Dispozitiv și caracteristici pentru încălzirea apei cu inducție

Anterior

Conţinut:

  • Inducerea în industrie și viața de zi cu zi
  • Dispozitivul încălzitoarelor de apă cu inducție
  • Concluzie

Fenomenul de inducție constă în apariția curenților induși. În cazul încălzitoarelor, acestea au un caracter de vortex și o valoare destul de mare. Ca urmare, metalul se încălzește brusc. În scopuri industriale, se folosesc curenți de frecvențe diferite, dar de obicei nu mai mult de 1 MHz, deoarece în caz contrar adâncimea de penetrare a acestora este redusă drastic. Cu toate acestea, aceasta își găsește și aplicația. În acest fel, este posibilă întărirea suprafeței osiilor și a altor părți alungite care sunt dificil de prelucrat prin alte metode. Încălzirea locală a suprafeței determină formarea de austenită, urmată de o răcire bruscă la martensită. Este folosit în metalurgie și prelucrarea metalelor și în procesul de călire a oțelului pentru a-i conferi plasticitate. Boilerul cu inductie este o instalatie industriala simplificata, dar numai de dimensiuni reduse si putere redusa.

Inducerea în industrie și viața de zi cu zi

Procesul de inducție este caracterizat de o inerție minimă. Ar trebui să apară un câmp alternativ, deoarece curenții Foucault apar imediat ca răspuns. Avantajul metodei este că practic nu există radiații, adică câmpul se estompează foarte repede odată cu distanța. De aceea, frecvențele radio încep de la sute de kHz. Din același motiv, nu mai este profitabilă utilizarea acestor lungimi de undă în metalurgie. În acest caz, bobina încălzitorului cu inducție se transformă într-o antenă. Ultrasunetele și frecvențele inferioare sunt o altă chestiune. Sunt excelente conducători ai curenților Foucault și aproape că nu dăunează lucrătorilor care folosesc echipamentul.

Încălzitoarele industriale cu inducție au o putere uimitoare. Poate fi de 100 kW sau mai mult. În astfel de condiții, metalul nu numai că se încălzește pentru cele două procese pe care le-am menționat mai sus, călirea și călirea, ci pur și simplu se topește. Pecuptoarele cu inducție sunt construite pe acest principiu. Au abilități și mai uimitoare de consum de energie. Ideea este că energia este transferată direct în oțel, care este încălzit chiar în fața ochilor tăi. Acest lucru face posibilă aplicarea fenomenului de inducție și în fierărie. (Consultați și: Încălzitor solar de apă de făcut singur)

Iată încă câteva zone în care încălzirea este foarte necesară, iar dispozitivele menționate rezolvă cu succes sarcinile puse înaintea lor:

  • Ștanțarea metalelor;
  • sudare și lipire;
  • recoacere;
  • normalizarea oțelului.

În viața de zi cu zi, încălzirea prin inducție este folosită în aparatele de gătit și în încălzitoarele de apă. Acest lucru face posibilă obținerea de dispozitive fără inerție, care în același timp au o eficiență ridicată, dar nu sunt ieftine. În special, iată câteva nume populare care folosesc tehnologia:

  • Multicookers.
  • Panouri de gătit.
  • Incalzitoare de apa.

    • dispozitiv

    Nu excludem prezența altor dispozitive care sunt concepute pentru a face viața mai ușoară oamenilor.

    Deci, principiul de funcționare al unui încălzitor cu inducție de tip industrial este următorul. Tensiunea de la intrare este redresată și intră în intrarea invertorului, care generează impulsuri cu frecvența necesară. În sobele de bucătărie, pe măsură ce lungimea de undă scade, temperatura crește de obicei. Este posibil ca un efect similar să fie utilizat în încălzitoarele cu inducție. Elementul principal este bobina. Ceea ce este încălzit va depinde de forma sa. Astfel, bobinele spiralate sub formă de arc pot ridica temperatura nu numai a părții care se află în interior (de exemplu, o țeavă), ci și în exterior (interiorul țevii).

    Un tub de cupru este folosit ca material. Are o conductivitate electrică bună și rezistență. Deoarece curentul de înaltă frecvență curge în principal de-a lungul suprafeței, partea interioară a conductorului încă nu circulăar fi implicat. Și astfel se dovedește o construcție relativ ieftină și ușoară. La o frecvență de 50 Hz, acest lucru nu este relevant, ci mai degrabă potrivit pentru un curent din domeniul acustic și mai sus. Un alt punct este rezistența electrică. Nu o creștem câtuși de puțin prin îndepărtarea miezului, pentru că oricum curentul merge de-a lungul suprafeței. Cu cât puterea încălzitorului cu inducție este mai mare, cu atât tubul trebuie să fie mai gros. În același timp, și rezistența sa electrică scade.

    În același timp, în orice material feromagnetic care a devenit involuntar miezul unei astfel de bobine, prin care trece un curent de înaltă frecvență, ia naștere un flux magnetic, care își schimbă direcția în funcție de tensiune. Acest efect este însoțit de eliberarea de căldură, care consumă puterea încălzitorului cu inducție. De aceea eficiența sistemului este atât de mare.

    Bobina în sine aproape că nu se încălzește. Dar pentru orice eventualitate, este acoperit cu un material special. Poate fi o țesătură ceramică sau o compoziție tare. Acest lucru se face din următoarele motive: (Vezi și: Ce încălzitor de apă instantaneu să cumperi)

  • Pentru ca spirele bobinei să nu se schimbe între ele, ceea ce va perturba funcționarea dispozitivului.
  • Al doilea motiv pentru încălzitoarele industriale cu inducție este de a proteja împotriva pieselor încinse care ating bobina.

    • Materialele moderne pot rezista cu ușurință la temperaturi de peste 1000 ° C fără nicio consecință.

    Dispozitivul încălzitoarelor de apă cu inducție

    Principiul de funcționare al unui încălzitor de apă cu inducție seamănă cu analogii industriali. Doar oportunitățile și sarcinile lui sunt mult mai modeste. Sarcina încălzitorului de apă cu inducție este de a furniza forței de lucru cu un curent de înaltă frecvență și putere. Ca rezultat, totul în miez începe să se încălzească. Și de obicei există o țeavă cu apă. Dacă cititorii nu au ghicit încă, atunci în fața noastră este un încălzitor de apă instantaneu tipic. Concluzia este că clapeta de accelerație ghidează variabilafluxul magnetic din teava de otel, iar apa, care curge pe langa, ia caldura. Acest lucru nu înseamnă că încălzitorul de apă cu inducție nu este potrivit pentru coloane de plastic, acestea pot fi atașate. Dar în interiorul dispozitivului, țeava va fi în continuare oțel.

    În comparație cu încălzitoarele industriale cu inducție, problema este mult mai simplă. Există un transformator obișnuit, ca într-o mașină de sudură, care transferă curentul către bobină. Nu este de dorit să-l porniți direct, deoarece va rezulta ceva de genul unui scurtcircuit. Credem că în interior ar trebui să existe un termostat obișnuit pentru a regla temperatura și un potențiometru pentru a schimba puterea. Ca la fierele de călcat.

    Unii amatori se oferă să facă un încălzitor de apă cu inducție cu propriile mâini punând un burghiu din oțel pe o secțiune de țeavă de polietilenă, care abia trece în interior în diametru. În jurul structurii sunt așezate șipci longitudinale de lemn. Și deasupra este înfășurată o bobină, care acoperă țeava. Când trece curentul alternativ prin el, burghiul va fi încălzit prin șoc. Este clar că, ca urmare a trecerii apei în interiorul conductei, aceasta va primi partea leului de căldură.

    Pasionații recomandă utilizarea unui invertor de sudură încărcat pe o bobină de sârmă armată izolată cu sticlă înfășurată în jurul unei țevi cu un burghiu în interior. Așa că scăpăm de nevoia de a inventa ceva. Dar amintindu-ne de costul unor astfel de dispozitive precum un invertor de sudură, cumva limba nu se întoarce să numească invenția de succes. Dar puteți testa în siguranță ideea - dacă funcționează sau nu. Problema este de a crea un design acceptabil al generatorului. Este puțin probabil ca curentul de la priza de 50 Hz să poată induce curenți de inducție buni și să remagnetizeze domeniile. În caz contrar, de ce atunci toți producătorii de încălzitoare electrice industriale încearcă să-și facă unele surse de energie pentru eidispozitive

    Aceleași ventilatoare recomandă alegerea unei frecvențe de alimentare de 50 kHz. Pentru a asambla un invertor cu o putere de 3-6 kW, va trebui să transpiri foarte mult. Ca să nu mai vorbim de faptul că nu toată lumea are ambuteiaje acasă care să tragă o astfel de încărcătură. Ai încercat vreodată să gătești într-un apartament? Acum am văzut dezavantajele încălzitoarelor de apă cu inducție. Și avantajele lor sunt eficiența ridicată. Și acum să ne gândim la tot ce am citit și să tragem o concluzie care nu a fost încă exprimată în Runet. Principiul de funcționare al încălzitorului de apă cu inducție se bazează pe două ipostaze:

  • Curenții Foucault sunt cauzați de o undă electromagnetică care apare în mod inevitabil atunci când apare un câmp electric sau magnetic în schimbare. Un astfel de efect se produce în orice metal, indiferent dacă aparține materialelor feromagnetice.
  • Efectul remagnetizării provoacă și încălzire. Un câmp magnetic în schimbare modifică orientarea domeniilor, care este însoțită de un efect termic. Deasupra punctului Curie, acest fenomen dispare. Pentru oțel, temperatura de pierdere a proprietăților magnetice este mai mare de 700 °C. De aceea, vasele pentru o plită cu inducție ar trebui să fie din oțel. Aluminiul se va încălzi doar din cauza curenților Foucault, ceea ce înseamnă că va fi mult mai lent decât fierul. Ca să nu mai vorbim că oțelul are o rezistență electrică mai mare, ceea ce reprezintă un avantaj suplimentar în acest caz.

    • Concluzie

    Avantajele încălzitoarelor de apă cu inducție sunt următoarele:

  • Economii de energie de până la 30% în comparație cu orice alte dispozitive.
  • Inertie.
  • Durabilitate. Încălzitoarele cu inducție Vortex de la Izhevsk funcționează până la 30 de ani, garanția producătorului este de 3 ani.
  • Prietenia mediului este discutabilă dacă amintim pompele de căldură, dar este mai bună decât arderea lemnului, cărbunelui și gazului.

    • Nu am menționat că dispozitivul trebuie izolat și cu vată bazaltică pentru a-l menține caldnu aer, ci o conductă. În caz contrar, vor exista pierderi mari din cauza convecției. În plus, vata bazaltică ar trebui să protejeze bobina în sine de țeavă și în niciun alt mod. Utilizarea încălzitoarelor de apă cu inducție de design propriu ni se pare problematică astăzi. Dar am menționat deja că generatorul de oscilații poate fi asamblat independent sau poți folosi un invertor, sudură sau de pe o plită. Defecțiunile de la Izhevsk pot fi conectate în serie pentru încălzire și alimentare cu apă. Dar cu siguranță nu acasă.

    Următorul

    Citește și: