentação fria do riser com uma torneira de corte.

O indicador de fogão deve medir o comprimento do cabo de enrolamento para que este corresponda às especificações dos elementos de campo do circuito elétrico. A potência diminuirá e o enrolamento e os transístores queimar-se-ão se as características forem ultrapassadas.

Com um enrolamento de tecido elétrico

Limpa-se um tubo de metal com um metro de comprimento e envolve-se em três camadas de tecido elétrico com fio de cobre colocado no topo. Faz-se uma bobina de indução. A conceção é isolada e isolada, e é aplicado um invólucro de plástico refratário. As extremidades são ligadas aos terminais do inversor de soldadura. Depois de cortar o cilindro, ligá-lo à alimentação de água.

Tubo no tubo e uma bobina no interior do depósito

O processo de fabrico de um "Vesse no recipiente" O aquecedor de água com aquecimento por indução é o seguinte:

1. Dois segmentos (150 – 500 mm) do tubo metálico são inseridos um no outro com uma folga de 20 mm, que é criada pela vedação das extremidades de dois anéis.
2. Também fixado por tangente (para uma boa circulação) ao corpo na parede exterior do encaixe de entrada (inferior) e saída (superior) para ligação ao abastecimento de água.
3. O aquecedor de água terá uma forma toroidal (bagel) – um cilindro com um orifício no interior.
4. Enrolar o fio de cobre verticalmente, passando para dentro e levantando-o ao longo do contorno exterior da caixa. Se der 30 a 40 voltas, obtém uma bobina toroidal – toda a superfície será aquecida imediatamente.
5. A estrutura é colocada num invólucro, é utilizado um tanque de plástico, é feito nele para bicos para bicos. As paredes são separadas por um material isolante térmico e não combustível. As extremidades do fio são fixadas aos terminais do inversor, ligadas ao tubo de subida e ao ponto de desobstrução da água.

Como aquecedor de água corrente, é possível construir uma caldeira com uma estrutura interna em serpentina; quanto maior for a secção da caldeira preenchida com água, mais rapidamente a água aquecerá.

No mundo atual, onde a eficiência energética e a sustentabilidade são preocupações primordiais, o conceito de aquecedores de água por indução caseiros está a ganhar força. Ao aproveitar a indução electromagnética, estes dispositivos inovadores oferecem uma solução eficiente e amiga do ambiente para o aquecimento de água em casa. Compreender os princípios básicos do aquecimento por indução e a construção de um aquecedor deste tipo permite que os proprietários assumam o controlo do seu consumo de energia. Desde a simplicidade do design do dispositivo até à sua rentabilidade e impacto ambiental reduzido, os aquecedores de água por indução caseiros apresentam uma forma acessível de adotar uma vida mais ecológica, assegurando simultaneamente um fornecimento constante de água quente para as necessidades diárias. Este artigo analisa o funcionamento do dispositivo, guiando os leitores através do processo de construção, explicando a sua eficiência operacional e destacando os seus benefícios para soluções sustentáveis de aquecimento doméstico.

Variante eletrónica

Embora os parâmetros de um tipo de indução eléctrica possam ser calculados de forma aproximada ao enrolar um tubo e soldar um inversor, são necessários cálculos mais precisos para os circuitos eléctricos quando a capacidade da peça é tida em consideração.

O circuito eletrónico funciona segundo o princípio da ressonância constante, não necessita de afinação e começa a funcionar assim que é montado. Com componentes padrão, a potência de saída é medíocre; no entanto, chaves de campo fortes e capacitores de grande capacidade podem aumentá-la. Os conversores de transístor (até 25 kHz) e de tiristor (até 8 kHz) produzem frequências superiores a 50 Hz.

A fonte de alimentação do circuito deve estar compreendida entre 24 e 60 volts com um consumo mínimo de corrente de 20 amperes. Em dez segundos, a lâmina da faca aquece até ao vermelho.

O aparelho pronto e os seus planos:

O que é necessário (para o plano que se segue):

• acelerador de uma fonte de alimentação de computador;
• A partir daí, anel de ferrite (de ferro em pó) com um fio de cobre com uma secção transversal de 1.5 mm², de 10 a 30 voltas com um fio de cobre;
• Transístores de campo. É necessário escolher a resistência máxima da transição aberta. Adequado da série IRF740, IRFP250;
• Díodos para tensão inversa de 500 V com pelo menos 3 – 4 A, adequados UF4007, Her305;
• díodo zener para 15 – 18 V até 2 – 3 watts;
• 0.Resistências de 5 watts.

As informações são recolhidas de acordo com o plano. Uma bobina de indução constituída por seis a sete voltas de 1.O fio de 5 mm² é construído e ligado. A estrutura pode aquecer até parafusos M6 de cor amarela. São necessários radiadores e uma pequena ventoinha porque o calor libertado pode danificar os transístores (da mesma fonte de alimentação do computador). A frequência é de 30 kHz, o que é mais do que suficiente. Controlo: através de um adaptador de 12 polegadas. Através da ponte de díodos, o componente de potência pode ser ligado diretamente a 220 V. A montagem da caldeira de corrida nesta fundação ainda é necessária.

O plano e o aquecedor de indução que foram desenvolvidos para o efeito:

Construir um aquecedor de água por indução em casa pode ser um projeto de bricolage satisfatório para os proprietários que procuram aumentar a eficiência energética da sua habitação. É possível utilizar eficazmente a indução electromagnética para aquecer a água, compreendendo o funcionamento do aparelho e dos seus componentes.

O aparelho é composto por uma bobina de fio, geralmente de cobre, que, quando sujeita a uma corrente eléctrica, produz um campo magnético alternado. As correntes parasitas são criadas em materiais condutores por este campo magnético, como a água que flui através de um tubo dentro da bobina. À medida que a água passa pela bobina, estas correntes de Foucault aquecem-na rapidamente através da resistência.

A eficiência de um aquecedor de água por indução doméstico é uma das suas principais vantagens. Os aquecedores por indução aquecem a água diretamente, eliminando a necessidade de aquecer primeiro um elemento separado, em contraste com os aquecedores de água tradicionais que dependem de elementos de aquecimento ou queimadores de gás. Isto torna o aquecimento da água em sua casa mais económico e ecológico, porque consome menos energia e aquece a água mais rapidamente.

Os aquecedores de água por indução não só são eficientes como também permitem um controlo preciso da temperatura. A temperatura da água pode ser facilmente alterada de acordo com as necessidades, variando a potência fornecida à bobina. Ao aquecer a água apenas à temperatura adequada em vez de a sobreaquecer desnecessariamente, este grau de controlo pode ajudar a reduzir o consumo de energia.

Quando comparados com os sistemas de aquecimento de água convencionais, os esquentadores de indução também requerem menos manutenção. Há menos hipóteses de uma falha mecânica ou de fugas de gás porque há menos peças móveis e não há processos de combustão. Para os proprietários que estão preocupados com a fiabilidade e segurança do seu sistema de aquecimento de água, isto pode oferecer conforto.

Resumindo, a instalação de um aquecedor de água por indução em sua casa pode ser uma forma útil e eficaz de aquecer a água em sua casa. Pode tirar partido de um aquecimento de água rápido, preciso e energeticamente eficiente, bem como de custos de energia e facturas de serviços públicos mais baixos, utilizando a indução electromagnética. Um termoacumulador de indução do tipo "faça você mesmo" pode fornecer água quente fiável durante muitos anos com uma instalação e manutenção correctas.

Vídeo sobre o tema

Dispositivo e princípio de funcionamento da caldeira eléctrica de indução