Indukcijski bojler (bojler) - uređaj i princip rada

Uređaj i princip rada indukcijskog grijača

Pojednostavljeni indukcijski grijač sastoji se od tri komponente:

• alternator (1);
• prigušnica (2);
• jezgra (3).

Provodna (metalna, grafitna) šipka smještena je u zavojnicu koja se sastoji od određenog broja zavoja vodiča zadane površine presjeka bez izravnog kontakta s njom, nakon čega se na kontakte zavojnice iz napona primjenjuje napon alternator. Oko zavoja zavojnice formira se elektromagnetsko polje pod čijim utjecajem u štapu nastaju Foucaultove vrtložne struje koje zagrijavaju jezgru. Dakle, nema prijenosa topline na jezgru, ona stvara neovisno toplinu pod utjecajem struja koje u njoj plutaju, a može se prenijeti pomoću rashladne tekućine. Temperatura štapa ne raste istovremeno tijekom mase, već od površinskih slojeva do središta, ovisno o toplinskoj vodljivosti materijala jezgre. Istodobno, povećanje frekvencije izmjenične struje smanjuje dubinu induktivnog zagrijavanja, ali povećava njegov intenzitet. Posebno se ističe činjenica da zavojnica oko jezgre ostaje praktički hladna tijekom rada.

Ovaj postupak izgleda ovako:

Područja upotrebe

U industriji se indukcijski grijači koriste za sljedeće složene procese:

• ultračisto taljenje metala (proizvodi se u kanalno - beskontaktnim indukcijskim pećima);
• savijanje čeličnih cijevi velikog promjera;

  

• površinsko kaljenje čeličnih proizvoda (građevinski okovi, dijelovi prijenosnih mehanizama alatnih strojeva itd.);
• toplinska obrada malih dijelova složene konfiguracije;

  

U svakodnevnom životu također se naširoko koriste uređaji za indukcijsko grijanje. Područja njihove primjene:

• autonomni sustavi grijanja za kućanstvo (za ljetne vikendice, stanove, privatne kuće);
• indukcijske ploče za kuhanje i kuhinjske pločice;
• peći za lonče malog volumena za topljenje metala u domaćinstvu;
• nakit zanat.

Budući da je glavna tema članka indukcijski grijač, detaljno ćemo se zadržati na kotlu za grijanje, koji se temelji na ideji induktivnog zagrijavanja rashladne tekućine.

Indukcijski grijač - kotao za grijanje

Od tada, kako su vlasnici kuća počeli instalirati autonomne sustave grijanja u svoje domove, pitanje učinkovitosti kotlova za grijanje za njih ostaje jedno od najvažnijih. Prema ovom pokazatelju, barem među uređajima koji generiraju toplinu iz električne energije, prednjače indukcijski kotlovi. Istodobno, njihova snaga, koja nije usporediva s identičnim parametrom takvog uređaja kao grijač podnožja, omogućuje upotrebu jedinica kao glavnu metodu grijanja u velikim prostorijama.

Kotlovi za indukcijsko grijanje sastoje se od dva kruga - primarnog (elektromagnetskog) i sekundarnog (cijevi za izmjenu topline). Prvi krug, koji se sastoji od pretvarača napona i generatora topline s indukcijskim grijačem, stvara elektromagnetsko polje, vrtložne struje i generira toplinu. Drugi krug, koji uključuje izmjenjivač topline sa sustavom cjevovoda, prenosi ovu toplinu kroz cirkulaciju rashladne tekućine na radijatore sustava grijanja. Čista voda ili s aditivima koristi se kao nosač topline.

Uz ova dva kruga, sustav grijanja uključuje automatizaciju koja je odgovorna za rad pojedinih jedinica jedinice.

Suvremeni kotlovi s indukcijskim grijanjem ugrađuju se samo u krug izmjenjivanja topline zatvorenog tipa, koji u svom dizajnu ima membranski ekspanzijski spremnik i pumpu s prisilnom cirkulacijom. Korištenje cirkulacijske pumpe prisilna je mjera, a rezultat je malog volumena rashladne tekućine pri velikom intenzitetu zagrijavanja izmjenjivača topline. Mogućnost prirodne cirkulacije u takvom sustavu je isključena - bez pumpe voda će ključati prije nego što se počne kretati cijevima.

Važno! Indukcijski kotao uvijek mora biti uzemljen. Osim toga, prilikom ugradnje sustava grijanja, krug za distribuciju medija za grijanje mora biti instaliran iz plastičnih cijevi iz sigurnosnih razloga ili se jedinica za grijanje mora izolirati od čeličnog kruga umetanjem polipropilenskih fitinga.

Kotlovi s indukcijskim grijanjem klasificirani su na isti način kao i ostali električni grijači - u smislu snage, dizajna, parametara potrošene električne energije. Ali ti uređaji također imaju klasifikaciju prema konstruktivnom rješenju električnog dijela.

Raznolikosti indukcijskih kotlova

Postoje sljedeće vrste kotlova za indukcijsko grijanje, koje su označene i načelom rada i markom proizvođača:

• SAV je vrsta i istodobno zaštitni znak kotlova nove generacije snage 2,5 do 100 kW, proizvedenih u Rusiji od 2007. godine;
• VIN - kratica nije samo skraćenica za naziv tipa indukcijskih uređaja (vrtložni indukcijski grijači), već i patentirano ime kotlova proizvedenih u Iževsku.

Indukcijski grijači SAV

Za rad SAV jedinica nije potrebna upotreba pretvarača; na induktor se dovodi struja od 50 Hz. Elektromagnetsko polje inducirano primarnim namotom uzrokuje stvaranje vrtložnih tokova u sekundarnom namotu, čiju ulogu u kotlovima ove vrste ima presjek zatvorenog kruga cijevi s rashladnom tekućinom. Ovaj dio cijevi - sekundarni namot intenzivno se zagrijava pod utjecajem Foucaultovih struja i prenosi toplinu na rashladnu tekućinu koja prisilno cirkulira u sustavu grijanja pomoću cirkulacijske pumpe.

Raspored sustava grijanja izvodi se pomoću radijatora ili na labirint, podsjećajući na podnožje grijanja, kako bi se povećala ukupna površina vanjske površine (prijenos topline) cijevi - kruga grijanja, barem, ne smije biti minimalne duljine.

Kotlovi SAV proizvode se pod naponom od 220V i 380V. Kao rashladnu tekućinu koriste vodu (u čistom obliku ili s aditivima protiv smrzavanja), kao i sredstvo protiv smrzavanja. Potrebno je oko 5-20 minuta da jedinica postigne puni radni kapacitet (ovisno o količini rashladne tekućine), učinkovitost grijača takvih uređaja iznosi najmanje 98%. Za učinkovito zagrijavanje prostorija do 30 m2. dovoljan je indukcijski uređaj snage 2,5 kW čija će kupnja, zajedno sa sustavima automatizacije i upravljanja, koštati oko 30 tisuća rubalja.

VIN jedinice za grijanje

Kotlovi ove vrste su napredniji u pogledu rada i dizajna, što naravno utječe na njihovu cijenu. Za rad VIN uređaja potreban je pretvarač - uređaj za povećanje frekvencije dolazne struje. Struja visoke frekvencije uzrokuje stvaranje elektromagnetskog polja visokog intenziteta, što zauzvrat uzrokuje pojavu jačih vrtložnih struja u sekundarnom namotu. Osim toga, izmjenjivač topline i tijelo kotla izrađeni su od feromagnetskih legura s vlastitim magnetskim poljem. Rezultat svih ovih procesa je visok intenzitet zagrijavanja izmjenjivača topline i, naravno, nosača topline.

VIN-jedinica kapaciteta 3 kW dovoljna je za grijanje prostorije površine 35-40 četvornih metara.(ovisno o klimatskim uvjetima i kvaliteti toplinske izolacije vanjskih građevinskih konstrukcija).

Zbog veće produktivnosti, VIN jedinice mogu se koristiti ne samo u sustavima grijanja za stanovanje, već i za opskrbu toplom vodom. Da bi se to učinilo, dodatni spremnici za skladištenje opremljeni zaštitnom automatizacijom izrezuju se u krug rashladne tekućine, čiji se kapacitet izračunava ovisno o broju točaka unosa tople vode. Ovi spremnici imaju vruću vodu cirkulirajući je u sustavu s istosmjernim grijanjem indukcijskim grijačem.

Bojleri tipa VIN

Srce jedinice je zavojnica koja se sastoji od velikog broja zavoja izolirane žice i smještena je okomito u cilindrično tijelo nalik posudi. Unutar zavojnice umetnuta je metalna šipka. Kućište je hermetički zatvoreno odozgo i odozdo zavarenim poklopcima; izvađeni su terminali za priključak na električnu mrežu. Hladna rashladna tekućina ulazi u posudu kroz donju odvojnu cijev koja ispunjava čitav prostor unutar tijela. Voda zagrijana na potrebnu temperaturu odlazi u sustav grijanja kroz gornju odvojnu cijev.

Krug grijanja medija grijanja

Zahvaljujući svom dizajnu, kada je spojen na mrežu, generator topline neprestano radi punim kapacitetom, jer je neracionalno opskrbljivati ​​sustav grijanja dodatnim uređajima za regulaciju napona. Puno je lakše koristiti ciklično grijanje i omogućiti automatsko isključivanje / isključivanje pomoću senzora temperature vode. Potrebno je samo postaviti potrebnu temperaturu na zaslonu daljinske elektroničke jedinice i ona će zagrijati rashladnu tekućinu na tu temperaturu, isključujući indukcijski element tople vode kad se postigne. Nakon isteka vremena i hlađenja vode za nekoliko stupnjeva, automatika će ponovno uključiti grijanje, taj će se ciklus neprestano ponavljati.

Budući da namot generatora topline omogućuje jednofaznu vezu s opskrbnim naponom od 220 V, jedinice grijanja s indukcijskim tipom ne proizvode se s velikom snagom. Razlog je taj što je struja u krugu previsoka (preko 50 ampera), trebat će polaganje velikih kabela, što je samo po sebi vrlo skupo. Da bi se povećala snaga, dovoljno je u kaskadu zatvoriti tri instalacije za grijanje vode i primijeniti trofazni priključak s opskrbnim naponom od 380 V. Na svaki uređaj u kaskadi spojiti zasebnu fazu, fotografija prikazuje sličan primjer rad indukcijskog zagrijavanja.

Grijanje indukcijskim kotlovima

Dizajn značajke grijača tipa "Sibtekhnomash" Koristeći isti učinak elektromagnetske indukcije, druga tvrtka razvija i proizvodi uređaje za grijanje vode malo drugačijeg dizajna, što zaslužuje pažnju. Činjenica je da električno polje stvoreno višekružnom zavojnicom ima prostorni oblik i širi se iz njega u svim smjerovima. Ako u VIN jedinicama rashladna tekućina prolazi unutar zavojnice, tada uređaj indukcijskog kotla Sibtekhnomash osigurava spiralni izmjenjivač topline smješten izvan namota, kao što je prikazano na slici.

Namot stvara oko sebe izmjenično električno polje, vrtložne struje zagrijavaju zavoje cijevi izmjenjivača topline, u kojima se voda kreće. Zavojnice zavojnica sastavljene su u kaskadu od 3 dijela i pričvršćene na zajednički okvir. Svaki od njih povezan je s zasebnom fazom, napon napajanja je 380 V. Dizajn Sibtekhnomash ima nekoliko prednosti:

• indukcijski grijači imaju zaseban sklopivi dizajn;
• u području djelovanja električnog polja postoji povećana površina površine grijanja i veća količina vode zbog spiralnog kruga, što povećava brzinu zagrijavanja;
• Izmjenjivači topline dostupni su za ispiranje i održavanje.

Primjer spajanja indukcijskog kotla

Unatoč razlikama u dizajnu generatora topline, učinkovitost njegovog rada je 98%, jer u grijačima tipa "VIN" ovu vrijednost učinkovitosti deklarira sam proizvođač. Trajnost jedinica u oba slučaja određuje se radom zavojnica, odnosno, vijekom trajanja namota i električne izolacije, ovaj pokazatelj postavljaju proizvođači u roku od 30 godina.

Procjena marketinških zahtjeva

Kotlovi s indukcijskim grijanjem pripisuju se mnogim prednostima, često bez argumenata. Navedimo ove karakteristike i dajmo ocjenu stupnja u kojem izjave odgovaraju činjenici:

Profitabilnost

Izjava

Potrošnja električne energije indukcijskim kotlovima je 20-30% manja od ostalih električnih grijača.

Činjenica

Svi električni uređaji za grijanje koji ne izvode mehaničke radove pretvaraju 100% energije električne struje u toplinu, njihova učinkovitost je uvijek ispod 100%, ali se razlikuju u veličini za različite uređaje u različitim uvjetima. Za proizvodnju 1 kW toplinske energije potrebno je potrošiti više od 1 kW električne energije, no koliko više ovisi o parametrima disipacijskog medija. Unutar kotla su naravno prisutni i gubici - na primjer, za zagrijavanje zavojnice, jer bilo koji materijal vodiča ima otpor, ali svi ti gubici ostaju unutar prostorije

Važno! Brojila starog stila (bakelit) zabilježit će manju (1,6 - 1,8 puta) potrošnju električne energije od suvremenih elektroničkih, budući da nisu projektirana tako da uzimaju u obzir reaktivnu snagu indukcijskih kotlova.

Možda je ova činjenica zbog izjave o učinkovitosti indukcijskih kotlova.

Izdržljivost

Izjava

Visoka pouzdanost i dugi vijek trajanja opreme - više od 25 godina.

Činjenica

Zapravo, odsutnost pokretnih dijelova isključuje mehaničko trošenje indukcijskih kotlova. No, sustav grijanja s VIN jedinicom uključuje cirkulacijsku pumpu čiji su resursi mnogo skromniji. Uz to, sustav upravljanja i automatizacije uključuje mehanizme koji se također sastoje od mnogih dijelova koji su podložni habanju.

Jezgra indukcijskog grijača radi u uvjetima stalnog cikličkog zagrijavanja i hlađenja, temperaturnih deformacija, koje su također negativan čimbenik. Stoga je pretjerivanje nazvati resurs indukcijskih kotlova gotovo neograničenim. Međutim, doista je nekoliko puta veći od grijaćih elemenata.

Konzistentnost karakteristika tijekom cijelog vijeka trajanja

Izjava

Odsutnost stvaranja kamenca na unutarnjoj površini cijevi osigurava stalnu učinkovitost grijača i izmjenjivača topline.

Činjenica

Kamenac je taloženje soli u vodi (tekućina za prijenos topline). Količina tih nečistoća u ograničenom volumenu rashladne tekućine također je ograničena i mala, pa je učinak kamenca na učinkovitost grijača beznačajan. A u indukcijskom kotlu sekundarni namot je pod gotovo stalnim vibracijama i uopće ne dolazi do stvaranja kamenca. Dakle, izjava je točna, samo je njezin značaj pretjeran.

Buka

Izjava

Rad kotlova s ​​indukcijskim grijanjem je tih, što ih razlikuje od ostalih električnih grijača.

Činjenica

Izjava je istinita, ali - svi kotlovi na električnu energiju ne stvaraju buku tijekom rada, jer akustični valovi ne ulaze u područje njihovih oscilacija. Samo cirkulacijska pumpa može stvarati buku, ali ako želite, možete odabrati model tihog rada.

Kompaktnost

Izjava

Indukcijski kotlovi su kompaktni, što je prikladno pri odabiru mjesta za njihovu ugradnju.

Činjenica

To je doista slučaj ako ne koristite kaskadu indukcijskih kotlova i ne instalirate međukatnice u prisutnosti nekoliko mjesta za unos tople vode u sustav opskrbe toplom vodom, jer je indukcijski grijač u velikoj mjeri mali komad cijevi s namotom.

Sigurnost

Izjava

Sigurnost uređaja je apsolutna.

Činjenica

Ne postoje apsolutno sigurni električni grijači. Pri radu s indukcijskim uređajima nije isključena mogućnost curenja rashladne tekućine iz sustava, a generator elektromagnetskog polja nastavit će raditi, a sustav praznih cijevi će se zagrijati. Da bi se spriječila pojava takve situacije, u izvedbi kotla predviđen je uređaj za automatsko isključivanje, ali on također može zakazati.

Stoga indukcijski grijači, koji nadmašuju konkurente u nekim sigurnosnim kriterijima, nisu potpuno sigurni.

Prednosti geotermalnog grijanja

Prednosti geotermalni sustav.

Velika ušteda

o Dizalice topline sa zemaljskim izvorom imaju učinkovitost pet puta veću od tradicionalne sustavi grijanja i proizvodnja tople vodekorištenjem fosilnih goriva ili električne energije.

o Njihov je korisni učinak veći za 400%, stoga im je za napajanje 4 ili 5 kW topline potrebno samo 1 kW električne energije.

o Stoga se utroba zemlje pretvara u naš glavni izvor energije, a ta je energija potpuno besplatna, t.j. mjesečne uštede opipljivo se odražavaju na našim računima.

o Cijene geotermalnog grijanja, održavanja s LLC tvrtkom "House of Your Dream" možete pronaći tako da nas kontaktirate, nazovite danas.

Lokalni resurs

o Ne morate više brinuti o dostupnosti i cijeni fosilnih goriva. Opskrba energijom vašeg ognjišta zajamčena je s bilo kojeg mjesta u vašem vlastitom vrtu.

o Integrirani sustav klimatizacije

o Dizalice topline sa zemaljskim izvorom pružaju vam toplinu zimi, hlađenje ljeti i vruću vodu tijekom cijele godine. Oni. jedna jedinstvena jedinica pruža vam cjeloviti sustav klimatizacije.

· Sigurnost.

o Činjenica da više nije potreban plin ili spremnik za dizel gorivo ili bilo koju drugu opasnu tvar, u potpunosti uklanja potencijalni rizik svojstven tim proizvodima. Kao što su rizik od opijenosti, neugodnog mirisa, onečišćenja, pa čak i eksplozija zbog mogućih curenja.

Minimalno održavanje i dugi vijek trajanja

o Iako se čini inovativnim, tehnologija korištena u geotermalne dizalice topline, nadaleko poznat i potpuno pouzdan.

o Od trenutka instalacije i pokretanja instalacije, vaša jedina briga je uživati ​​u ugodnoj temperaturi u svom domu tijekom cijelog dana.

Nema plamena ni dima

Vizualna estetika nije narušena

Svi predmeti toplinska pumpa nalaze se pod zemljom ili unutar vašeg doma, tako da vizualna estetika nije ugrožena.

· Neovisnost od vanjske temperature.

Mane indukcijskih grijača

• Visoka cijena uređaja.
• Značajna težina i kompaktnost.
• Prisutnost faktora utjecaja elektromagnetskog polja na tijelo i uređaje.

Razmotrimo detaljnije posljednju točku.

Elektromagnetsko polje utječe na žive organizme na sličan način kao i hrana u mikrovalnoj pećnici - zagrijava ih do određene dubine, a to može imati posljedice. Intenzitet udara polja, uključujući i na osobu, određuje se takvim pokazateljem kao gustoća energetskog toka (PES), koja raste s porastom frekvencije struje koja se dovodi na primarni namot. Prilikom rada indukcijskih grijača potrebno je poštivati ​​sanitarnu normu granične vrijednosti PES-a, koja je utvrđena u SanPiN 2.2.4 / 2.1.8.055-96, ovisi o trajanju izloženosti polju i iznosi npr. , za 8-satnu izloženost - 25 μW / sq cm, jednosatnu - 200 μW / sq cm.

Osim toga, zračenje induktora negativno utječe na obližnju elektroniku i radio opremu, ometajući rad.

Važno! Da biste se zaštitili od utjecaja elektromagnetskog polja, možete kotao zatvoriti metalnom mrežicom s finom mrežom (1x1, 2x2 mm) (Faradayev kavez) koja nije u dodiru s tijelom kotla i uzemljena je.

Pravila rada

Siguran rad kotlova s ​​indukcijskim grijanjem, kao i bilo koji drugi tehnički uređaji, osiguran je poštivanjem niza pravila koja se odnose na njihovu ugradnju i upotrebu nakon ugradnje:

• Uzemljenje kotla je obavezno.
• Udaljenost od uređaja do zidova na bočnim stranama trebala bi biti najmanje 30 cm, od donje točke kotla do poda - 80 cm, od gornje točke do stropa - 80 cm.
• Indukcijski kotlovi ugrađuju se samo u zatvoreni krug s membranskom ekspanzijskom posudom.
• Sustav treba sadržavati blok sigurnosnih uređaja (manometar, zračni ventil, sigurnosni ventil za nadtlak, sustav za isključivanje prekomjerne temperature).

Uradi sam

Kombinirani kotlovi za grijanje na drva i struju

Izrada indukcijskog kotla za grijanje vlastitim rukama nije teško, za to morate imati dovoljnu količinu materijala i minimalne vještine u radu s električnom opremom. Upute za izradu takvog uređaja uključuju niz uzastopnih točaka:

1. Izbor materijala koji će se zagrijavati. Za to se koriste komadi žice izrađeni od čelika ili žičane šipke. Štoviše, promjer valjanog proizvoda ne prelazi 7 milimetara, a duljina segmenta je 5 centimetara.
2. Tijelo kotla djeluje i kao osnova zavojnice induktiviteta i kao dio cjevovoda kroz koji prolazi rashladna tekućina. Za proizvodnju kućišta koriste se plastične cijevi.
3. Ugradnja uređaja u krug grijanja provodi se pomoću adaptera. Kroz njih se dovodi hladni nosač topline i zagrijani medij se ispušta.
4. Dno plastične cijevi postavljeno je metalnom mrežom.
5. Dalje, komadi žice ulijevaju se u cijev u takvoj količini koja će u potpunosti ispuniti unutarnji dio tijela.
6. Nakon toga, gornji dio aparata je začepljen.
7. Sljedeći je korak namotati oko 90 zavoja emajlirane bakrene žice na tijelo. Ova zavojnica je glavni dio uređaja za grijanje.
8. Nakon sakupljanja zavojnice, moguće je priključiti opremu na krug grijanja. Da biste to učinili, morate ukloniti dio cijevi i montirati prigušnicu pomoću adaptera.
9. Nakon toga morate spojiti zavojnicu na mrežu pomoću visokofrekventnog pretvarača.

Ova se shema smatra jednom od najjednostavnijih. Njegova uporaba pomaže osigurati visokokvalitetno grijanje prostorije, a instalacija ne oduzima puno vremena.

Postoje i složenije sheme za proizvodnju takvih indukcijskih sustava, ali njihova primjena kod kuće zahtijeva posebne vještine i više opreme.

Pregled renomiranih proizvođača

• Edison - grijači indukcijskog tipa snage od 4,7 do 500 kW, proizvedeni u Novosibirsku, za kućne i industrijske potrebe;

  

• Miratron - proizvodi ruskog proizvođača opreme za indukcijsko grijanje NPK Miratron za kućanstvo, karakterizirani naprednim dizajnom koji omogućuje upotrebu opreme bez oštećenja unutrašnjosti prostorije;

  

• Teco-House - indukcijski kotlovi za grijanje s jedinstvenim sustavom upravljanja, proizvedeni od strane istoimene ukrajinske tvrtke prema standardima EU i Ruske Federacije.

Popularni modeli iz trgovine

Indukcijski protočni bojler WXJR-B6 maksimalne snage do pet kilovata koristi metodu zagrijavanja tekućine iz magnetskog polja zavojnice. Uređaj je pravokutnog oblika i dimenzija je 270 x 200 x 68 mm, a električnu energiju troši. Izlaz proizvodi konstantnu struju vode zagrijane na 60 ° C. Obrađuje od 6 do 11 litara u minuti, vrijeme rada nije ograničeno, koristi se za velike kupke i bazene zapremine oko 1 tisuću litara.

Visokofrekventni bojler VIN 7 proizvodi se za grijanje vode ili rad u sustavu grijanja kuće s unutarnjim volumenom do 350 kubika. Granica snage iznosi 7 kW, a oprema se napaja iz mreže od 220 V. Uređaj je okruglog oblika visine 615 mm i vanjskog promjera 13 mm. Ulazne i izlazne cijevi promjera 20 mm. Učinkovito zagrijava veliku količinu vode u minuti, izlazni kapacitet je 5 tisuća 900 kcal na sat.

Edison 4.7 indukcijski uređaj za zagrijavanje tekućine u sustavu vodoopskrbe i grijanja proizvodi 3 tisuće 950 kcal na sat i troši 4,7 kW. Moguć je spoj na napajanje kućanstva. Koristi se za zgrade s unutarnjim volumenom do 240 kubičnih metara. Set uključuje opremu za pokretanje, senzore temperature i razine, upravljački ormar. Proizvođači govore o pouzdanim performansama tijekom 30 godina.