Comment fabriquer un radiateur à induction de vos propres mains à partir d'un onduleur de soudage

Les chaudières à induction sont des appareils caractérisés par un très haut rendement. Ils peuvent réduire considérablement les coûts énergétiques par rapport aux appareils traditionnels équipés d'éléments chauffants.

Les modèles de production industrielle ne sont pas bon marché. Cependant, tout artisan possédant un ensemble d'outils simples peut fabriquer un radiateur à induction de ses propres mains. Pour l'aider, nous vous proposons une description détaillée du principe de fonctionnement et de montage d'un radiateur efficace.

Principe de fonctionnement du chauffage par induction

Le chauffage par induction est impossible sans l’utilisation de trois éléments principaux :

• inducteur;
• Générateur;
• élément chauffant.

Un inducteur est une bobine, généralement constituée de fil de cuivre, qui génère un champ magnétique. Un alternateur est utilisé pour produire un courant haute fréquence à partir du courant électrique domestique standard de 50 Hz.

Un objet métallique capable d'absorber de l'énergie thermique sous l'influence d'un champ magnétique est utilisé comme élément chauffant. Si vous connectez correctement ces éléments, vous pouvez obtenir un appareil performant, parfait pour chauffer le liquide de refroidissement et chauffage domestique.

À l'aide d'un générateur, un courant électrique présentant les caractéristiques nécessaires est fourni à l'inducteur, c'est-à-dire sur une bobine de cuivre. En le traversant, un flux de particules chargées forme un champ magnétique.

Le principe de fonctionnement des radiateurs à induction repose sur l'apparition de courants électriques à l'intérieur des conducteurs qui apparaissent sous l'influence de champs magnétiques.

La particularité du champ est qu'il a la capacité de changer la direction des ondes électromagnétiques à haute fréquence.Si un objet métallique est placé dans ce champ, il commencera à chauffer sans contact direct avec l'inducteur sous l'influence des courants de Foucault créés.

Le courant électrique haute fréquence fourni par l'onduleur à la bobine d'induction crée un champ magnétique avec un vecteur d'ondes magnétiques en constante évolution. Le métal placé dans ce champ s'échauffe rapidement

L'absence de contact permet de rendre négligeables les pertes d'énergie lors du passage d'un type à un autre, ce qui explique le rendement accru des chaudières à induction.

Pour chauffer l'eau du circuit de chauffage, il suffit d'assurer son contact avec un radiateur métallique. Souvent, un tuyau métallique est utilisé comme élément chauffant, à travers lequel un jet d'eau passe simplement. L'eau refroidit simultanément le radiateur, ce qui augmente considérablement sa durée de vie.

L'électro-aimant d'un dispositif à induction est obtenu en enroulant un fil autour d'un noyau ferromagnétique. La bobine d'induction résultante chauffe et transfère la chaleur au corps chauffé ou au liquide de refroidissement circulant à proximité à travers l'échangeur de chaleur.

Avantages et inconvénients de l'appareil

Il existe de nombreux « avantages » d’un chauffage à induction vortex. Il s'agit d'un circuit simple pour l'autoproduction, une fiabilité accrue, un rendement élevé, des coûts énergétiques relativement faibles, une longue durée de vie, une faible probabilité de panne, etc.

La productivité de l'appareil peut être importante, des unités de ce type sont utilisées avec succès dans l'industrie métallurgique. En termes de vitesse de chauffage du liquide de refroidissement, les appareils de ce type rivalisent en toute confiance avec les chaudières électriques traditionnelles : la température de l'eau dans le système atteint rapidement le niveau requis.

Pendant le fonctionnement de la chaudière à induction, le radiateur vibre légèrement. Cette vibration élimine le calcaire et d'autres contaminants possibles des parois du tuyau métallique, un tel appareil doit donc rarement être nettoyé. Bien entendu, le système de chauffage doit être protégé de ces contaminants à l’aide d’un filtre mécanique.

Une bobine d'induction chauffe le métal (tuyau ou morceaux de fil) placé à l'intérieur à l'aide de courants de Foucault à haute fréquence, aucun contact requis

Un contact constant avec l'eau minimise le risque de panne du radiateur, ce qui est un problème assez courant pour les chaudières traditionnelles équipées d'éléments chauffants. Malgré les vibrations, la chaudière fonctionne extrêmement silencieusement ; aucune isolation phonique supplémentaire sur le site d'installation n'est nécessaire.

Un autre avantage des chaudières à induction est qu’elles ne fuient presque jamais, à moins que le système ne soit installé correctement. C'est une qualité très précieuse pour chauffage électrique, car il élimine ou réduit considérablement la probabilité que des situations dangereuses se produisent.

L'absence de fuites est due à la méthode de transfert d'énergie thermique sans contact vers le radiateur. Grâce à la technologie décrite ci-dessus, le liquide de refroidissement peut être chauffé presque jusqu'à l'état de vapeur.

Cela fournit une convection thermique suffisante pour encourager un mouvement efficace du liquide de refroidissement à travers les tuyaux. Dans la plupart des cas, le système de chauffage ne devra pas être équipé d'une pompe de circulation, bien que tout dépende des caractéristiques et de la conception du système de chauffage spécifique.

Parfois pompe de circulation nécessaire. L'installation de l'appareil est relativement simple. Bien que cela nécessite certaines compétences dans l’installation d’appareils électriques et de tuyaux de chauffage.Mais cet appareil pratique et fiable présente un certain nombre d'inconvénients dont il convient également de tenir compte.

Par exemple, une chaudière chauffe non seulement le liquide de refroidissement, mais également tout l'espace de travail qui l'entoure. Il est nécessaire d'attribuer une pièce séparée à une telle unité et d'en retirer tous les corps étrangers. Pour une personne, rester longtemps à proximité d’une chaudière en fonctionnement peut également être dangereux.

Les radiateurs à induction nécessitent du courant électrique pour fonctionner. Les équipements faits maison et fabriqués en usine sont connectés à un réseau AC domestique

L'appareil nécessite de l'électricité pour fonctionner. Dans les zones où il n'y a pas d'accès gratuit à ce bienfait de la civilisation, une chaudière à induction sera inutile. Et même en cas de pannes de courant fréquentes, son efficacité sera faible. Si l'appareil est manipulé avec négligence, une explosion peut se produire.

Si vous surchauffez le liquide de refroidissement, il se transformera en vapeur. En conséquence, la pression dans le système augmentera fortement, ce à quoi les tuyaux ne pourront tout simplement pas résister et éclateront. Par conséquent, pour un fonctionnement normal du système, l'appareil doit être équipé d'au moins un manomètre, et mieux encore - d'un dispositif d'arrêt d'urgence, d'un thermostat, etc.

Tout cela peut augmenter considérablement le coût d'une chaudière à induction maison. Même si l’appareil est considéré comme quasiment silencieux, ce n’est pas toujours le cas. Certains modèles peuvent néanmoins produire du bruit pour diverses raisons. Pour un appareil fabriqué indépendamment, la probabilité d'un tel résultat augmente.

Il n'y a pratiquement aucun composant d'usure dans la conception des radiateurs à induction fabriqués en usine et faits maison. Ils durent longtemps et fonctionnent parfaitement

Étapes faites maison

Fabriquer soi-même un tel appareil n’est pas si difficile. Pour cela vous aurez besoin de :

1. Fabriquez un élément chauffant.
2. Fabriquez une bobine d'inductance à partir de fil de cuivre.
3. Prenez un alternateur prêt à l'emploi.
4. Connectez le radiateur avec le serpentin au système de chauffage.
5. Connectez la bobine au générateur.
6. Connectez l’alimentation au système.
7. Effectuez un test de fonctionnement pour vérifier le fonctionnement de l'appareil.

Dans les modèles industriels, un tuyau métallique aux parois épaisses est utilisé comme appareil de chauffage, mais il est très difficile et n'a pas beaucoup de sens de fournir une puissance suffisante à un appareil fait maison pour chauffer un tel élément. La bobine d'induction est capable de chauffer n'importe quel métal, le chauffage peut donc être modifié.

Les modèles industriels de chaudières à induction sont équipés d'un élément chauffant constitué d'un tuyau métallique épais. Il est difficile de copier une telle unité à la maison

Un morceau de tuyau en plastique est utilisé comme boîtier pour un chauffage par induction provenant d'un onduleur de soudage. Son diamètre doit être légèrement plus grand que celui des tuyaux de chauffage. La longueur du tuyau de chauffage peut être d'environ un mètre, le diamètre interne peut varier entre 50 et 80 mm.

Pour connecter le radiateur au système, des adaptateurs doivent être installés dans les parties inférieure et supérieure du boîtier. La partie inférieure du tuyau doit être recouverte d'une grille, puis une charge constituée de petites particules métalliques est placée à l'intérieur du corps. Vous pouvez obtenir la charge, par exemple, à partir de fil, de tige, de tuyau métallique étroit, etc.

La longueur des segments peut varier arbitrairement. Le plus souvent, on utilise pour cela du fil d'acier d'un diamètre de 6 à 8 mm, qui est simplement coupé en petits morceaux. Certains artisans recommandent de le couper en longues tiges, environ 90 cm, soit presque sur toute la longueur du radiateur.

Pour le corps de l'élément chauffant d'une chaudière à induction, que vous avez fabriqué vous-même, vous aurez besoin d'un large tuyau en plastique d'environ 50 mm de diamètre.

Plus la résistance magnétique de l'acier à partir duquel le fil est fabriqué est élevée, mieux il chauffera. En fonction de la taille de ces pièces, un treillis de protection est sélectionné, qui est monté au bas du boîtier. La charge est versée ou placée dans le tuyau jusqu'en haut. Après cela, la partie supérieure est également recouverte d'un treillis.

Le schéma permet de se faire une idée de la façon de connecter la bobine d'induction au réchauffeur de chaudière et au poste à souder

Ainsi, un radiateur fait maison pour une chaudière à induction ressemble à un tuyau en plastique épais rempli de morceaux de métal et fermé des deux côtés par un grillage. Le radiateur est équipé d'adaptateurs en haut et en bas pour le raccordement au circuit de chauffage. Le tuyau en polymère du radiateur doit avoir des parois assez épaisses.

De plus, tout plastique ne convient pas à ces fins, le matériau doit résister aux effets d'une chaleur assez forte et en même temps ne libérer aucune substance dangereuse dans l'atmosphère ou dans le liquide de refroidissement. Vous devez maintenant fabriquer un gril à induction. Pour ce faire, prenez du fil de cuivre et enroulez-le directement sur le corps du radiateur.

Certains modèles de radiateurs à induction faits maison utilisent un tube de cuivre étroit au lieu d'un tuyau en plastique. Ce n'est pas la meilleure option, car il ne sera pas facile d'enrouler correctement un tel élément en spirale.

Plus il y a de tours de fil, mieux c'est. On pense que la bobine d'induction doit avoir au moins 90 tours. L'inducteur est enroulé très étroitement sur le tuyau, il ne doit y avoir aucun espace entre les spires.

Pour le bobinage, un fil de cuivre isolé de 1 à 1,5 mm convient.Un câble plus épais n'est pas nécessaire ici, car cela compliquerait le travail d'enroulement et il sera plus difficile de positionner les spires au plus près.

Ce schéma aidera à connecter correctement la bobine d'induction à la machine à souder à onduleur ; si cela est mal fait, la bobine se transformera en électro-aimant (+)

La présence d'interstices peut entraîner du bruit dû aux vibrations qui accompagnent le fonctionnement d'une telle unité. Au fil du temps, cette situation peut conduire à la destruction de l’isolation, ce qui provoquera un court-circuit entre spires.

En plus des adaptateurs, des vannes d'arrêt doivent être installées en haut et en bas. Ils sont nécessaires pour pouvoir, si nécessaire, couper l'eau du circuit de chauffage.

Lors de l'installation du radiateur, n'oubliez pas que son extrémité inférieure doit être dirigée vers le tuyau de retour, un tuyau conçu pour collecter le liquide de refroidissement refroidi dans système de chauffage à deux tuyaux. Le moyen le plus simple d'obtenir un générateur de champ alternatif est de prendre un onduleur sur une machine à souder.

Les contacts de la bobine d'induction sont connectés aux pôles de l'onduleur. Dès que l'appareil est alimenté et allumé, la chaudière à induction maison commencera à fonctionner.

Pour fabriquer un tel appareil, même une machine à souder peu coûteuse convient, par exemple un modèle de fabrication chinoise, qui permet de réguler l'intensité du courant, à partir d'un niveau de 10 A. Un capteur de thermostat doit être installé à proximité de l'adaptateur à la provision. L'onduleur de soudage est connecté via ce thermostat.

Des diodes de redressement doivent être installées aux sorties. Pour ce faire, vous devrez ouvrir le corps de la machine à souder et souder les conducteurs à la sortie, puis les connecter aux diodes.Si vous vous connectez directement sans diodes, un courant avec une tension redressée circulera vers l'enroulement et la bobine fonctionnera comme un électroaimant et non comme un inducteur.

Pour créer une spirale d'induction, il est recommandé d'utiliser du fil de cuivre d'une section de 1,5 mm dans une gaine isolante fiable ; il faut faire environ 90 tours

Certaines machines à souder modernes sont équipées d'un capteur tactile qui commence à fonctionner dès que l'électrode touche la surface de travail. Ce point doit être pris en compte pour que le capteur soit se déclenche au bon moment, soit n'affecte pas le fonctionnement de la chaudière artisanale.

Si un artisan inexpérimenté rencontre des problèmes pour modifier une machine à souder, il est préférable qu'il demande conseil à un professionnel.

Pour fabriquer une chaudière à induction de vos propres mains, vous pouvez utiliser n'importe quelle machine à souder présentant les caractéristiques appropriées. Si nécessaire, l'appareil peut être réutilisé pour des travaux de soudage.

Si tout est fait correctement, la machine à souder pourra être utilisée à l'avenir aux fins prévues. Il faudra dessouder les conducteurs avec les diodes et les remonter. Lorsqu’elle est exposée à un courant alternatif haute fréquence, la bobine d’induction crée un champ magnétique.

Le métal à l'intérieur du boîtier en polymère commencera à chauffer et à transférer de la chaleur à l'eau qui circule dans le circuit de chauffage. L'appareil ne prendra que quelques minutes pour réchauffer le liquide de refroidissement.

L'emplacement du chauffage par induction doit être choisi correctement. L'unité doit être située à 800 mm sous le niveau du plafond et doit être séparée des murs et des meubles d'au moins 300 mm.

Quelques mots sur la sécurité

Les chaudières à induction faites maison ne sont généralement pas équipées de systèmes de contrôle et de protection, ce qui les rend dangereuses.Par conséquent, avant d'allumer l'appareil, vous devez vous assurer que la cavité du boîtier est remplie de liquide de refroidissement.

Si le corps polymère de l'appareil de chauffage est soumis à un chauffage constant sans être lavé avec du liquide de refroidissement, il fondra simplement, ce qui conduit parfois non seulement à une déformation de l'appareil de chauffage, mais également à son endommagement complet.

Les unités de ce type sont souvent utilisées pour chauffer et fondre des métaux. Les températures élevées générées par un chauffage par induction nécessitent une attention particulière aux problèmes de sécurité

La perte de métal d’apport chaud du corps fondu peut également être dangereuse. Dans ce cas, vous devrez démonter presque complètement l'appareil et lui fabriquer un nouvel élément chauffant.

La connexion à l'alimentation électrique doit être effectuée via un câble séparé du panneau. Bien entendu, il est nécessaire de recouvrir soigneusement tous les contacts d’isolant. L'onduleur du poste à souder doit également être mis à la terre ; c'est un point important pour assurer la sécurité.

Dans ce cas, vous aurez besoin d'un câble d'une section d'au moins quatre millimètres. Certains experts recommandent de privilégier un câble de six millimètres. Pour éviter la surchauffe d'un radiateur à induction fait maison en raison d'un manque d'eau dans le système, il est recommandé d'installer une soupape de surpression à l'entrée du radiateur.

Un appareil de chauffage par induction prend relativement peu de place, mais il doit être placé à une certaine distance du plafond, des murs, des meubles, etc.

Un appareil artisanal de ce type, non équipé d'équipements de protection spéciaux, est un objet potentiellement dangereux qui nécessite une surveillance constante. Par conséquent, cela vaut la peine de dépenser un peu plus d’argent mais d’acheter les appareils nécessaires.

En même temps, cela ne fait pas de mal d'estimer les coûts : peut-être que l'achat d'une chaudière à induction toute faite ne coûtera pas beaucoup plus cher. Les appareils industriels sont généralement équipés de toutes les protections nécessaires.

Caractéristiques et technologie de fabrication étape par étape d'une autre version d'une chaudière à induction maison pour un système de chauffage sont donnés ici.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Vidéo n°1. Aperçu des principes du chauffage par induction :

Vidéo n°2. Une option intéressante pour réaliser un radiateur à induction :

Pour installer un radiateur à induction, vous n'avez pas besoin d'obtenir l'autorisation des autorités réglementaires : les modèles industriels de tels appareils sont tout à fait sûrs, ils conviennent aussi bien à une maison privée qu'à un appartement ordinaire. Mais les propriétaires d'unités artisanales ne doivent pas oublier les précautions de sécurité.

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