Устройство и приложение на индукционен нагревател за къщата

Отоплителните устройства, чийто принцип се основава на индукционно нагряване, се наричат ​​индукционни нагреватели. Те се използват както в промишлеността, така и в ежедневието, а в индустрията значението на тяхното използване не може да бъде надценено.

Разгледайте тези устройства по-подробно.

Устройство и принцип на индукционния нагревател

Опростеният индукционен нагревател се състои от три съставни елемента:

  • алтернатор

    ;

  • индуктор

    ;

  • сърцевина

    .

В бобината се поставя проводящо (метално, графитно) ядро, без пряк контакт с нея, състоящо се от определен брой завои на проводника на дадено напречно сечение, след което се прилага напрежението върху контактите на намотката на алтернатора. Около намотката се образува електромагнитно поле, под въздействието на което в ядрото има вихрови токове Фуко, затопля ядрото. По този начин липсва пренос на топлина към ядрото, топлината се произвежда от него независимо под въздействието на потоци, които се скитат в нея, и може да се предава чрез охлаждаща течност. Температурата на пръта се увеличава не едновременно по цялата маса, а от повърхностните слоеве до центъра, в зависимост от топлопроводимостта на материала на сърцевината. В този случай увеличаването на честотата на променливия ток намалява дълбочината на индуктивното нагряване, но увеличава неговата интензивност. Особено внимание трябва да се обърне на факта, че намотката около ядрото по време на работа остава практически студена.

Този процес очевидно изглежда така:

Области на приложение

В промишлеността индукционните нагреватели се използват за извършване на следните сложни процеси:

  • супер фино топене на метали (произведени в канални - безконтактни индукционни пещи);
  • гъвкави стоманени тръби с голям диаметър;
  • за повърхностно закаляване на стоманени продукти (строителни фитинги, детайли на трансферни механизми на металорежещи машини и др.);
  • топлинна обработка на малки части от сложна конфигурация;

В домакинските уреди за индукционно нагряване също са широко разпространени. Области на тяхното прилагане:

  • домашни автономни отоплителни системи (за отдаване, апартаменти, частни къщи);
  • индукционни повърхности за готвене и плочки за кухнята;
  • дребни тигели за топене на метал от домакинствата;
  • бижута.

Тъй като основният предмет на изделието е индукционен нагревател, ще се спрем на отоплителния котел, който се основава на идеята за индуктивно нагряване на охлаждащата течност.

Индукционен нагревател - котел за отопление

Тъй като собствениците на жилища са започнали да инсталират автономни отоплителни системи в домовете си, въпросът за рентабилността на отоплителните котли за тях остава един от най-важните. Според този показател поне сред устройствата, произвеждащи топлина от електричество, водещи са котлите за индукционно нагряване. В същото време тяхната мощност, несравнима с идентичния параметър на такъв уред като нагревател на борда, позволява използването на агрегати като основен методотопление в помещенията на голяма площ.

Котлите за индукционно нагряване се състоят от две вериги - първични (електромагнитни) и вторични (свързване на топлообмен). Първата верига, състояща се от преобразувател на напрежение и топлинен генератор с нагревател тип индукция, създава електромагнитно поле, вихрови токове и произвежда топлина. Вторият контур, който включва топлообменник със свързваща система, прехвърля тази топлина чрез циркулацията на охлаждащата течност към радиаторите на отоплителната система. Като охладител, водата се използва в чиста форма или с добавки.

В допълнение към тези две вериги, отоплителната система включва автоматизацията, която отговаря за работата на отделните звена на блока.

Модерните котли за индукционно нагряване се инсталират само в топлообменника със затворен кръг, който има мембранен разширителен съд и принудителна циркулационна помпа. Използването на циркулационна помпа е принудителна мярка и се дължи на малкия обем на охлаждащата течност при висока интензивност на топлината на топлообменника. Възможността за естествена циркулация в такава система е изключена - без помпата на кипяща вода ще се появи по-рано от началото на потока през тръбите.

Важно! Индукционният котел трябва да бъде заземен. Освен това, при инсталиране на отоплителна система, веригата на проводниците на проводника на нагревателя трябва да се монтира от пластмасови тръби за целите на безопасността или да се изолира отоплителното тяло от стоманената верига чрез поставяне на полипропиленови фитинги.

Въвеждане на класификацияОтоплителните котли са идентични с другите отоплителни електрически агрегати - по капацитет, производителност, параметри на потреблението на електроенергия. Но тези устройства все още имат класификация за проектното решение на електрическата част.

Сортове индукционни котли

Съществуват такива видове котли с индукционен тип, които са обозначени както по принципа на действие, така и по маркировката на производителя:

  • SAV - един вид и в същото време марка котли от ново поколение с мощност от 2.5 до 100 kW, от 2007 г. те се произвеждат от руската компания NPP NPARE;
  • VI - съкращението е не само намаляване на наименованието на типа индукционни устройства (вихрови индукционни нагреватели), но и патентованото наименование на котлите, произведени от фирма "Алтернативна енергия" в Ижевск.

Индукционни нагреватели SAV

Експлоатацията на блоковете SAV не изисква използването на инвертор, индуктор се захранва с ток от 50 Hz. Електромагнитното поле, индуцирано от първичната намотка, причинява образуването на вихрови токове във вторичната намотка, ролята на които в котлите от този тип изпълнява площта на затворения контур на тръбите с топлоносител. Този участък от тръбата - вторичната намотка се загрява интензивно под въздействието на тока на Фуко и пренася топлината на топлоносителя, принудително циркулираща в отоплителната система с помощта на циркулационна помпа.

Устройството на отоплителната система се изпълнява с радиатори или по лабиринтен метод, който прилича на отопление с цокъл, за да се увеличи общата площ на външната повърхност (топлообмен) на тръбите - контуранагряването, като минимум, не трябва да бъде минимално по дължина.


Котлите SAV се произвеждат под напрежение 220V и 380V. Като охладител те използват вода (в чиста форма или с антифризни добавки), както и антифриз. Изходът на устройството при пълен капацитет отнема около 5-20 минути (в зависимост от обема на охлаждащата течност), ефективността на нагревателите на такива устройства е най-малко 98%. За ефективно отопление на площ до 30 кв.м. доста индукционно устройство с мощност от 2.5 kW, закупуването на която в комплект с автоматика и системи за управление ще струва около 30 хиляди рубли.

Отоплителни инсталации на HE

Котлите от този тип са по-сложни по отношение на принципа на експлоатация и проектиране, което, разбира се, влияе върху тяхната стойност. За работа с VIN устройствата е необходим инвертор - устройство за увеличаване на честотата на входния ток. Високочестотният ток причинява образуването на високоинтензивно електромагнитно поле, което от своя страна води до появата на по-мощни вихрови токове във вторичната намотка. В допълнение, топлообменникът и корпусът на котела са направени от феромагнитни сплави със собствено магнитно поле. Резултатът от всички тези процеси е високата интензивност на топлообменника и, разбира се, охлаждащата течност.

VIN-агрегатите с мощност 3 kW са достатъчни за отопление на помещения с площ от 35-40 м2. (В зависимост от климатичните условия и качеството на изолацията на външните строителни конструкции).

VIN агрегатите могат да се използват не само в системи поради по-висока производителностотопление на жилища, но и за топла вода. За тази цел допълнителните резервоари за съхранение са оборудвани със защитна автоматизация, чийто капацитет се изчислява в зависимост от броя точки на топла вода в охладителната верига. С гореща вода тези мощности се осигуряват от циркулацията в система с директно нагряващ индукционен нагревател.

Оценка на маркетинговите характеристики-изявления

Котлите за индукционно отопление имат много предимства, често без аргументи. Да изброим тези характеристики и да дадем оценка на степента на съответствие на твърденията с факта:

рентабилност

одобрения

Потреблението на електроенергия от индукционни котли е с 20-30% по-малко от другите електрически нагреватели.

фактът

Всички електрически уреди, които не извършват механична работа, преобразуват 100% от електрическия ток в топлина, като ефективността им винаги е под 100%, но се различава по размер от различни устройства при различни условия. За генериране на 1 kW топлинна енергия е необходимо да се изразходват повече от 1 kW електроенергия, но колко повече зависи от параметрите на разсейващата среда. Вътре в котела, разбира се, също има - например, нагряване на бобината, тъй като всеки проводник има съпротивление, но всички тези загуби остават вътре в помещението

.

Важно! Старите метри (бакелит) отчитат по-малка (в 1,6 - 1,8 пъти) консумация на електроенергия от съвременните електронни, тъй като не са предназначени да отчитат реактивната мощност на индукциятакотли.

Вероятно този факт и причината за изявлението за ефективността на индукционните котли.

издръжливост

одобрение

Висока надеждност и голям ресурс на оборудване - повече от 25 години.

фактът

Всъщност липсата на движещи се части елиминира механичното износване на индукционни котли. Но отоплителната система с VI-агрегат включва циркулационна помпа, чийто ресурс е много по-скромен. В допълнение, системата за управление и автоматизация включва механизми, които се състоят от много компоненти, предразположени към износване.

Сърцевината на индукционния нагревател работи в условия на непрекъснато циклично нагряване и охлаждане, температурни деформации, което също е отрицателен фактор. Ето защо, да се обадите на ресурса на индукционни котли е почти неограничен - преувеличение. Въпреки това той наистина е по-висок от десетте нагревателя.

Непроменливи характеристики през целия живот

одобрения

Отсъствието на процеса на формиране на скалата на вътрешната повърхност на тръбите определя продължителната ефективност на нагревателя и топлообменника.

фактът

Scum - отлагането на соли, съдържащи се във водата (топлоносител). Количеството на тези примеси в ограничено количество охлаждаща течност също е ограничено и малко, така че ефектът от мащаба върху ефективността на нагревателя е незначителен. А в индукционния котел вторичната намотка е почти постоянна под въздействието на вибрации, а образуването на скала изобщо не се случва. Така че изявлението е вярно, само неговото значение е преувеличено.

безшумна

одобрения

Работата на котлите за индукционно нагряване е безшумен, което ги отличава от другите електрически нагреватели.

фактът

Твърдението е вярно, но - всички електрически котли не правят шум по време на работа, тъй като акустичните вълни не са включени в обхвата на техните колебания. Шумът може да бъде само циркулираща помпа, но ако желаете, можете да изберете модел на безшумно действие.

компактност

одобрение

Индукционните котли са компактни, което е удобно, когато се избира къде да се инсталират.

фактът

Това наистина е така, без да се използва каскада от индукционни котли и да не се монтират междинни резервоари в присъствието на няколко точки гореща вода в системата за гореща вода, тъй като индукционният нагревател е като цяло малка част от тръбата с намотка.

Сигурност

одобрения

Безопасността на устройството е абсолютна.

фактът

Не съществуват абсолютно безопасни електрически нагреватели. Работата на индукционните устройства не изключва възможността за изтичане на охлаждащата течност от системата, а генераторът на електромагнитното поле ще продължи да работи, а системата на празни тръби ще се загрее. За да се предотврати такава ситуация при проектирането на котела се осигурява автоматично изключване на устройството, но също така може да се провали.

Следователно индукционните нагреватели, макар и да печелят съперници според определени критерии за безопасност, не са напълно безопасни.

Недостатъци на индукционни нагреватели

  • Висока цена на устройствата.
  • Значително тегло при компактност.
  • Наличие на фактор на влияниеелектромагнитно поле върху тялото и устройствата.

Нека разгледаме последната точка по-подробно.

Електромагнитното поле въздейства върху живите организми по същия начин като продуктите в микровълнова печка - загрява ги до определена дълбочина и това може да има последствия. Интензивността на въздействието на полето, включително върху човек, се определя от такъв индикатор, като плътността на енергийния поток (PPE), увеличаваща се с увеличаване на честотата, се подава към първичната намотка на тока. При работа с индукционни нагреватели е необходимо да се спазва санитарният норми на пределната стойност на ЛПС, която е определена в SanPiN 2.2.4 /2.1.8.055-96, зависи от продължителността на ефекта на полето и е, например, за 8-часово излагане - 25 μW /cm.sm , един час - 200 мкВт /кв.см.

Освен това излъчването на индуктора има отрицателно въздействие върху намиращото се в близост електроника и радиооборудване, което създава препятствия в работата.

Важно! За да се предпази от въздействието на електромагнитно поле, можете да вземете малък порест котел (1x1, 2x2 mm) с метална решетка (клетка Фарадей), която не е в контакт с котелното тяло и е заземена.

Правила за работа

Безопасната експлоатация на котли за индукционно нагряване, както и на всички други технически устройства, се осигурява от прилагането на редица правила, свързани с монтажа и използването след монтажа:

  • Заземяването на котела е задължително.
  • Разстоянието от устройството до стените от страните трябва да бъде най-малко 30 см, от дъното на котела до пода - 80 см, от горната му точка до тавана - 80 см.
  • Индукционните котли се монтират само в затворена верига с разширителен съд с мембранна форма.
  • Системата трябва да включва механизъм за сигурност (габарит, въздушен клапан, предпазен клапан за свръхналягане, система за автоматично прегряване).

& gt;

Преглед на известни производители

  • Едисон - индукционни нагреватели с мощност от 4.7 до 500 kW, произведени от Новосибирската фабрика Сибтехномаш за битови и промишлени нужди;
  • Miratron - продукти на местния производител на апаратура за индукционно нагряване NPK Miaratron за битова употреба, която се характеризира с усъвършенстван дизайн, който позволява използването на оборудване без да се нарушава вътрешността на помещението;
  • Teco-House - Котли за индукционно отопление с уникална система за управление, произведени от едно и също дружество със същите имена съгласно европейските и руските стандарти.

заключение

Съвременният пазар на котли за инсталиране на автономни отоплителни системи е представен от стотици модели агрегати от различен тип. Обективността на критерия цена /качество на всеки вид варира. Изборът в полза на устройствата за индукционно нагряване от гледна точка на риска от по-нататъшно разочарование при покупката на най-разумните.