Como fazer um forno de indução e uma caldeira de aquecimento a partir de um inversor

Ao utilizar bobinas de indução em vez de elementos de aquecimento tradicionais, o equipamento de aquecimento tem conseguido um aumento significativo da eficiência, reduzindo o consumo de eletricidade. Os aquecedores de indução só recentemente se tornaram disponíveis no mercado, e a preços relativamente elevados. Como resultado, os entusiastas da bricolage tomaram conhecimento e conceberam um método para criar um aquecedor de indução utilizando um inversor de soldadura.

Vantagens do aquecedor de indução

• O aparelho apresenta um elevado rendimento;
• Funciona quase silenciosamente;
• As caldeiras e os aquecedores de indução são considerados seguros em comparação com os equipamentos a gás;
• Este aquecedor funciona de forma totalmente automática;
• O equipamento não necessita de manutenção constante;
• Devido à sua construção estanque, as fugas são eliminadas;
• Através da utilização de vibrações de campos electromagnéticos, a formação de calcário torna-se praticamente impossível.

Outra vantagem deste tipo de aquecedor é a sua conceção simplificada e a disponibilidade dos materiais necessários para montar o aparelho por si próprio.

Esquema de funcionamento do aquecedor por indução

O aquecedor do tipo indutor é constituído por vários componentes:

1. Um gerador de corrente, que converte a corrente alternada da rede eléctrica doméstica numa corrente de alta frequência.
2. Um indutor feito de uma bobina de fio de cobre torcido, que cria um campo magnético.
3. Um elemento de aquecimento, que é um tubo metálico localizado no interior do indutor.

Ao trabalharem em conjunto, todos os componentes acima mencionados funcionam de acordo com o seguinte princípio. O gerador gera uma corrente de alta frequência, que flui através do condutor de cobre na bobina indutora. À medida que a corrente passa pela bobina, é transformada num campo eletromagnético. Este campo, por sua vez, aquece o tubo metálico que se encontra no interior da bobina, graças às correntes de Foucault que ocorrem. Ao passar por este tubo aquecido, a água absorve a energia térmica, transferindo-a para o sistema de aquecimento. Além disso, a água também serve de refrigerante para o elemento de aquecimento, ajudando a prolongar a vida útil da caldeira.

Eis o diagrama esquemático do aquecedor de indução.

Veja a imagem abaixo para ver o funcionamento interno de um aquecedor de indução metálico.

Crucial: Se a parte aquecida entrar em contacto com ambas as bobinas do indutor, provocará um curto-circuito entre espiras, resultando na queima instantânea dos transístores.

Montagem e instalação do sistema

É estritamente proibido ligar o indutor aos terminais da máquina de soldar que se destinam aos cabos de soldadura. Se o fizer, a unidade avariará. Para tornar o inversor compatível com um aquecedor de indução, é necessária uma modificação complexa do aparelho, o que exige conhecimentos aprofundados de eletrónica.

Em termos simples, a modificação consiste em ligar o enrolamento primário da bobina após o conversor de alta frequência do inversor, substituindo a bobina de indução incorporada. Além disso, a ponte de díodos tem de ser removida e o bloco de condensadores tem de ser soldado.

Para saber mais sobre o processo de transformação de um inversor de soldadura num aquecedor de indução, veja este vídeo.

Aquecedor de indução para metal

Para criar um aquecedor de indução utilizando um inversor de soldadura, são necessários os seguintes materiais:

1. Uma máquina inversora de soldadura. Seria vantajoso se a máquina tivesse uma função de regulação de corrente suave.
2. Um tubo de cobre com um diâmetro de aproximadamente 8 mm e um comprimento suficiente para envolver um objeto com 4-5 cm de diâmetro em 7 voltas. Além disso, deve haver cerca de 25 cm de excesso de tubo em ambas as extremidades após as bobinas.

Siga estes passos para montar o aquecedor:

1. Selecionar um objeto com 4-5 cm de diâmetro para servir de modelo para enrolar a bobina do tubo de cobre. Pode ser uma peça redonda de madeira, um tubo de metal ou um tubo de plástico.
2. Pegue no tubo de cobre e achate uma das extremidades com um martelo.
3. Encha o tubo firmemente com areia seca e aperte bem a extremidade oposta. A areia irá reforçar e evitar que o tubo se parta durante a torção.
4. Enrole o tubo à volta do modelo sete vezes, depois corte as extremidades e esvazie a areia.
5. Fixe a bobina resultante ao inversor modificado.

Dica profissional: se prevê uma utilização prolongada do aquecedor de indução a níveis de potência elevados, recomenda-se a implementação de arrefecimento a água para o tubo.

Aquecedor de indução para água

Para construir a caldeira de aquecimento, são necessários os seguintes componentes.

1. Inversor. Escolher um aparelho com a potência necessária para a caldeira de aquecimento.
2. Tubo de plástico de parede espessa, de preferência da marca PN, com um comprimento de 40-50 cm. Este tubo será utilizado para a passagem do meio de aquecimento (água). Deve ter um diâmetro interior de, pelo menos, 5 cm, para que o desempenho da caldeira não seja comprometido. O diâmetro exterior será de 7.5 cm.
3. Fio de aço ou barra de metal com um diâmetro de 6-7 mm. Cortar pequenos pedaços (4-5 mm) do fio ou vareta, que servirão de permutador de calor (núcleo) para o indutor. Em alternativa, pode ser utilizado um tubo totalmente metálico de menor diâmetro ou um parafuso de aço em vez das peças de aço.
4. Barras ou varetas de textolite para enrolar a bobina de indução. A utilização de textolite permitirá isolar o tubo da bobina aquecida, uma vez que este material é altamente resistente a temperaturas elevadas.
5. A 1.Cabo isolado com 5 mm2 de secção transversal, medindo 10-10.5 metros de comprimento. O isolamento do cabo deve ser constituído por fibra, esmalte, fibra de vidro ou amianto.

Conselho profissional! Em vez de fio de aço, pode ser utilizada uma esponja metálica de aço inoxidável. No entanto, antes de comprar, certifique-se de que as testa com um íman: se a esponja for atraída pelo íman, pode ser utilizada como elemento de aquecimento.

O procedimento de montagem da caldeira de aquecimento por indução é o seguinte: Pegue nos produtos metálicos especificados e encha o corpo do permutador de calor com eles. Fixar os adaptadores na extremidade do tubo da caixa, assegurando que correspondem ao diâmetro dos tubos do circuito de aquecimento.

Se necessário, pode soldar ângulos nos adaptadores. Além disso, os acoplamentos americanos também podem ser soldados. Graças a estes acoplamentos, o aquecedor pode ser facilmente desmontado para eventuais reparações ou manutenção preventiva.

Na fase seguinte da montagem do permutador de calor, deve ser aplicado adesivo para fixar as tiras de textolite nas quais a bobina será enrolada. Além disso, devem ser criados dois postes de textolite com 12-15 mm de altura, que servirão para colocar os contactos utilizados para ligar o aquecedor ao inversor modificado.

Colocar as tiras de textolite e enrolar a bobina por cima, assegurando uma distância mínima de 3 mm entre cada bobina. A bobina deve ter um total de 90 voltas de condutor. Fixar as extremidades do cabo nos postes previamente preparados.

Toda a construção é colocada dentro de um invólucro de proteção, que servirá de isolamento por razões de segurança. A cobertura do invólucro deve ser um tubo de plástico com um diâmetro superior ao da bobina. É necessário fazer dois furos na caixa para permitir a saída do cabo elétrico. Podem ser instalados tampões nas extremidades do tubo, e devem ser feitos orifícios para espigões nestes tampões. A caldeira será ligada à rede de aquecimento através destas torneiras.

Importante! O aquecedor só deve ser testado depois de estar cheio de água. Ligar a "seco" O tubo de plástico derreterá, exigindo a remontagem do aquecedor.

Em seguida, a caldeira deve ser ligada ao sistema de aquecimento de acordo com o esquema abaixo.

1. O esquema de ligação inclui os seguintes componentes:
2. Um inversor modificado que serve como fonte de corrente de alta frequência.
3. Um aquecedor de indução.
4. Um grupo de elementos de segurança, incluindo um termómetro, uma válvula de segurança, um manómetro, etc.
5. Válvulas de esfera que são utilizadas para drenar ou encher o sistema com água, bem como para cortar o fornecimento de água numa secção específica do circuito.
6. Uma bomba de circulação, que permite o movimento da água através do sistema de aquecimento.
7. Um filtro que é utilizado para remover as impurezas mecânicas do líquido de refrigeração, prolongando a vida útil de todo o equipamento.
8. Um tanque de expansão do tipo membrana, utilizado para compensar a expansão térmica da água.
9. Quando se trata de aquecimento por indução, é aconselhável utilizar radiadores de alumínio ou radiadores bimetálicos, uma vez que oferecem uma elevada produção de calor apesar das suas pequenas dimensões.
10. Pode ser utilizada uma mangueira para encher ou drenar o líquido de refrigeração do sistema.

Como se pode verificar pelo método acima descrito, é perfeitamente possível criar o seu próprio aquecedor de indução. No entanto, pode não ser tão fiável como um adquirido no comércio. Mesmo com conhecimentos suficientes de engenharia eléctrica, é necessário ter em conta as implicações de segurança do funcionamento de um dispositivo deste tipo sem sensores especializados ou uma unidade de controlo. Por isso, recomenda-se optar por equipamentos pré-fabricados, fabricados em condições controladas.