Induksjon varmtvannsbereder (kjele) - enhet og driftsprinsipp

Enheten og prinsippet for drift av induksjonsvarmeren

Forenklet induksjonsvarmer består av tre komponenter:

• generator (1);
• spole (2);
• kjerne (3).

En ledende (metall, grafitt) stang er plassert i en spole som består av et visst antall svinger av en leder med et gitt tverrsnittsareal uten direkte kontakt med den, hvorpå en spenning påføres kontaktene til spolen fra dynamo. Et elektromagnetisk felt dannes rundt svingene på spolen, under påvirkning av hvilken Foucault virvelstrømmer oppstår i stangen, og oppvarmer kjernen. Dermed er det ingen varmeoverføring til kjernen, varme genereres av den uavhengig under påvirkning av strømmer som flyter i den, og kan overføres ved hjelp av et kjølevæske. Stangens temperatur stiger ikke samtidig gjennom hele massen, men fra overflatelagene til sentrum, avhengig av kjernematerialets varmeledningsevne. Samtidig reduserer økningen av vekselstrømmen dybden på induktiv oppvarming, men øker dens intensitet. Spesielt bemerkelsesverdig er det faktum at spolen rundt kjernen forblir praktisk talt kald under drift.

Denne prosessen ser slik ut:

Bruksområder

I industrien brukes induksjonsovner til følgende komplekse prosesser:

• smelting av ultrarent metall (produsert i kanal - kontaktløse induksjonsovner);
• bøying av stålrør med stor diameter;

  

• overflateherding av stålprodukter (konstruksjonsbeslag, deler av overføringsmekanismer til maskinverktøy, etc.);
• varmebehandling av små deler av kompleks konfigurasjon;

  

I hverdagen er induksjonsoppvarmingsapparater også mye brukt. Områder for søknaden:

• husholdnings autonome varmesystemer (for sommerhytter, leiligheter, private hus);
• induksjonstopper og kjøkkenfliser;
• smeltedigelovner for smelting av husholdningsbruk;
• smykker håndverk.

Siden hovedtemaet i artikkelen er en induksjonsvarmer, vil vi dvele i detalj på en varmekjele, som er basert på ideen om induktiv oppvarming av et kjølevæske.

Induksjonsvarmer - varmekjele

Siden da huseiere begynte å installere autonome varmesystemer i sine hjem, er problemet med effektiviteten til varmekjeler for dem fortsatt et av de viktigste. I henhold til denne indikatoren, i det minste blant enheter som genererer varme fra elektrisitet, er induksjonsvarmekjeler i ledelsen. Samtidig tillater deres kraft, som ikke kan sammenlignes med den samme parameteren til en slik enhet som en baseboardvarmer, bruk av enheter som den viktigste metoden for oppvarming i store rom.

Induksjonsvarmekjeler består av to kretser - primære (elektromagnetiske) og sekundære (varmevekslingsrør). Den første kretsen, som består av en spenningsomformer og en varmegenerator med en induksjonstype, skaper et elektromagnetisk felt, virvelstrømmer og genererer varme. Den andre kretsen, som inkluderer en varmeveksler med et rørsystem, overfører denne varmen gjennom sirkulasjonen av kjølevæsken til radiatorene til varmesystemet. Rent vann eller med tilsetningsstoffer brukes som varmebærer.

I tillegg til disse to kretsene inkluderer varmesystemet automatisering, som er ansvarlig for driften av individuelle enheter i enheten.

Moderne induksjonsvarmekjeler er bare installert i en lukket varmevekslingskrets, som har en ekspansjonstank av membrantype og en tvungen sirkulasjonspumpe i sin utforming. Bruken av en sirkulasjonspumpe er et tvunget tiltak og skyldes det lille volumet på kjølevæsken med høy varmeoppvarming av varmeveksleren. Muligheten for naturlig sirkulasjon i et slikt system er utelukket - uten pumpe vil vann koke før det begynner å bevege seg gjennom rørene.

Viktig! Induksjonskjelen må alltid være jordet. I tillegg må varmekretsfordelingskretsen installeres fra plastrør av sikkerhetsmessige grunner når varmesystemet installeres, eller varmeenheten må isoleres fra stålkretsen ved å sette inn polypropylenbeslag.

Induksjonsvarmekjeler er klassifisert på samme måte som andre elektriske varmeenheter - når det gjelder kraft, design, parametere for forbrukt strøm. Men disse enhetene har også en klassifisering i henhold til den konstruktive løsningen på den elektriske delen.

Varianter av induksjonskjeler

Det er følgende typer varmekjeler av induksjonstype, betegnet både av driftsprinsippet og av produsentens merke:

• SAV er en type og samtidig et varemerke for ny generasjon kjeler med en kapasitet på 2,5 til 100 kW, produsert i Russland siden 2007;
• VIN - forkortelsen er ikke bare en forkortelse for navnet på typen induksjonsenheter (vortex induksjonsovner), men også det patenterte navnet på kjelene produsert av Izhevsk.

Induksjonsvarmere SAV

Bruk av SAV-enheter krever ikke bruk av omformer; en strøm på 50 Hz tilføres induktoren. Det elektromagnetiske feltet indusert av primærviklingen forårsaker dannelse av virvelstrømmer i sekundærviklingen, hvis rolle i kjeler av denne typen spilles av en del av en lukket krets av rør med kjølevæske. Denne seksjonen av røret - sekundærviklingen oppvarmes intenst under påvirkning av Foucault-strømmer og overfører varme til kjølevæsken, som sirkuleres kraftig i varmesystemet ved hjelp av en sirkulasjonspumpe.

Arrangementet av varmesystemet utføres ved hjelp av radiatorer eller på en labyrint måte, som minner om sokkeloppvarming, for å øke det totale arealet av rørets ytre overflate (varmeoverføring) - varmekretsen, i det minste, skal ikke være minimal i lengden.

SAV-kjeler produseres under spenning på 220V og 380V. De bruker vann (i ren form eller med frostvæske tilsetningsstoffer) som kjølevæske, samt frostvæske. Det tar omtrent 5-20 minutter for enheten å oppnå full driftskapasitet (avhengig av volumet på kjølevæsken), effektiviteten til varmeovnene til slike enheter er minst 98%. For effektiv oppvarming av lokaler opp til 30 kvm. M. en induksjonsenhet med en kapasitet på 2,5 kW er tilstrekkelig, hvis kjøp, komplett med automatiserings- og kontrollsystemer, vil koste omtrent 30 tusen rubler.

VIN-enheter

Kjeler av denne typen er mer avanserte når det gjelder drift og design, noe som selvfølgelig påvirker kostnadene. For drift av VIN-enheter kreves en omformer - en enhet for å øke frekvensen av innkommende strøm. Den høyfrekvente strømmen forårsaker dannelsen av et høyt intensitetselektromagnetisk felt, som igjen fører til fremveksten av kraftigere virvelstrømmer i sekundærviklingen. I tillegg er varmeveksleren og kjelehuset laget av ferromagnetiske legeringer med eget magnetfelt. Resultatet av alle disse prosessene er en høy intensitet av oppvarming av varmeveksleren og selvfølgelig varmebæreren.

En VIN-enhet med en kapasitet på 3 kW er nok til å varme opp et rom med et areal på 35-40 kvadratmeter.(avhengig av klimatiske forhold og kvaliteten på varmeisolasjon av eksterne bygningskonstruksjoner).

På grunn av sin høyere produktivitet kan VIN-enheter ikke bare brukes i varmesystemer for hus, men også til varmtvannsforsyning. For å gjøre dette blir ekstra lagringstanker utstyrt med beskyttende automatisering kuttet i kjølevæskekretsen, hvis kapasitet beregnes avhengig av antall inntakspunkter for varmt vann. Disse beholderne er utstyrt med varmt vann ved å sirkulere det i et system med direktestrømningsoppvarming av en induksjonsvarmer.

Vannvarmere av typen VIN

Hjertet til enheten er en spole som består av et stort antall svinger av isolert ledning og plassert vertikalt i et sylindrisk kar-lignende legeme. En metallstang er satt inn i spolen. Foringsrøret er hermetisk forseglet på toppen og bunnen med sveisede deksler; terminaler for tilkobling til det elektriske nettverket føres ut. En kald kjølevæske kommer inn i fartøyet gjennom det nedre grenrøret, som fyller hele rommet inne i kroppen. Vannet som er oppvarmet til ønsket temperatur går inn i varmesystemet gjennom det øvre grenrøret.

Oppvarming medium varmekrets

På grunn av sin design, når den er koblet til nettverket, fungerer varmegeneratoren konstant med full kapasitet, siden det er irrasjonelt å forsyne varmesystemet med ekstra spenningsreguleringsenheter. Det er mye lettere å bruke syklisk oppvarming og aktivere automatisk avstengning / avstengning med en vanntemperatursensor. Det er bare nødvendig å stille inn ønsket temperatur på displayet til den eksterne elektroniske enheten, og det vil varme kjølevæsken til denne temperaturen og slå av varmtvannsinduksjonselementet når det er nådd. Etter at tiden har gått og vannet er avkjølt noen grader, vil automatikken slå på varmen igjen, denne syklusen vil gjentas kontinuerlig.

Siden viklingen av varmegeneratoren sørger for en enfasetilkobling med en forsyningsspenning på 220 V, produseres ikke varmeenheter av induksjonstype med høy effekt. Årsaken er at strømmen i kretsen er for høy (over 50 ampere), det vil kreve at store kabler legges, noe som i seg selv er veldig dyrt. For å øke kraften er det nok å legge tre vannoppvarmingsinstallasjoner i en kaskade og bruke en trefasetilkobling med en forsyningsspenning på 380 V. Koble en separat fase til hver enhet i kaskaden, bildet viser et lignende eksempel på driften av induksjonsoppvarming.

Oppvarming med induksjonskjeler

Designfunksjoner for varmeovner av typen "Sibtekhnomash" Ved å bruke den samme effekten av elektromagnetisk induksjon, utvikler og produserer et annet selskap vannoppvarmingsapparater med litt annerledes design, som fortjener oppmerksomhet. Faktum er at det elektriske feltet skapt av flersnurrspolen har en romlig form og sprer seg fra det i alle retninger. Hvis kjølevæsken passerer inne i spolen i VIN-enheter, sørger innretningen til Sibtekhnomash-induksjonskjelen for en spiralvarmeveksler plassert utenfor viklingen, som vist på figuren.

Oppviklingen skaper et vekslende elektrisk felt rundt seg selv, virvelstrømmer varmer opp svingene i varmevekslerrøret der vann beveger seg. Spolespoler er samlet i en kaskade på 3 stykker og festet til en felles ramme. Hver av dem er koblet til en egen fase, forsyningsspenningen er 380 V. Sibtekhnomash-designet har flere fordeler:

• induksjonsovner har en separat sammenleggbar design;
• i det elektriske feltets virkningsområde er det et økt område av varmeoverflaten og en større mengde vann på grunn av spiralkretsen, noe som øker oppvarmingshastigheten;
• varmevekslerledninger er tilgjengelige for spyling og vedlikehold.

Eksempel på tilkobling av en induksjonskjele

Til tross for forskjellene i utformingen av varmegeneratoren, er effektiviteten til driften 98%, som i varmeovner av typen "VIN" blir denne effektivitetsverdien erklært av produsenten selv. Enhetens holdbarhet bestemmes i begge tilfeller av spolenes brukbarhet, eller rettere av levetiden til viklingen og den elektriske isolasjonen, denne indikatoren er satt av produsenter innen 30 år.

Evaluering av markedsføringskrav

Induksjon varmekjeler er kreditert med mange fordeler, ofte uten argumenter. La oss liste opp disse egenskapene og gi en vurdering av i hvilken grad utsagnene tilsvarer det faktum:

Lønnsomhet

Uttalelse

Strømforbruket til induksjonskjeler er 20-30% mindre enn andre elektriske ovner.

Faktum

Alle elektriske oppvarmingsapparater som ikke utfører mekanisk arbeid konverterer 100% av energien til den elektriske strømmen til varme, deres effektivitet er alltid under 100%, men er forskjellig i størrelse for forskjellige enheter under forskjellige forhold. For å generere 1 kW termisk energi er det nødvendig å bruke mer enn 1 kW elektrisitet, men hvor mye mer avhenger av parametrene til spredningsmediet. Inne i kjelen er det selvfølgelig også tap - for eksempel for oppvarming av spolen, siden ethvert ledermateriale har motstand, men alle disse tapene forblir inne i rommet

Viktig! Gamle målere (bakelitt) vil registrere et lavere (1,6 - 1,8 ganger) strømforbruk enn moderne elektroniske, siden de ikke er designet for å ta hensyn til reaksjonskraften til induksjonskjeler.

Kanskje skyldes dette faktum uttalelsen om effektiviteten til induksjonskjeler.

Varighet

Uttalelse

Høy pålitelighet og lang levetid på utstyret - mer enn 25 år.

Faktum

Faktisk utelukker fraværet av bevegelige deler mekanisk slitasje på induksjonskjeler. Men varmesystemet med en VIN-enhet inkluderer en sirkulasjonspumpe, hvis ressurs er mye mer beskjeden. I tillegg inkluderer styrings- og automatiseringssystemet mekanismer som også består av mange komponenter som er utsatt for slitasje.

Kjernen til et induksjonsvarmer fungerer under betingelser med konstant syklisk oppvarming og kjøling, temperaturdeformasjoner, som også er en negativ faktor. Derfor er det en overdrivelse å kalle ressursen til induksjonskjeler nesten ubegrenset. Imidlertid er det faktisk flere ganger høyere enn varmeelementer.

Konsistens av egenskaper gjennom hele levetiden

Uttalelse

Fraværet av kalkdannelse på rørets indre overflate sørger for konstant effektivitet til varmeren og varmeveksleren.

Faktum

Skala er avsetning av salter i vann (varmeoverføringsvæske). Mengden av disse urenhetene i et begrenset volum av kjølevæsken er også begrenset og liten, derfor er effekten av skala på effektiviteten til varmeren ubetydelig. Og i en induksjonskjele er sekundærviklingen under en nesten konstant vibrasjon, og ingen skjelldannelse oppstår i det hele tatt. Så uttalelsen er riktig, bare dens betydning er overdrevet.

Støyløshet

Uttalelse

Driften av induksjonsvarmekjeler er stille, noe som skiller dem fra andre elektriske ovner.

Faktum

Uttalelsen er sant, men - alle kjeler på strøm lager ikke støy under drift, siden akustiske bølger ikke kommer inn i svingningsområdet. Bare sirkulasjonspumpen kan lage støy, men hvis du ønsker det, kan du velge en modell for lydløs drift.

Kompaktitet

Uttalelse

Induksjonskjeler er kompakte, noe som er praktisk når du velger et sted for installasjonen.

Faktum

Dette er faktisk tilfelle hvis du ikke bruker en kaskade av induksjonskjeler og ikke installerer mellomtanker i nærvær av flere inntakspunkter for varmt vann i varmtvannsforsyningssystemet, siden en induksjonsvarmer stort sett er et lite stykke av rør med en vikling.

Sikkerhet

Uttalelse

Sikkerheten til enheten er absolutt.

Faktum

Det er ingen helt sikre elektriske ovner. Ved drift av induksjonsenheter er ikke muligheten for en kjølevæskelekkasje fra systemet utelukket, og den elektromagnetiske feltgeneratoren vil fortsette å fungere, og systemet med tomme rør vil varme seg opp. For å forhindre at det oppstår en slik situasjon, er det gitt en automatisk avstengningsenhet i kjelens design, men den kan også mislykkes.

Derfor er induksjonsovner, som overgår konkurrenter i noen sikkerhetskriterier, ikke helt trygge.

Fordeler med jordvarme

fordeler geotermisk system.

Store besparelser

o Bakken varmepumper har en effektivitet 5 ganger høyere enn i tradisjonelle varmesystemer og produksjon av varmt vannbruker fossilt brensel eller elektrisitet.

o Den nyttige effekten deres er 400% høyere, derfor, for å kunne levere 4 eller 5 kW varme til et hus, trenger de bare 1 kW strøm.

o Derfor blir jordens tarm til vår viktigste energikilde, og denne energien er helt gratis, dvs. den månedlige besparelsen gjenspeiles i våre fakturaer.

o Priser for geotermisk oppvarming, vedlikehold med LLC "House of Your Dream" kan bli funnet ved å kontakte oss, ring i dag.

Lokal ressurs

o Du trenger ikke lenger bekymre deg for tilgjengeligheten og prisen på fossile brensler. Energiforsyningen til ildstedet ditt er garantert hvor som helst i din egen hage.

o Integrert klimaanlegg

o Bakken varmepumper gi deg varme om vinteren, kjøling om sommeren og varmt vann hele året. De. en enhet gir deg et komplett klimaanlegg.

· Sikkerhet.

Det faktum at det ikke er behov for mer gass eller en tank for diesel eller noe annet farlig stoff, eliminerer fullstendig den potensielle risikoen som ligger i disse produktene. Slik som fare for rus, dårlig lukt, forurensning og til og med eksplosjoner på grunn av mulige lekkasjer.

Minimalt vedlikehold og lang levetid

o Selv om det virker innovativt, brukes teknologien i geotermiske varmepumper, allment kjent og helt pålitelig.

o Fra installasjonstidspunktet og oppstart av installasjonen, er ditt eneste spørsmål å nyte en behagelig temperatur i hjemmet hele dagen.

Ingen flamme eller røyk

Visuell estetikk forstyrres ikke

Alle ting varmepumpe er plassert under jorden eller inne i hjemmet ditt, så den visuelle estetikken ikke kompromitteres.

· Uavhengighet fra utetemperaturen.

Ulemper ved induksjonsovner

• Den høye prisen på enheter.
• Betydelig vekt og kompakthet.
• Tilstedeværelsen av en påvirkningsfaktor av det elektromagnetiske feltet på kroppen og enhetene.

La oss vurdere det siste punktet mer detaljert.

Det elektromagnetiske feltet påvirker levende organismer på omtrent samme måte som mat i en mikrobølgeovn - varmer dem til en viss dybde, og dette kan få konsekvenser. Intensiteten av feltets innvirkning, inkludert på en person, bestemmes av en slik indikator som energiflussdensiteten (PES), som vokser med en økning i frekvensen av strømmen som tilføres primærviklingen. Ved drift av induksjonsovner er det nødvendig å overholde den sanitære normen for grenseverdien for PES, som er etablert i SanPiN 2.2.4 / 2.1.8.055-96, avhenger av varigheten av felteksponeringen og er for eksempel , for en 8-timers eksponering - 25 μW / sq.cm, en time - 200 μW / sq. cm.

I tillegg påvirker stråling fra induktoren negativ elektronikk og radioutstyr i nærheten, noe som forstyrrer driften.

Viktig! For å beskytte deg mot virkningene av det elektromagnetiske feltet, kan du omslutte kjelen med et finmasket (1x1, 2x2 mm) metallnett (Faraday bur) som ikke er i kontakt med kjelehuset og er jordet.

Driftsregler

Sikker drift av induksjonsvarmekjeler, som alle andre tekniske enheter, sikres ved å følge en rekke regler for både installasjon og bruk etter installasjon:

• Kjelen må være jordet.
• Avstanden fra enheten til veggene på sidene skal være minst 30 cm, fra kjelens bunnpunkt til gulvet - 80 cm, fra toppunktet til taket - 80 cm.
• Induksjonskjeler er kun installert i en lukket krets med en ekspansjonstank av membrantypen.
• Systemet skal inneholde en blokk med sikkerhetsanordninger (manometer, luftventil, overtrykksventil, avstengningssystem for overtemperatur).

DIY gjør

Kombinerte kjeler for oppvarming med tre og strøm

Å lage en induksjonsvarmekjele med egne hender er ikke vanskelig, for dette må du ha tilstrekkelig mengde materialer og minimale ferdigheter i å jobbe med elektrisk utstyr. Instruksjoner for produksjon av en slik enhet inkluderer et antall sekvensielle punkter:

1. Valg av materiale som skal varmes opp. For dette brukes ledningsstykker laget av stål eller stålstang. Dessuten overstiger diameteren på det valsede produktet ikke 7 millimeter, og lengden på segmentet er 5 centimeter.
2. Kjelelegemet fungerer både som basen på induktansspolen og den delen av rørledningen som kjølevæsken passerer gjennom. For fremstilling av saken brukes plastrør.
3. Installasjonen av enheten i varmekretsen utføres ved hjelp av adaptere. Kaldvarmebærer tilføres gjennom dem og det oppvarmede mediet slippes ut.
4. Bunnen av plastrøret er lagt ut med et metallnett.
5. Videre helles ledningsstykker i røret i en slik mengde som fyller innsiden av kroppen fullstendig.
6. Etter det er den øvre delen av apparatet tett.
7. Det neste trinnet er å vikle rundt 90 omdreininger av emaljert kobbertråd på kroppen. Denne spolen er hoveddelen av varmeenheten.
8. Etter oppsamling av spolen er det mulig å koble utstyret til varmekretsen. For å gjøre dette må du fjerne en del av røret og montere spolen ved hjelp av adaptere.
9. Etter det er det nødvendig å koble spolen til strømnettet ved hjelp av en høyfrekvent inverter.

Denne ordningen regnes som en av de enkleste. Dens bruk bidrar til å sikre oppvarming av rommet av høy kvalitet, og installasjonen tar ikke mye tid.

Det er også mer komplekse ordninger for produksjon av slike induksjonssystemer, men implementeringen av dem hjemme krever spesielle ferdigheter og mer utstyr.

Gjennomgang av anerkjente produsenter

• Edison - induksjonsvarmer med en kapasitet på 4,7 til 500 kW, produsert av Novosibirsk, for husholdnings- og industribehov;

  

• Miratron - produkter fra den russiske produsenten av induksjonsoppvarmingsutstyr NPK Miratron for husholdningsbruk, preget av en avansert design som tillater bruk av utstyret uten å skade det indre av rommet;

  

• Teco-House - induksjonsvarmekjeler med et unikt styringssystem, produsert av det ukrainske selskapet med samme navn i henhold til EUs og Russlands føderasjonsstandarder.

Populære modeller fra butikken

WXJR-B6 induksjons øyeblikkelig varmtvannsbereder med en maksimal effekt på opptil fem kilowatt bruker metoden til å varme opp en væske fra magnetfeltet til en spole. Enheten har en rektangulær form og har dimensjoner på 270 x 200 x 68 mm; den bruker strøm økonomisk. Utløpet produserer en konstant vannstrøm oppvarmet til 60 ° C. Den behandler fra 6 til 11 liter per minutt, driftstiden er ikke begrenset, den brukes til store bad og bassenger med et volum på ca 1000 liter.

Den høyfrekvente varmtvannsberederen VIN 7 er produsert for oppvarming av vann eller arbeid i varmesystemet til et hus med et innvendig volum på opptil 350 kubikkmeter. Effektverdien ved grensen er 7 kW, utstyret får strøm fra et 220 V. nettverk. Enheten er rund i form med en høyde på 615 mm og en utvendig diameter på 13 mm. Innløps- og utløpsrør med en diameter på 20 mm. Oppvarmer effektivt en stor mengde vann per minutt, utgangskapasiteten er 5000 900 kcal per time.

Induksjonsenheten Edison 4.7 for oppvarming av væske i vannforsynings- og varmesystemet produserer 3000 950 kcal per time og bruker 4,7 kW. Det er mulig å koble til husholdningenes strømforsyning. Den brukes til bygninger med et innvendig volum på opptil 240 kubikkmeter. Settet inkluderer startutstyr, temperatur- og nivåfølere, et kontrollskap. Produsenter snakker om pålitelig ytelse over en 30-års periode.