Comment fabriquer un chauffage à induction de vos propres mains à partir d'un poste à souder

Les chaudières de chauffage par induction – sont des appareils qui se caractérisent par un rendement très élevé. Ils permettent de réduire considérablement les coûts d'électricité par rapport aux appareils traditionnels équipés de résistances chauffantes.

Les modèles de production industrielle sont coûteux. Cependant, tout bricoleur amateur disposant d'un simple ensemble d'outils peut fabriquer un chauffage par induction fait maison. Pour vous aider, nous vous proposons une description détaillée du principe de fonctionnement et de l'assemblage d'un radiateur efficace.

Principe de fonctionnement du chauffage par induction

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

• l'inducteur;
• un générateur ;
• l'élément chauffant.

L'inducteur est une bobine, généralement en fil de cuivre, avec laquelle on génère un champ magnétique. Un générateur de courant alternatif est utilisé pour obtenir un flux haute fréquence à partir du flux standard du réseau électrique domestique à 50 Hz.

Comme élément chauffant, on utilise un objet métallique capable d'absorber l'énergie thermique sous l'effet d'un champ magnétique. Si vous connectez correctement ces éléments, vous pouvez obtenir un appareil très performant qui convient parfaitement pour chauffer un fluide caloporteur et chauffer votre maison.

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

Le principe de fonctionnement des chauffages par induction repose sur l'apparition de courants électriques à l'intérieur des conducteurs, sous l'effet des champs magnétiques.

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

Le courant électrique haute fréquence provenant de l'onduleur vers la bobine d'induction crée un champ magnétique avec un vecteur d'ondes magnétiques en constante évolution. Le métal placé dans ce champ chauffe rapidement.

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

Pour chauffer l'eau du circuit de chauffage, il suffit d'assurer son contact avec un chauffage métallique. On utilise souvent un tube métallique comme élément chauffant, à travers lequel on fait simplement passer un flux d'eau. L'eau refroidit au passage le chauffage, ce qui augmente considérablement sa durée de vie.

L'électroaimant d'un appareil à induction est obtenu en enroulant un fil autour d'un noyau ferromagnétique. La bobine d'induction ainsi obtenue chauffe et transmet la chaleur au corps à chauffer ou au caloporteur qui circule à proximité via un échangeur de chaleur.

Avantages et inconvénients de l'appareil

Les « avantages » d'un chauffage par induction à courants de Foucault sont nombreux. Il s'agit d'un schéma simple à fabriquer soi-même, d'une fiabilité accrue, d'un rendement élevé, de coûts d'électricité relativement faibles, d'une longue durée de vie, d'une faible probabilité de pannes, etc.

La performance de l'appareil peut être importante ; les unités de ce type sont utilisées avec succès dans l'industrie métallurgique. En termes de vitesse de chauffage du caloporteur, les dispositifs de ce type rivalisent aisément avec les chaudières électriques traditionnelles ; la température de l'eau dans le système atteint rapidement le niveau nécessaire.

Pendant le fonctionnement de la chaudière à induction, le réchauffeur vibre légèrement. Cette vibration élimine les dépôts de calcaire et autres impuretés possibles des parois du tube métallique, de sorte que cet appareil nécessite très rarement un nettoyage. Bien sûr, il est conseillé de protéger le système de chauffage de ces impuretés à l'aide d'un filtre mécanique.

La bobine d'induction chauffe le métal (tube ou morceaux de fil) placé à l'intérieur à l'aide de courants de Foucault haute fréquence, le contact n'est pas nécessaire.

Le contact constant avec l'eau réduit également au minimum le risque de brûlure du réchauffeur, ce qui est un problème assez fréquent pour les chaudières traditionnelles à éléments chauffants. Malgré les vibrations, la chaudière fonctionne de manière extrêmement silencieuse, aucune isolation phonique supplémentaire ne sera nécessaire à l'emplacement de l'appareil.

Les chaudières à induction ont également l'avantage de ne presque jamais fuir, à condition que l'installation du système soit effectuée correctement. C'est une qualité très précieuse pour le chauffage électrique, car elle élimine ou réduit considérablement le risque de situations dangereuses.

L'absence de fuites est due au mode de transfert d'énergie thermique sans contact vers le réchauffeur. Le fluide caloporteur peut être chauffé presque jusqu'à l'état de vapeur à l'aide de la technologie décrite ci-dessus.

Cela assure une convection thermique suffisante pour stimuler un déplacement efficace du fluide caloporteur dans les tuyaux. Dans la plupart des cas, il ne sera pas nécessaire d'équiper le système de chauffage d'une pompe de circulation, bien que tout dépende des caractéristiques et du schéma du système de chauffage spécifique.

Parfois, une pompe de circulation est nécessaire. L'installation de l'appareil est relativement simple, bien qu'elle nécessite certaines compétences en montage d'appareils électriques et de tuyaux de chauffage. Cependant, cet appareil pratique et fiable présente également un certain nombre d'inconvénients dont il faut tenir compte.

Par exemple, la chaudière chauffe non seulement le fluide caloporteur, mais aussi tout l'espace de travail environnant. Il faut réserver une pièce séparée pour cet appareil et en retirer tous les objets étrangers. Pour une personne, un séjour prolongé à proximité immédiate d'une chaudière en fonctionnement peut également être dangereux.

Pour fonctionner, les réchauffeurs à induction nécessitent un courant électrique. Aussi bien les appareils faits maison que ceux fabriqués en usine sont connectés au réseau domestique à courant alternatif.

L'appareil nécessite de l'énergie électrique pour fonctionner. Dans les régions où l'accès libre à ce bien de la civilisation est absent, la chaudière à induction sera inutile. Et même là où des coupures de courant fréquentes se produisent, elle montrera une faible efficacité. Une manipulation imprudente de l'appareil peut provoquer une explosion.

Si vous surchauffez le caloporteur, il se transforme en vapeur. En conséquence, la pression dans le système augmente brusquement, ce que les tuyaux ne peuvent tout simplement pas supporter : ils éclatent. Par conséquent, pour un fonctionnement normal du système, l'appareil doit être équipé au moins d'un manomètre, et mieux encore – d'un dispositif de coupure d'urgence, d'un thermostat, etc.

Tout cela peut augmenter considérablement le coût d'une chaudière à induction artisanale. Bien que l'appareil soit considéré comme pratiquement silencieux, ce n'est pas toujours le cas. Certains modèles, pour diverses raisons, peuvent néanmoins émettre certains bruits. Pour un appareil fabriqué soi-même, la probabilité d'une telle issue augmente.

Dans la conception des radiateurs à induction, qu'ils soient industriels ou artisanaux, il n'y a pratiquement pas de composants sujets à l'usure. Ils durent longtemps et fonctionnent parfaitement.

Étapes de fabrication du chauffage fait maison

Fabriquer un tel appareil soi-même n'est pas très difficile. Pour cela, vous aurez besoin de :

1. Fabriquer l'élément chauffant.
2. Réaliser la bobine de l'inducteur en fil de cuivre.
3. Prendre un générateur de courant alternatif prêt à l'emploi.
4. Raccorder le radiateur avec la bobine au système de chauffage.
5. Connecter la bobine au générateur.
6. Alimenter le système en électricité.
7. Effectuer un essai de démarrage pour vérifier le fonctionnement de l'unité.

Dans les modèles industriels, on utilise un tube métallique à parois épaisses comme élément chauffant, mais il est très difficile d'assurer une puissance suffisante à un appareil artisanal pour chauffer un tel élément, et cela n'a pas beaucoup de sens. La bobine à induction peut chauffer n'importe quel métal, on peut donc modifier le radiateur.

Les modèles industriels de chaudières à induction sont équipés d'un élément chauffant fabriqué à partir d'un tube métallique épais. À la maison, il est difficile de reproduire un tel appareil.

Comme boîtier pour le radiateur à induction fabriqué à partir d'un onduleur de soudage, on utilise un morceau de tube en plastique. Il doit avoir un diamètre légèrement supérieur à celui des tuyaux de chauffage. La longueur du tube pour le radiateur peut être d'environ un mètre, le diamètre intérieur peut varier entre 50 et 80 mm.

Pour raccorder le radiateur au système, vous devez installer des adaptateurs dans les parties inférieure et supérieure du boîtier. La partie inférieure du tube doit être fermée par une grille, puis on place à l'intérieur du boîtier un remplissage composé de petites particules métalliques. On peut obtenir ce remplissage, par exemple, à partir de fil, de barre, de tube métallique étroit, etc.

La longueur des segments peut varier arbitrairement. Le plus souvent, on utilise du fil d'acier d'un diamètre de 6 à 8 mm, que l'on coupe simplement en petits morceaux. Certains artisans recommandent de le couper en longues tiges d'environ 90 cm, c'est-à-dire presque la longueur du radiateur.

Pour le corps de l'élément chauffant d'une chaudière à induction fabriquée maison, vous aurez besoin d'un large tube en plastique d'environ 50 mm de diamètre.

Plus la résistance magnétique de l'acier dont est fait le fil est élevée, mieux il chauffera. En fonction de la taille de ces morceaux, vous choisissez également un treillis de protection qui est installé en bas du corps. Le remplissage est versé ou placé dans le tube jusqu'en haut. Ensuite, la partie supérieure est également fermée par un treillis.

Ce schéma permet de se faire une idée de la manière de connecter la spirale d'induction au chauffage de la chaudière et au poste à souder.

Ainsi, un chauffage artisanal pour chaudière à induction ressemble à un épais tube en plastique rempli de morceaux de métal et fermé par un treillis des deux côtés. Le chauffage possède des adaptateurs en haut et en bas pour le raccordement au circuit de chauffage. Le tube en polymère du chauffage doit avoir des parois suffisamment épaisses.

De plus, n'importe quel plastique ne convient pas à cet usage, le matériau doit supporter une chaleur assez intense sans libérer de substances dangereuses dans l'air ou dans le fluide caloporteur. Maintenant, vous devez fabriquer la grille d'induction. Pour cela, prenez du fil de cuivre et enroulez-le directement sur le corps du chauffage.

Dans certains modèles de chauffages à induction artisanaux, on utilise un tube de cuivre étroit au lieu du tube en plastique. Ce n'est pas la meilleure option car il sera difficile de bien enrouler un tel élément en spirale.

Plus il y a de spires de fil, mieux c'est. On pense qu'une bobine d'induction doit avoir au moins 90 spires. L'inducteur est enroulé très serré autour du tube, 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 il rendrait le bobinage plus difficile et il serait plus compliqué de placer les spires côte à côte.

Ce schéma vous aidera à connecter correctement la bobine de l'inducteur à un poste à souder à inverseur. Si cela est fait incorrectement, la bobine se transformera en électro-aimant (+)

La présence d'espaces peut provoquer du bruit dû aux vibrations qui accompagnent le fonctionnement d'un tel appareil. Avec le temps, cette situation peut entraîner la destruction de l'isolation, ce qui provoquera un court-circuit entre spires.

En haut et en bas, en plus des adaptateurs, vous devez installer des robinets d'arrêt. Ils sont nécessaires pour pouvoir couper l'eau dans le circuit de chauffage si nécessaire.

Lors de l'installation du chauffage, il faut se rappeler que son extrémité inférieure doit être dirigée vers le retour, le tuyau destiné à recueillir le caloporteur refroidi dans un système de chauffage à deux tubes. La façon la plus simple d'obtenir un générateur de champ alternatif – est de prendre un onduleur d'un poste à souder.

Les contacts de la bobine d'induction sont connectés aux pôles de l'onduleur. Dès que l'alimentation électrique est fournie à l'appareil et qu'il est branché sur le réseau, la chaudière à induction artisanale commence à fonctionner.

Pour fabriquer un tel appareil, même un poste à souder bon marché convient, par exemple un modèle de fabrication chinoise qui permet de régler l'intensité du courant à partir de 10 A. Près de l'adaptateur sur l'alimentation, il faut installer un capteur de thermostat. Le raccordement de l'onduleur de soudage se fait via ce thermostat.

Sur les sorties, il est nécessaire de placer des diodes de redressement. Pour cela, il faudra ouvrir le boîtier du poste à souder et souder des conducteurs à la sortie, puis les connecter aux diodes. Si le raccordement est effectué sans diodes, directement, un courant à tension redressée arrivera sur l'enroulement, et la bobine fonctionnera comme un électro-aimant et non comme un inducteur.

Pour créer la spirale d'induction, il est recommandé d'utiliser un fil de cuivre de section 1,5 mm dans une gaine isolante fiable, il faut faire environ 90 spires.

Certains postes à souder modernes sont équipés d'un capteur de contact qui déclenche le fonctionnement au moment où l'électrode touche la surface de travail. Il faut tenir compte de ce point pour que le capteur se déclenche au bon moment ou n'affecte pas le fonctionnement de la chaudière artisanale.

Si un artisan inexpérimenté rencontre des problèmes avec la transformation du poste à souder, il ferait mieux de demander un avis professionnel.

Pour fabriquer une chaudière à induction soi-même, on peut prendre n'importe quel poste à souder avec des caractéristiques appropriées. Si nécessaire, l'appareil pourra être réutilisé pour des travaux de soudage.

Si tout est fait correctement, le poste à souder pourra être utilisé à l'avenir conformément à sa fonction première. Il faudra dessouder les conducteurs avec les diodes et effectuer le remontage inverse. Sous l'effet du courant alternatif haute fréquence, la bobine d'induction créera un champ magnétique.

Le métal se trouvant à l'intérieur du boîtier en polymère commencera à chauffer et à transférer la chaleur à l'eau qui circule dans le circuit de chauffage. L'appareil n'aura besoin que de quelques minutes pour chauffer le fluide caloporteur.

L'emplacement du chauffage par induction doit être choisi correctement. L'appareil doit être situé à 800 mm en dessous du niveau du plafond, et être séparé des murs et des meubles d'au moins 300 mm.

Quelques mots sur la sécurité

Les chaudières à induction artisanales ne sont généralement pas dotées de systèmes de contrôle et de protection, ce qui les rend dangereuses. Par conséquent, avant de mettre l'appareil en marche, il faut s'assurer que la cavité du boîtier est remplie de caloporteur liquide.

Si le boîtier polymère du chauffeur est soumis à une chaleur constante sans être brassé par le caloporteur, il fondra tout simplement, ce qui entraîne parfois non seulement une déformation du chauffeur, mais aussi sa destruction complète.

Les appareils de ce type sont souvent utilisés pour chauffer et fondre les métaux. Les hautes températures obtenues par le chauffage à induction exigent une attention particulière aux questions de sécurité.

La chute de la charge métallique incandescente hors du boîtier fondu peut également être dangereuse. Dans ce cas, il faudra démonter presque entièrement l'appareil et lui fabriquer un nouvel élément chauffant.

Le raccordement à l'alimentation électrique doit être effectué par un câble séparé provenant du tableau. Bien entendu, tous les contacts doivent être soigneusement recouverts d'isolant. L'onduleur du poste à souder doit également être mis à la terre, c'est un point important pour la sécurité.

Pour cela, un câble d'une section d'au moins quatre millimètres sera nécessaire. Certains spécialistes recommandent de préférer un câble de six millimètres. Pour éviter la surchauffe du chauffage à induction artisanal due à l'absence d'eau dans le système, il est recommandé d'installer une soupape de surpression à l'entrée du chauffeur.

L'appareil de chauffage à induction occupe relativement peu d'espace, mais il doit être placé à une certaine distance du plafond, des murs, des meubles, etc.

Un appareil artisanal de ce type, non équipé de dispositifs de protection spéciaux, est un objet potentiellement dangereux qui nécessite une surveillance constante. Il vaut donc la peine de dépenser un peu plus d'argent pour acquérir les appareils nécessaires.

Il ne sera pas superflu d'évaluer les coûts : l'achat d'une chaudière à induction prête à l'emploi ne coûtera peut-être pas beaucoup plus cher. Les appareils industriels sont généralement dotés de toute la protection nécessaire.

Les caractéristiques et la technologie étape par étape de fabrication d'une autre variante de chaudière à induction artisanale pour système de chauffage sont présentées ici.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Vidéo #1. Aperçu des principes du chauffage par induction :

Vidéo #2. Variante intéressante de fabrication d'un chauffage à induction :

Pour installer un chauffage à induction, il n'est pas nécessaire d'obtenir une autorisation des organismes de contrôle ; les modèles industriels de ces appareils sont tout à fait sûrs, ils conviennent aussi bien pour une maison individuelle que pour un appartement ordinaire. Mais les propriétaires d'appareils artisanaux ne doivent pas oublier les règles de sécurité.

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