Индукционное отопление дома своими руками, система нагрева воды
Сегодня индукционное отопление создает довольно сильную конкуренцию газовым и электрическим котлам. А на рынке отопительного оборудования индукционные котлы позиционируют как один из самых экономичных вариантов. Если в промышленности такие котлы стали появляться в далеких 80-х, то уже в 90-х их начали использовать и в бытовых целях.
- Основные принципы работы
- Развенчание мифов
Основные принципы работы
Принцип работы индукционного котла
Уже из названия индукционного отопления можно понять, что в основе работы таких котлов – принцип электромагнитной индукции. И чтобы точно понять, как же работает система, достаточно через катушку толстой проволоки пустить большой ток. Вокруг этого устройства обязательно появится электромагнитное поле, и довольно сильное. И если поставить в него любой ферромагнетик – то есть тот металл, который притягивается, то он нагреется – и достаточно быстро.
Итак, простейший пример индукционного отопления, то есть, источника тепла, — это катушка, которая намотана на трубу из диэлектрика.
Вовнутрь необходимо поместить сердечник из стали. Катушка, которая подсоединена к источнику электричества, будет нагревать стержень из металла. Теперь остается подключить устройство к магистрали, где циркулирует носитель тепла, — и такое примитивное индукционное отопление своими руками начнет работать.
Если коротко описать принцип работы, то для этого потребуется всего лишь несколько суждений. Электрическая энергия создает электромагнитное поле. Металлический сердечник нагревается под воздействием электромагнитных волн. Избыточное тепло от стержня идет к теплоносителю, нагревая его.
Теплоноситель в таких системах может быть не только обычной водой, но и этиленгликолем, и маслом. Из-за того, что жидкость нагревается интенсивно, получаются конвекционные потоки. Горячий носитель тепла идет вверх, а его мощи уже достаточно, чтобы работал небольшой контур.
Если же магистраль имеет большую протяженность, — то требуется ставить циркуляционный насос.Система отопления с индукционным котлом
Развенчание мифов
Порой в магазинах, продающих оборудование, осуществляющее индукционное отопление дома, можно услышать просто нереальные характеристики, присваивающиеся ему. И, к сожалению, не всегда такие свойства являются правдивыми. Существует несколько основных моментов, о которых следует знать правду:
- Новизна принципа. Многие утверждают, что это инновационные технологии, которые построены на основе принципов физики. В реальности дело обстоит так: явление электромагнитной индукции было открыто Майклом Фарадеем еще в 1831 году. И уже с ХХ столетия индукционная система отопления вовсю использовалась в промышленности для того чтобы плавить сталь. Как видим, это не новая технология, а всего лишь известный принцип, нашедший применение в современности в бытовых целях.
Нагрев воды в индукционном котле
- Экономичность. Частое утверждение – что индукционный нагреватель для отопления использует на 20-30% менее энергии, нежели другие электрические аналоги. В реальности же все так: любой прибор нагревания все 100 процентов энергии, которую он использует, превращает в тепловую – конечно если он не делает механическую работу. КПД может быть и меньшим. Здесь все зависит от того, как рассеивается тепло вокруг прибора отопления. Время, за которое носитель тепла нагреется до нужной температуры, прямым образом зависит от того, насколько эффективна работа нагревательного элемента. Поэтому высокие речи о революционной экономичности – это лишь уловки. Ведь закон сохранения энергии никто не отменял. Чтобы получить 1 кВт тепла, нужно потратить не менее 1 кВт электричества. Помимо этого, какая-то часть тепла будет тратиться просто так. Например, сама катушка греется, так как сопротивление проводника не нулевое.
Экономический эффект использования индукционного котла
- Долговечность. Еще одно частое утверждение – это то, что отопление индукционной плитой будет работать у вас не менее 25-ти лет, и что это наиболее долговечный вариант отопления электричеством. Механическое изнашивание котлов такого типа невозможно, так как у них нет подвижных элементов. Медная обмотка обладает большим запасом прочности, и если использовать ее при надлежащем охлаждении, то прослужит она долго. Сердечник в любом случае будет постепенно разрушаться – так как на него могут влиять агрессивные примеси, а постоянный нагрев-остывание не будет придавать прочности. Но заметим, что даже этот процесс – очень долгий. В схеме управления – несколько транзисторов. Именно они и будут определяющими срока эксплуатации всего оборудования без отказа. Обычно дается гарантия на 10 лет. Хотя известны случаи, когда оборудование работало и 30 лет. Вывод из этого всего следующий: индукционные нагреватели воды для отопления будут намного дольше работать, чем аналоги – ТЭНы.
- Незаменимые свойства. Многие говорят, что индукционные котлы сохраняют свои первоначальные характеристики в течение десятилетий из-за того, что здесь не появляется накипь. Первым делом, скажем, что влияние накипи немного преувеличивается. Слой извести не имеет высоких теплоизолирующих свойств, а в замкнутой системе много отложений не появится. Но этого нельзя сказать о сердечнике – здесь накипь – это частое явление. Так, отопление с помощью индукционной плиты действительно не подвержено накипи.
- Бесшумная работа. На самом деле, если изучить отзывы, то можно сказать, что любой электробойлер не будет шуметь при нагревании воды, так как здесь нет акустических колебаний. Шум может появиться только от насосов. Так что суждение верно.
- Компактность. Индукционное оборудование можно устанавливать в любом помещении. Это утверждение верно: данное устройство – это отрезок трубы, который не требует особого места.
Индукционный котел
- Индукционный нагрев воды для отопления – безопасен. Если случится утечка носителя тепла, то электромагнитное поле не исчезнет автоматически. Сердечник продолжит нагреваться, если не прекратить электроснабжение, то корпус и крепление расплавятся через считанные секунды. Именно поэтому при установке следует предусмотреть автоматическое отключение индукционного котла в таких ситуациях.
Помогите нам стать лучше! Оцените качество подачи материала
Загрузка…Индукционная система отопления – преимущества и недостатки. Жми!
Отопление является непременным атрибутом практически всех загородных домов и коттеджей. Ведь от того, как функционирует отопительная система, во многом зависит тепло и уют домашнего комфорта.
На современном рынке отопительного оборудования весьма широкую нишу занимают котлы всевозможных модификаций. Каждый может подобрать себе индивидуальный котлоагрегат в зависимости от возможностей и технической необходимости.
Однако стоит отметить, что постоянный рост разных видов топлива приводит к тому, что многие владельцы домовладений начинают задумываться над тем, какое отопление установить, чтобы оно эффективно обогревало помещение, и при этом была явной экономия денежных средств, затраченных на обогрев жилища.
Альтернативным в этой ситуации может стать индукционное отопление, которое по праву можно считать новинкой технологической мысли.
Для того, чтобы понимать о чем идет речь, мы в этой статье подробно раскроем все важные стороны этого вида отопительного оборудования, а также расскажем о том, каков принцип работы этого отопления.
Конструкция
Схема индукционного котла
Основным элементом этого вида отопления является индукционный котел.
Этот агрегат представляет собой своего рода электрический нагреватель воды, который функционирует на основе действия электромагнитной индукции.
Конструкция этого электрического котлоагрегата, как правило, состоит из следующих основных элементов:
Таким образом, уникальная конструкция индукционного агрегата позволяет его использовать для отопления жилища, обогрева гаража и различных хозяйственных помещений.
Как работает
Принцип работы котла этого вида заключается в ряде следующих действий:
- Теплоноситель поступает в котел через нижнюю часть.
- Во внутреннем узле теплоноситель нагревается под воздействием магнитного поля за счет того, что имеет большую поверхность соприкосновения с теплообменником.
- Нагретая вода поступает через верхний патрубок непосредственно к батареям отопления.
Наглядно принцип работы электрического котла этого вида можно рассмотреть на следующем рисунке.
Устройство индукционной отопительной системы
Отопительная система этого вида состоит из следующих элементов:
- Циркуляционный насос.
- Батареи отопления.
- Индукционный котел.
- Мембранный бак.
- Блок управления системой.
- Водозапорные шаровые краны.
Исходя из вышеуказанной схемы, смело можно сделать вывод: индукционное отопление вполне можно сделать своими руками.
Основные преимущества и недостатки
Отопительная система на основе индукционного котла обладает целым рядом положительных моментов, к которым можно отнести:
- коэффициент полезного действия составляет практически 99%;
- небольшие габаритные размеры оборудования;
- нагрев теплоносителя осуществляется достаточно быстро;
- возможность установки в любых помещениях;
- бесшумность работы котлоагрегата системы;
- имеет достаточно длительный период эксплуатации;
- не требует регулярного технического обслуживания и удаления накипи;
- котел индукционного отопления работает без продуктов сгорания, поэтому не требуется оборудования отводных дымоходов и специальных помещений;
- агрегат может работать как от постоянного, так и от переменного тока;
- работа системы полностью автоматизирована, поэтому здесь не требуются человеческие усилия.
Стоит также указать, что индукционное отопление имеет и некоторые недостатки, к которым можно отнести следующие моменты:
И в заключение хочется сказать то, что многие отзывы владельцев индукционного отопления говорят о том, что это достаточно практичный способ обогрева любых типов зданий. И это действительно так! Ведь эффективность работы электрического котла этого вида и отличные технические характеристики не вызывают ни у кого сомнений.
Смотрите видео, в котором подробно рассказывается об особенностях и преимуществах индукционного отопления:
- Автор: DmitriiG
- Распечатать
(3 голоса, среднее: 3.3 из 5)
Поделитесь с друзьями!Что такое индукционный нагрев? – Inductoheat Inc
Компании группы Inductotherm используют электромагнитную индукцию для плавления, нагрева и сварки в различных отраслях промышленности. Но что такое индукция? И чем он отличается от других способов нагрева?
Для типичного инженера индукционный метод нагревания — увлекательный. Те, кто не знаком с индукционным нагревом, могут удивиться тому, как кусок металла в змеевике за считанные секунды становится вишнево-красным . Оборудование для индукционного нагрева требует понимания физики, электромагнетизма, силовой электроники и управления технологическими процессами, но основные концепции индукционного нагрева просты для понимания.
Основы
Открытая Майклом Фарадеем индукция начинается с катушки из проводящего материала (например, меди). Когда ток течет через катушку, создается магнитное поле внутри и вокруг катушки. Способность магнитного поля совершать работу зависит от конструкции катушки, а также от величины тока, протекающего через катушку.
Направление магнитного поля зависит от направления протекания тока, поэтому переменный ток через катушку приведет к изменению направления магнитного поля с той же скоростью, что и частота переменного тока. Переменный ток частотой 60 Гц заставит магнитное поле менять направление 60 раз в секунду. Переменный ток частотой 400 кГц заставит магнитное поле переключаться 400 000 раз в секунду.
Когда проводящий материал, заготовка, помещается в переменное магнитное поле (например, поле, создаваемое переменным током), в заготовке возникает напряжение (закон Фарадея). Наведенное напряжение приведет к потоку электронов: ток! Ток, протекающий через заготовку, будет идти в направлении, противоположном току в катушке. Это означает, что мы можем контролировать частоту тока в заготовке, контролируя частоту тока в катушке.
При протекании тока через среду движению электронов будет оказываться некоторое сопротивление. Это сопротивление проявляется в виде тепла (эффект джоулевого нагрева). Материалы, которые более устойчивы к потоку электронов, будут выделять больше тепла при протекании через них тока, но, безусловно, можно нагреть материалы с высокой проводимостью (например, медь) с помощью индуцированного тока. Это явление имеет решающее значение для индукционного нагрева.
Что нам нужно для индукционного нагрева?
Все это говорит нам о том, что для индукционного нагрева необходимы две основные вещи:
- Изменяющееся магнитное поле
- Электропроводящий материал, помещенный в магнитное поле
Чем индукционный нагрев отличается от других методов нагрева?
Существует несколько способов нагрева объекта без индукции. Некоторые из наиболее распространенных промышленных методов включают газовые печи, электрические печи и соляные ванны. Все эти методы основаны на передаче тепла продукту от источника тепла (горелка, нагревательный элемент, жидкая соль) посредством конвекции и излучения. Как только поверхность продукта нагревается, тепло передается через продукт с теплопроводностью.
Продукты с индукционным нагревом не полагаются на конвекцию и излучение для доставки тепла к поверхности продукта. Вместо этого тепло генерируется на поверхности продукта потоком тока. Затем тепло от поверхности продукта передается через продукт с теплопроводностью. Глубина, на которую генерируется тепло напрямую с помощью индуцированного тока, зависит от того, что называется электрической эталонной глубиной .
Электрическая эталонная глубина сильно зависит от частоты переменного тока, протекающего через заготовку. Ток более высокой частоты приведет к меньшей электрической эталонной глубине , а ток более низкой частоты приведет к большей электрической эталонной глубине . Эта глубина также зависит от электрических и магнитных свойств заготовки.
Электрическая эталонная глубина высоких и низких частотКомпании группы Inductotherm используют преимущества этих физических и электрических явлений для настройки нагревательных решений для конкретных продуктов и областей применения. Тщательный контроль мощности, частоты и геометрии катушки позволяет компаниям группы Inductotherm разрабатывать оборудование с высоким уровнем контроля процесса и надежности независимо от области применения.
Индукционная плавка
Для многих процессов плавка является первым этапом производства полезного продукта; индукционная плавка быстрая и эффективная. Изменяя геометрию индукционной катушки, индукционные плавильные печи могут вмещать загрузку, размер которой варьируется от объема кофейной кружки до сотен тонн расплавленного металла. Кроме того, регулируя частоту и мощность, компании группы Inductotherm могут обрабатывать практически все металлы и материалы, включая, помимо прочего: железо, сталь и сплавы нержавеющей стали, медь и сплавы на ее основе, алюминий и кремний. Индукционное оборудование разрабатывается индивидуально для каждого применения, чтобы обеспечить его максимальную эффективность.
Основным преимуществом индукционной плавки является индукционное перемешивание. В индукционной печи металлическая шихта плавится или нагревается током, генерируемым электромагнитным полем. Когда металл расплавляется, это поле также приводит в движение ванну. Это называется индуктивным перемешиванием. Это постоянное движение естественным образом перемешивает ванну, создавая более однородную смесь и способствуя сплавлению. Интенсивность перемешивания определяется размером печи, мощностью, подаваемой на металл, частотой электромагнитного поля и типом/количеством металла в печи. Величину индукционного перемешивания в любой данной печи можно регулировать для специальных применений, если это необходимо.
Индукционная вакуумная плавка
Поскольку индукционный нагрев осуществляется с помощью магнитного поля, заготовка (или нагрузка) может быть физически изолирована от индукционной катушки с помощью огнеупора или другого непроводящего материала. Магнитное поле будет проходить через этот материал, вызывая напряжение в нагрузке, содержащейся внутри. Это означает, что загрузку или заготовку можно нагревать в вакууме или в тщательно контролируемой атмосфере. Это позволяет обрабатывать химически активные металлы (Ti, Al), специальные сплавы, кремний, графит и другие чувствительные проводящие материалы.
Индукционный нагрев
В отличие от некоторых методов сжигания, индукционный нагрев точно контролируется независимо от размера партии. Изменение тока, напряжения и частоты с помощью индукционной катушки приводит к точно настроенному инженерному нагреву, идеально подходящему для точных применений, таких как цементация, закалка и отпуск, отжиг и другие формы термообработки. Высокий уровень точности имеет важное значение для критически важных приложений, таких как автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность, оптоволокно, соединение боеприпасов, закалка проволоки и отпуск пружинной проволоки. Индукционный нагрев хорошо подходит для специальных применений металлов, таких как титан, драгоценные металлы и современные композиты. Точное управление нагревом, доступное с индукцией, не имеет себе равных. Кроме того, используя те же принципы нагрева, что и при нагреве в вакуумных тиглях, индукционный нагрев можно проводить в атмосфере для непрерывного применения. Например, светлый отжиг труб из нержавеющей стали.
Высокочастотная индукционная сварка
Когда индукция осуществляется с использованием тока высокой частоты (ВЧ), возможна даже сварка. В этом приложении очень маленькие электрические эталонные глубины , которые могут быть достигнуты с помощью ВЧ-тока. В этом случае полоса металла формируется непрерывно, а затем проходит через набор точно спроектированных валков, единственной целью которых является сжатие краев сформированной полосы вместе и создание сварного шва. Непосредственно перед тем, как сформированная полоса достигает комплекта валков, она проходит через индукционную катушку. В этом случае ток течет вниз вдоль геометрического «клина», созданного краями полосы, а не только вокруг внешней стороны сформированного канала. При протекании тока по краям полосы они нагреваются до подходящей температуры сварки (ниже температуры плавления материала). Когда кромки прижимаются друг к другу, весь мусор, оксиды и другие примеси вытесняются, в результате чего получается кузнечный сварной шов в твердом состоянии.
Будущее
С наступлением эпохи высокотехнологичных материалов, альтернативных источников энергии и потребности в расширении возможностей развивающихся стран уникальные возможности индукции предлагают инженерам и проектировщикам будущего быстрый, эффективный и точный метод нагрева.
Индукционный кузнечный нагрев
Inductoforge® Системы индукционного индукционного кузнечного нагрева для заготовокИнновационная технология индукционного кузнечного производства для исключительной производительности
Inductoheat — технология индукционного кузнечного нагрева используется для нагрева прутков и заготовок различных диаметров. Созданный для работы в агрессивных средах ковки, Inductoforge 9Блок питания 0079 ® – это последнее поколение проверенной в промышленности системы. Существующая надежная технология усовершенствована, чтобы обеспечить уникальные функции, особенно полезные для кузнечной промышленности.
Технология индукционного кузнечного нагрева
Достижения в наших технологиях кузнечного нагрева включают новые системы нагрева заготовок Inductoforge ® , в которых используется стандартизированная модульная конструкция, которая обеспечивает гибкость в источниках питания, механических приспособлениях, элементах управления и эксплуатации. Доступно для Inductoforge 9Модульная система отопления 0079 ® представляет собой компьютерную программу моделирования температурного профиля IHAZ™. Программный пакет iHaz™ представляет собой технологию прогнозирующего численного моделирования, которая точно прогнозирует температуру по всему поперечному сечению прутка/заготовки, от поверхности до сердцевины. Эти системы очень эффективны и позволят больше фунтов. в час с использованием меньшего количества энергии по сравнению с обычными системами ковки. Использование программного обеспечения для моделирования iHaz позволяет оператору выбирать тип материала, размеры, производительность, желаемую температуру и другие параметры для расчета наилучшего возможного рецепта.
- Загрузка рецепта непосредственно в индукционный нагреватель заготовок через Ethernet.
- Устранение предположений о рецепте
- Мощность распределяется по линии катушки, как определено в рецепте моделирования iHaz.
- Во время высокой производительности система Inductoforge увеличивает мощность первых модулей и снижает мощность последующих модулей.
- Для снижения производительности мощность может быть перераспределена на более поздние модули при сохранении непревзойденной однородности температуры.
- Используйте оценки мощности, полученные в результате расчета iHaz, для определения стоимости энергии для новых проектов.
Режим ожидания
- Позволяет ковочному блоку останавливать и удерживать заготовки при температуре, пока устраняются проблемы в дальнейшем.
- Предотвращает попадание заготовок в мусорный бак, что снижает количество отходов.
Спецификации сборки для тяжелых условий эксплуатации
- Установки созданы для работы в суровых условиях кузнечного цеха
- Высокопрочный подающий цепной конвейер с регулируемыми боковыми направляющими для различных размеров заготовок
- Встроенная система рециркуляции воды с теплообменником
- Встроенные желоба для окалины
- Силовые модули аналогичны друг другу и имеют минимальное количество компонентов в каждом шкафу, что облегчает их устранение и обслуживание.