Kocioł indukcyjny: wszystko o zasadzie działania + 2 opcje urządzenia zrób to sam

Urządzenie i zasada działania kotła

Gdy prąd elektryczny przepływa przez materiał przewodzący, w tym drugim uwalniane jest ciepło, którego moc jest wprost proporcjonalna do natężenia prądu i jego napięcia (prawo Joule-Lenza). Istnieją dwa sposoby spowodowania przepływu prądu w przewodniku. Pierwszym jest podłączenie go bezpośrednio do źródła energii elektrycznej. Nazwiemy tę metodę kontaktem.

Drugi - bezkontaktowy - odkrył Michael Faraday na początku XIX wieku.Naukowiec odkrył, że gdy zmieniają się parametry pola magnetycznego przechodzącego przez przewodnik, w tym drugim pojawia się siła elektromotoryczna (EMF). Zjawisko to nazywa się indukcją elektromagnetyczną. Tam, gdzie występuje pole elektromagnetyczne, będzie prąd elektryczny, a co za tym idzie ogrzewanie, a w tym przypadku bezkontaktowe. Takie prądy nazywane są prądami indukowanymi lub wirowymi lub prądami Foucaulta.

Kocioł grzewczy indukcyjny - zasada działania

Indukcję elektromagnetyczną można wywołać na różne sposoby. Przewodnik może być poruszany lub obracany w stałym polu magnetycznym, jak to ma miejsce w nowoczesnych generatorach elektrycznych. I możesz zmienić parametry samego pola magnetycznego (natężenie i kierunek linii siły), pozostawiając przewodnik nieruchomy.

Takie manipulacje polem magnetycznym stały się możliwe dzięki kolejnemu odkryciu. Jak Hans-Christian Oersted odkrył w 1820 r., drut nawinięty w formie cewki po podłączeniu do źródła prądu zamienia się w elektromagnes. Zmieniając parametry prądu (siła i kierunek) uzyskamy zmianę parametrów pola magnetycznego generowanego przez to urządzenie. W takim przypadku w przewodzie znajdującym się w tym polu wystąpi prąd elektryczny, któremu będzie towarzyszyć ogrzewanie.

Po zapoznaniu się z tym prostym materiałem teoretycznym czytelnik musiał już sobie wyobrazić ogólnie urządzenie indukcyjnego kotła grzewczego. Rzeczywiście ma dość prostą konstrukcję: wewnątrz ekranowanej i izolowanej termicznie obudowy znajduje się rura wykonana ze specjalnego stopu (można też użyć stali, ale charakterystyka będzie nieco gorsza), zamontowana w tulei wykonanej z materiału dielektrycznego ; szyna miedziana jest nawinięta na tuleję w postaci cewki, która jest podłączona do sieci.

Indukcja kotła po instalacji

Przez dwie dysze rura wcina się w system grzewczy, w wyniku czego przepływa przez nią chłodziwo. Zmienny prąd przepływający przez cewkę wytworzy zmienne pole magnetyczne, które z kolei będzie indukować prądy wirowe w rurze. Prądy wirowe spowodują nagrzewanie ścianek rur i części chłodziwa w całej objętości zamkniętej wewnątrz wężownicy. Aby przyspieszyć ogrzewanie, zamiast jednej rury można zainstalować kilka równoległych rur o mniejszej średnicy.

Czytelnicy świadomi kosztów kotłów indukcyjnych podejrzewali oczywiście, że w ich konstrukcji było coś więcej. W końcu generator ciepła, składający się tylko z rury i kawałka drutu, nie może kosztować 2,5 - 4 razy więcej niż analog elementu grzejnego. Aby grzanie było wystarczająco intensywne, przez cewkę trzeba przepuszczać nie zwykły prąd z sieci miejskiej o częstotliwości 50 Hz, ale o wysokiej częstotliwości, dlatego kocioł indukcyjny jest wyposażony w prostownik i falownik.

Prostownik zamienia prąd przemienny na prąd stały, a następnie doprowadza go do falownika - modułu elektronicznego składającego się z pary kluczowych tranzystorów i obwodu sterującego. Na wyjściu falownika prąd ponownie się zmienia, tylko ze znacznie wyższą częstotliwością. Taki konwerter nie jest dostępny we wszystkich modelach kotłów indukcyjnych, niektóre z nich nadal pracują z częstotliwością 50 Hz. Jednak zastosowanie prądu przemiennego o wysokiej częstotliwości może znacznie zmniejszyć gabaryty urządzenia.

Zasada indukcji elektromagnetycznej

W różnych opisach autorzy wskazują na podobieństwo kotła indukcyjnego z transformatorem.To prawda: cewka z drutu pełni rolę uzwojenia pierwotnego, a rura z chłodziwem pełni rolę zwartego uzwojenia wtórnego i jednocześnie obwodu magnetycznego.

Dlaczego więc transformator się nie nagrzewa? Faktem jest, że obwód magnetyczny transformatora nie składa się z jednego elementu, ale z wielu izolowanych od siebie płyt. Ale nawet ten środek nie jest w stanie całkowicie zapobiec nagrzewaniu. Na przykład w obwodzie magnetycznym transformatora o napięciu 110 kV w trybie jałowym uwalniane jest nie mniej niż 11 kW ciepła.

Zalety i wady urządzenia

„Plusy” indukcyjnej nagrzewnicy wirowej są liczne. Jest to prosty obwód do samodzielnej produkcji, o zwiększonej niezawodności, wysokiej wydajności, stosunkowo niskich kosztach energii, długiej żywotności, niskim prawdopodobieństwie awarii itp.

Wydajność urządzenia może być znacząca, jednostki tego typu są z powodzeniem stosowane w przemyśle metalurgicznym. Pod względem szybkości nagrzewania chłodziwa urządzenia tego typu z pewnością konkurują z tradycyjnymi kotłami elektrycznymi, temperatura wody w systemie szybko osiąga wymagany poziom.

Podczas pracy kotła indukcyjnego grzałka lekko wibruje. Wibracje te strząsają kamień i inne możliwe zanieczyszczenia ze ścianek metalowej rury, więc takie urządzenie rzadko wymaga czyszczenia. Oczywiście system grzewczy musi być chroniony przed tymi zanieczyszczeniami za pomocą filtra mechanicznego.

Cewka indukcyjna nagrzewa umieszczony w niej metal (rurę lub kawałki drutu) za pomocą prądów wirowych wysokiej częstotliwości, kontakt nie jest konieczny

Stały kontakt z wodą minimalizuje również prawdopodobieństwo przepalenia się grzałki, co jest dość powszechnym problemem w przypadku tradycyjnych kotłów z elementami grzejnymi. Mimo wibracji kocioł pracuje wyjątkowo cicho, nie jest wymagana dodatkowa izolacja akustyczna w miejscu instalacji urządzenia.

Kotły indukcyjne są również dobre, ponieważ prawie nigdy nie przeciekają, jeśli tylko instalacja systemu zostanie wykonana poprawnie. Jest to bardzo cenna cecha w przypadku ogrzewania elektrycznego, ponieważ eliminuje lub znacznie zmniejsza prawdopodobieństwo wystąpienia niebezpiecznych sytuacji.

Brak przecieków wynika z bezdotykowej metody przekazywania energii cieplnej do nagrzewnicy. Płyn chłodzący wykorzystujący opisaną powyżej technologię może zostać podgrzany prawie do stanu pary.

Zapewnia to wystarczającą konwekcję cieplną, aby stymulować efektywny ruch chłodziwa przez rury. W większości przypadków instalacja grzewcza nie będzie musiała być wyposażona w pompę obiegową, chociaż wszystko zależy od funkcji i układu konkretnego systemu grzewczego.

Czasami potrzebna jest pompa obiegowa. Instalacja urządzenia jest stosunkowo łatwa. Chociaż będzie to wymagało pewnych umiejętności w zakresie instalacji urządzeń elektrycznych i rur grzewczych. Ale to wygodne i niezawodne urządzenie ma wiele wad, które również należy wziąć pod uwagę.

Na przykład kocioł ogrzewa nie tylko płyn chłodzący, ale także całą otaczającą go przestrzeń roboczą. Konieczne jest wydzielenie oddzielnego pomieszczenia dla takiej jednostki i usunięcie z niej wszystkich ciał obcych. Dla osoby długi pobyt w bezpośrednim sąsiedztwie pracującego kotła może być również niebezpieczny.

Nagrzewnice indukcyjne wymagają do działania energii elektrycznej. Zarówno domowe, jak i fabryczne urządzenia są podłączone do domowej sieci prądu przemiennego.

Urządzenie do działania wymaga prądu. Na obszarach, gdzie nie ma swobodnego dostępu do tego dobrodziejstwa cywilizacji, kocioł indukcyjny będzie bezużyteczny. Tak, a w przypadku częstych przerw w zasilaniu będzie wykazywał niską wydajność.

W przypadku nieostrożnego obchodzenia się z urządzeniem może dojść do wybuchu

Jeśli płyn chłodzący zostanie przegrzany, zamieni się w parę. W rezultacie ciśnienie w systemie dramatycznie wzrośnie, czego rury po prostu nie mogą wytrzymać, pękną. Dlatego do normalnej pracy systemu urządzenie powinno być wyposażone co najmniej w manometr, a jeszcze lepiej - w urządzenie do awaryjnego wyłączania, termostat itp.

Wszystko to może znacznie zwiększyć koszt domowego kotła indukcyjnego. Chociaż urządzenie jest uważane za praktycznie bezgłośne, nie zawsze tak jest. Niektóre modele z różnych powodów mogą nadal wydawać dźwięki. W przypadku urządzenia wykonanego samodzielnie wzrasta prawdopodobieństwo takiego wyniku.

W projektowaniu zarówno nagrzewnic indukcyjnych produkowanych fabrycznie, jak i domowych, praktycznie nie ma elementów zużywających się. Wytrzymują długo i działają bez zarzutu.

Nagrzewnica indukcyjna: schemat i procedura wykonywania własnych rąk

Wyjątkowość człowieka polega na tym, że nieustannie wynajduje urządzenia i mechanizmy, które znacznie ułatwiają pracę w określonym obszarze aktywności zawodowej lub życiowej.

W tym celu z reguły stosuje się najnowsze osiągnięcia w dziedzinie nauki.

Ogrzewanie indukcyjne nie jest wyjątkiem.W ostatnim czasie zasada indukcji znalazła szerokie zastosowanie w wielu dziedzinach, co śmiało można przypisać:

• w metalurgii do topienia metali stosuje się ogrzewanie indukcyjne;
• w niektórych gałęziach przemysłu stosuje się specjalne piece do szybkiego nagrzewania, których działanie opiera się na zasadzie indukcji;
• w gospodarstwie domowym nagrzewnice indukcyjne mogą być używane na przykład do gotowania, podgrzewania wody lub ogrzewania prywatnego domu. (Możesz przeczytać o funkcjach ogrzewania indukcyjnego w tym artykule).

Na dzień dzisiejszy istnieje wiele różnych instalacji indukcyjnych typu przemysłowego. Nie oznacza to jednak, że konstrukcja takich urządzeń jest bardzo zawiła.

Najprostsza nagrzewnica indukcyjna jest całkiem możliwa do wykonania na potrzeby domowe własnymi rękami. W tym artykule omówimy szczegółowo nagrzewnicę indukcyjną, a także różne sposoby jej Wykonany ręcznie.

Nagrzewnice indukcyjne „zrób to sam” z reguły dzielą się na dwa główne typy:

• nagrzewnice indukcyjne wirowe (w skrócie VIN), które służą głównie do ogrzewania wody i ogrzewania domu;
• grzałki, których konstrukcja przewiduje zastosowanie różnego rodzaju części i zespołów elektronicznych.

Nagrzewnica indukcyjna wirowa (VIN) składa się z następujących elementów konstrukcyjnych:

• urządzenie, które przekształca zwykłą energię elektryczną w prąd o wysokiej częstotliwości;
• cewka indukcyjna, która jest rodzajem transformatora generującego pole magnetyczne;
• wymiennik ciepła lub element grzejny, który znajduje się wewnątrz cewki indukcyjnej.

Zasada działania VIN składa się z następujących kroków:

• konwerter przesyła prąd o wysokiej częstotliwości do cewki indukcyjnej, która ma postać walca z drutu miedzianego;
• cewka indukcyjna tworzy pole elektromagnetyczne, które wywołuje pojawienie się przepływów wirowych;
• znajdujący się wewnątrz wzbudnika wymiennik ciepła, pod wpływem tych przepływów wirowych, nagrzewa się, w wyniku czego nagrzewa się również płyn chłodzący, który następnie w takiej postaci dostaje się do układu grzewczego.

Uwaga specjalisty: ponieważ cewka indukcyjna jest uważana za najważniejszy element tego typu nagrzewnicy, do jej produkcji należy podchodzić dość skrupulatnie: drut miedziany musi być nawinięty w zgrabnych zwojach na plastikowej rurze. Liczba zwojów musi wynosić co najmniej 100.

Jak widać z opisu, konstrukcja VIN nie jest wystarczająco skomplikowana, więc możesz bezpiecznie wykonać grzejnik wirowy własnymi rękami.

szalone ręce

Pomimo mnóstwa dezinformacji sam program wprowadzający jest więcej niż uzasadniony w życiu. Zawyżona wartość rynkowa w sposób naturalny prowadzi do idei produkcji indukcyjnej kotły grzewcze zrób to sam. Jak to zrobić?

Rama

Powinno być:

• Dielektryk.
• Wystarczająco silny.
• Umożliwiając hermetyczne podłączenie go do obwodu grzewczego.

Najprostszym i najbardziej oczywistym rozwiązaniem jest rura polipropylenowa o średnicy 40 milimetrów. Najlepiej ze wzmocnieniem z włókien, co bardzo pozytywnie wpłynie na walory wytrzymałościowe kadłuba.

Rura polipropylenowa wzmocniona włóknem.

Meandrowy

Aby odizolować cewkę indukcyjną, która nagrzewa się podczas zasilania z termoplastycznego polipropylenu, pożądane jest przyklejenie kilku pasków tekstolitu na obudowie.Co skleić? Najprostszym i najbardziej oczywistym rozwiązaniem jest uszczelniacz silikonowy: ma akceptowalną przyczepność do tworzyw sztucznych i dobrze toleruje umiarkowane ciepło.

Sama cewka jest nawinięta drutem emaliowanym miedzią o średnicy około 1,5 milimetra (przekrój 2,25 mm2). Całkowita długość uzwojenia powinna wynosić 10-15 metrów. Lepiej jest stosować cewki z małą stałą szczeliną.

Cewka nawinięta na tekstolicie.

Rdzeń

Co to powinno być?

• Przewodzący. Prądy wirowe nie będą indukowane w dielektryku.
• ferromagnetyczny. Diamagnes nie będzie oddziaływał z polem elektromagnetycznym.
• Nierdzewny. Korozja w zamkniętym obiegu grzewczym jest dla nas bezużyteczna.

Oto kilka możliwych rozwiązań.

• Wkręcić świder ciasno pasujący do rury. Poruszając się w nim wzdłuż rowków, woda zabierze maksymalne ciepło.
• Posiekany drut ze stali nierdzewnej. Nie jest to zbyt wygodne, ponieważ prowizoryczny kocioł będzie musiał być ograniczony z obu stron metalową siatką.
• Jeże toczone z drutu nichromowego, ciasno włożone do rury.
• Wreszcie najprostsza instrukcja: w ten sam sposób w rurze można umieścić metalowe (nierdzewne) myjki do naczyń.

Myjka wykonana z wiórów nierdzewnych może z powodzeniem stać się elementem grzewczym kotła.

Po zajęciu rdzenia kocioł dostarczany jest z obu stron z przejściówkami z polipropylenu o średnicy 40 mm na gwinty DU20 lub DU25. Nie pozwolą na wypadnięcie rdzenia i pozwolą na zamontowanie kotła w dowolnym obwodzie, pozostawiając złącza zwijane.

Konwerter napięcia

Co się stanie, jeśli po prostu podłączymy nawinięty przez nas induktor do gniazdka?

Zróbmy proste obliczenia.

• Rezystancja właściwa miedzianego przewodnika w temperaturze +20C wynosi 0,175 Ohm*mm2/m.
• Przy przekroju 2,25 mm i długości 10 metrów całkowita rezystancja cewki wyniesie 0,175 / 2,25 * 10 \u003d 0,7 oma.
• Dlatego po przyłożeniu do przewodu 220 woltów przepłynie przez niego prąd 220 / 0,7 \u003d 314 A.

Wynik jest trochę przewidywalny: jeśli prąd zostanie przyłożony ponad 10 razy wyższy niż obliczony, nasz przewodnik po prostu się stopi.

Oczywistym rozwiązaniem jest obniżenie napięcia zasilania. Konwerter musi być wystarczająco mocny, aby dać co najmniej 2,5 - 3 kilowaty.

Gotowym konwerterem o takiej mocy może być falownik spawalniczy z regulacją prądu. Regulacja nie tylko uchroni uzwojenie przed przegrzaniem, ale także pozwoli płynnie regulować moc efektywną kotła grzewczego. Przy napięciu wyjściowym falownika wynoszącym 80 woltów maksymalna bezpieczna moc dla temperatury uzwojenia wyniesie około 2 kW.

Do naszych celów odpowiednie jest najtańsze urządzenie: obecne zapotrzebowanie nie przekroczy 30 amperów.

Wykonanie kotła na paliwo stałe do długiego spalania własnymi rękami

Przystępując do montażu kotła, wykonawca musi posiadać umiejętności ślusarza, spawacza i elektryka, aby bezpiecznie zakończyć proces produkcji i montażu. Musi posiadać sprzęt ochronny oraz przygotowane wcześniej materiały, narzędzia i urządzenia.

Rysunek

Rysunek kotła na paliwo stałe

Później Jak zostanie wybrany typ kotła?, będziesz potrzebować dokładnego rysunku części. Można go wykonać niezależnie, jeśli mistrz ma pewną wiedzę i umiejętności rysowania, można go również wziąć od znajomego, który zainstalował podobny kocioł grzewczy do prywatnego domu lub pobrać go z Internetu.Dziś sieć ma wystarczająco dużo opcji dla sprawdzonych projektów kotłów na paliwo stałe własnej produkcji.

Być może taki rysunek będzie musiał zostać sfinalizowany w zależności od dostępnych materiałów eksploatacyjnych, zwłaszcza w zakresie wykonania obudowy i wymiennika ciepła. Najważniejszą rzeczą, którą należy zaoszczędzić, jest szacunkowa grubość metalu, minimalne dopuszczalne wymiary, powierzchnia grzewcza wymiennika ciepła, średnica otworu wylotowego spalin, aby kocioł nie wypalił się przed czas.

materiały

Przed wykonaniem kotła przygotowywane jest miejsce pracy, zwykle warsztat, w którym przechowywane są niezbędne materiały. Aby stworzyć kocioł na paliwo stałe, potrzebne będą następujące materiały eksploatacyjne:

• blacha stalowa większa niż 5 mm na korpus, rurę lub zużytą butlę gazową;
• blacha ze stali nierdzewnej 5 mm do zasilania paliwem;
• narożnik stalowy o wymiarach zgodnych z rysunkiem;
• ruszt, stal lub żeliwo;
• rury wodne do wysokich temperatur o średnicach zgodnie z rysunkiem;
• drzwiczki popielnika;
• drut, sprzęt i elektrody;
• przepustnica powietrza lub regulator ciągu.

Narzędzia

Mistrz będzie potrzebował dużej listy narzędzi:

• Kombinezon spawacza z wyposażeniem ochronnym;
• spawarka inwertorowa;
• szlifierka z tarczami do metalu;
• wiertarka elektryczna z wiertłami do metalu;
• zestaw narzędzi ślusarskich;
• zestaw narzędzi pomiarowych.

Kocioł wykonujemy własnymi rękami

Aby uzupełnić korpus długoterminowy kocioł na paliwo stałe spalanie wybrałem starą butlę gazową, wstępnie umytą z resztek gazu, w razie wątpliwości polecam zakup gotowej butli w serwisie gazowym.

Dalej cylinder odetnij jego górną część poniżej zagięcia.Po przygotowaniu korpusu kocioł został wykonany zgodnie z poniższą instrukcją:

1. Z blachy nierdzewnej o grubości 5 mm wyciąłem koło, o średnicy mniejszej o 20 mm od wewnętrznej średnicy korpusu, aby później mógł się swobodnie po nim poruszać, podając paliwo.
2. W środku powstałego arkusza wywierciłem wiertłem rdzeniowym otwór o średnicy 100 mm.
3. Do tego otworu przyspawałem rurę o odpowiedniej średnicy o wysokości 100 mm nad korpusem kotła. Starannie wykonane szwy, aby były szczelne i schludne. Jeśli nie wyszło ładnie, możesz je przetworzyć za pomocą szlifierki lub pilnika. W ten sposób powstanie konstrukcja w postaci tłoka, która pod własnym ciężarem będzie przesuwać paliwo w dół komory spalania.
4. Do dolnej części tłoka przyspawane są 4 metalowe rogi, tworzące kanały powietrzne doprowadzające powietrze do gardzieli spalania.
5. Wyciąłem kolejny okrąg, ale teraz jest o 5 cm większy od korpusu, w środku wyciąłem 100 mm otwór na tłok, ta część będzie pełniła funkcję pokrywy kotła. Ubrana na tłoku, hermetycznie zamyka korpus kotła, tworząc w ten sposób komorę spalania.
6. Rura w górnej części została wyposażona w przepustnicę do regulacji ilości nawiewanego powietrza.
7. Krawędzie wieczka zostały starannie obrobione pilnikiem.
8. Przyspawałem specjalne uchwyty do przenoszenia do korpusu kotła oraz nogi od metalowego narożnika do dolnej części korpusu.
9. W dolnej części obudowy wyciąłem miejsce na drzwiczki popielnika i zamontowałem je na zawiasach.
10. Komin został przyspawany w górnej części kotła z rury o średnicy 100 mm.
11. Przed postawieniem kotła należy go postawić na płaskiej powierzchni betonowej lub wyłożonej płytkami i podłączyć do komina poprzez część gazową.

Ważne uwagi dotyczące instalacji i użytkowania kotła

nagrzewnica indukcyjna

Domowe kotły indukcyjne są niezwykle łatwe w montażu, instalacji i obsłudze. Jednak zanim zaczniesz korzystać z tego rodzaju grzejnika, musisz znać kilka ważnych zasad, a mianowicie:

• domowa instalacja indukcyjna przeznaczona jest do stosowania wyłącznie w zamkniętych układach grzewczych, w których cyrkulację powietrza zapewnia pompa; Zamknięty układ grzewczy
• okablowanie systemów grzewczych, które będą działać w połączeniu z rozważanym kotłem, muszą być wykonane z rur plastikowych lub propylenowych Rury plastikowe do ogrzewania
• aby zapobiec występowaniu różnego rodzaju problemów, grzejnik należy montować nie blisko najbliższej powierzchni, ale w pewnej odległości - co najmniej 30 cm od ścian i 80-90 cm od sufitu i podłogi.

Zdecydowanie zaleca się wyposażenie dyszy kotła w zawór wydmuchowy. Dzięki temu prostemu urządzeniu możesz w razie potrzeby pozbyć się nadmiaru powietrza z systemu, normalizując ciśnienie i zapewniając optymalne warunki pracy.

Zawór zwrotny

W ten sposób z niedrogich materiałów za pomocą prostych narzędzi można zmontować kompletną instalację do wydajnego ogrzewania pomieszczeń i podgrzewania wody. Postępuj zgodnie z instrukcjami, pamiętaj o specjalnych zaleceniach, a już wkrótce będziesz mógł cieszyć się ciepłem we własnym domu.

Zasady doboru sprzętu

Przy wyborze modelu kotła indukcyjnego głównym kryterium jest jego moc i charakterystyka ogrzewanego pomieszczenia. Zakłada się, że do ogrzewania 10 mkw. m. przy wysokości sufitu do 3 metrów wymagany jest 1 kW.

W ten sposób wystarczy podzielić powierzchnię ogrzewanego pomieszczenia przez 10, dzięki czemu uzyskana zostanie wymagana moc nominalna kotła elektrycznego. Na przykład dla domu o powierzchni 100 m2. m. wymagane nagrzewnica indukcyjna 10 kW.

Jeśli nie ma potrzeby obliczania wymaganej mocy kotła z dużą dokładnością, można zastosować wersję uproszczoną. Według niego kotły indukcyjne o mocy tylko 3-4 kW są w stanie ogrzać pomieszczenie o pow 30-40 m²

Aby nie przepłacać za niepotrzebną energię i nie zamarzać w przypadku jej braku, należy ocenić specyfikę domu lub innego obiektu, w tym materiały ścian, powierzchnię okien, izolację termiczną itp. i wybrać sprzęt grzewczy na podstawie tych danych.

Nie zaszkodzi zapytać sprzedawcę o współczynnik mocy, czyli stosunek mocy czynnej do mocy całkowitej wybranego modelu. Wskaźnik ten nazywa się cosinus phi (Cos φ) i jest mierzony w woltoamperach. Pomaga określić, jaka część zużytej energii elektrycznej jest zużywana bezpośrednio na ogrzewanie chłodziwa, a jaka część jest wykorzystywana do generowania pola magnetycznego.

Wartości współczynnika mocy mieszczą się w zakresie od 0 do 1. W przypadku dobrze zaprojektowanych kotłów indukcyjnych Cos φ wynosi 0,97-0,98 kVA, co jest uważane za doskonały wskaźnik, ponieważ prawie cała zużyta energia elektryczna jest zużywana na ogrzewanie płyn roboczy.

Różnorodność modeli pozwala wybrać opcję zastosowania jako główne lub zapasowe źródło ciepła. Mocne kotły pracujące na napięciu 380 V są w stanie samodzielnie ogrzewać domy, duże obiekty handlowe i przemysłowe.

Do pracy na wsi lub w garażu można wykonać skuteczny kocioł indukcyjny własnymi rękami. Ze szczegółowymi wskazówkami do montażu przydatnych domowych produktów przedstawi następny artykuł.

Odmiany inwerterowych kotłów grzewczych

Elektryczny kocioł dwuprzewodowy do zaopatrzenie w wodę i ogrzewanie domu

Istnieją dwa rodzaje urządzeń grzewczych typu inwerterowego - przemysłowe i domowe. Kotły przemysłowe mają imponujące rozmiary, ponieważ w środku znajdują się objętościowe wymienniki ciepła. Ponadto system przetwarzania w nich prądu elektrycznego jest dość skomplikowany. To samo dotyczy uzwojenia cylindrycznego. Wszystko to zapewnia znaczną moc urządzenia i możliwość jego wykorzystania do celów przemysłowych oraz do ogrzewania pomieszczeń. Przy wyborze mocy bierze się pod uwagę, że 1 kW energii cieplnej wystarczy do ogrzania 2 metrów sześciennych pomieszczeń przemysłowych.

Przydomowe kotły inwerterowe są przeznaczone do ogrzewania domów prywatnych. Wyposażone są w cewkę toroidalną, która może być zasilana zarówno ze wspólnej sieci, jak iz zasilaczy bezprzerwowych. Jednostki domowe są bardziej kompaktowe i tańsze. Aby dobrać kocioł pod względem mocy, kierują się zasadą, że 1 kW energii cieplnej wystarczy do ogrzania 10 m² pomieszczenia o wysokości nie większej niż trzy metry.

Piec indukcyjny z falownika spawalniczego - urządzenie do topienia metalu i podgrzewania chłodziwa w układzie grzewczym

Pomysł wykorzystania takiej instalacji indukcyjnej jako pieca do topienia metali na wiele sposobów pozwala na wykorzystanie jej jako kotła grzewczego do małego pomieszczenia.

Zaletą tej aplikacji jest:

• W przeciwieństwie do topienia metalu, w obecności stale krążącego chłodziwa system nie ulega przegrzaniu;
• Ciągłe drgania w polu elektromagnetycznym nie pozwalają na osadzanie się osadów na ściankach komory grzewczej, zwężając światło;
• Schemat zasadniczy bez połączeń gwintowanych z uszczelkami i złączkami eliminuje możliwość wycieku;
• Instalacja jest prawie bezgłośna, w przeciwieństwie do innych typów kotłów grzewczych;
• Sama instalacja, bez tradycyjnych elementów grzejnych, ma dłuższą żywotność i wysoką niezawodność;
• Nie ma emisji produktów spalania, ryzyko zatrucia produktami spalania paliw jest zredukowane do zera.

Praktyczny element procesu tworzenia urządzeń do ogrzewania pomieszczeń za pomocą pieca indukcyjnego ze spawarki inwertorowej składa się z następujących kroków.

• Do produkcji korpusu wybiera się rurę z tworzywa sztucznego o grubych ściankach i zaprojektowano ją do stosowania w rurociągach o wysokiej temperaturze i wysokim ciśnieniu;
• Aby wypełniacz metalowy znajdował się stale we wnęce grzejnika, wykonuje się dwie osłony z siatką, aby wypełniacz przez nią nie wypadł.
• Jako wypełniacz wybiera się drut stalowy o średnicy 5-8 mm i tnie się na kawałki o długości 50-70 mm.
• Korpus rury jest wypełniony kawałkami drutu i podłączony do systemu.

Zasada działania tego urządzenia jest następująca:

• Induktor wykonany z drutu miedzianego o średnicy 2-3 mm z 90-110 zwojami jest instalowany na zewnątrz obudowy z plastikowej rury;
• Korpus jest wypełniony płynem chłodzącym;
• Gdy falownik jest włączony, prąd płynie do cewki indukcyjnej;
• W cewce cewki indukcyjnej powstają przepływy wirowe, które zaczynają działać na sieć krystaliczną metalu wewnątrz obudowy;
• Kawałki drutu metalowego zaczynają się nagrzewać i podgrzewać płyn chłodzący;
• Przepływ płynu chłodzącego po podgrzaniu zaczyna się poruszać, podgrzany płyn chłodzący zostaje zastąpiony zimnym.

Taki schemat ideowy instalacji grzewczej opartej na grzałce indukcyjnej w praktycznym wykonaniu ma jedną istotną wadę - płyn chłodzący musi być stale przepychany ciśnieniem. W tym celu do systemu musi być włączona pompa obiegowa. Dodatkowo zaleca się zainstalowanie dodatkowego czujnika temperatury, pozwoli to na kontrolę płynu chłodzącego i ochronę przegrzanie kotła.

Urządzenie wewnętrzne

Konstrukcyjnie indukcyjny kocioł elektryczny jest transformatorem zamkniętym w spawanej metalowej obudowie. Pod obudową znajduje się warstwa termoizolacyjna. Cewka znajduje się w wydzielonej komorze, hermetycznie odizolowanej od przestrzeni roboczej. Takie umieszczenie jest bezpieczne, ponieważ całkowicie eliminuje kontakt z chłodziwem. Rdzeń składa się z cienkich stalowych rurek z toroidalnym uzwojeniem.

Należy pamiętać, że indukcyjny kocioł grzewczy nie ma elementów grzejnych, co zasadniczo różni się od tradycyjnych generatorów ciepła wyposażonych w elementy grzejne. Jego cechy konstrukcyjne zapewniają nieprzerwaną, wysoce wydajną pracę systemu grzewczego przez bardzo długi okres czasu.

Jak samodzielnie zmontować kocioł indukcyjny

Nowoczesny rynek urządzeń grzewczych to duży wybór różnych modeli nagrzewnic indukcyjnych zarówno do użytku domowego, jak i przemysłowego. Pomimo tego, że dziś taki sprzęt nie osiągnął poziomu powszechnego zastosowania w systemach grzewczych, jego koszt jest wysoki. Cena za kotły domowe zacznij od 25 000 rubli, a dla przemysłowych - od 100 000 rubli.

Aby zaoszczędzić pieniądze, zrób nagrzewnica indukcyjna może być ręce. Nawet niespecjalista może wykonać taką pracę.

Urządzenie z falownikiem spawalniczym i rurami z tworzywa sztucznego

Wszystkie materiały i komponenty używane do montażu są dostępne i często pod ręką. Co jest do tego potrzebne:

• walcówka lub drut ze stali nierdzewnej (średnica do 0,7 cm);
• kabel miedziany;
• metalowa siatka;
• fragment plastikowej rury o grubych ściankach na korpus grzałki (średnica wewnętrzna 5 cm);
• spawarka;
• adaptery do montażu kotła do instalacji grzewczej;
• narzędzia;
• pompa do obiegu wody.

drut ze stali nierdzewnej stal należy pociąć na kawałki o długości 0,5-0,7 cm, szczelnie wypełnić nimi plastikową rurkę i zamknąć ją z obu stron. Nie powinno mieć wolnego miejsca. W dolnej części tuby zamontowana jest metalowa siatka, która pozwala zatrzymać drobinki stali w środku.

Następnie powinieneś wykonać główny element grzewczy - cewkę indukcyjną. Rurka miedziana jest nawinięta na rurę z tworzywa sztucznego. drut. Konieczne jest wykonanie co najmniej 100 zgrabnych zakrętów w tej samej odległości od siebie. Następnie cewka indukcyjna jest podłączona do indywidualnego systemu grzewczego. Kocioł jest zainstalowany w dowolnej części rurociągu.Aby pompować wodę, musisz zbudować pompę.

Domowe urządzenie jest połączone z zewnętrznym uzwojeniem miedzianym do falownika. Obowiązkowe prace elektroizolacyjne i termoizolacyjne, bojler. Wszystkie otwarte przestrzenie pokryte są specjalnym materiałem. Do izolacji używana jest wełna bazaltowa. Jest to konieczne, aby ogrzać rurę bez utraty energii cieplnej do powietrza.

Urządzenie z transformatorem

Ta opcja jest łatwiejsza w montażu niż poprzednia. Czego potrzebujesz, aby zrobić własne ręce:

• transformator trójfazowy z możliwością montażu;
• spawarka;
• uzwojenie miedziane.

Konieczne jest włożenie rur jedna w drugą, spawanie. Przekrój powinien przypominać kształt pączka. Wykonuje jednocześnie dwa zadania - element grzejny i przewodnik. Następnie obudowa grzałki jest owinięta drutem miedzianym i podłączona do transformatora. Aby zapobiec utracie ciepła podczas pracy, na kotle można zabudować obudowę ochronną.

Ogrzewanie indukcyjne jest dobrą alternatywą dla standardowych systemów grzewczych. Jego sprawność to około 97% sprawności. Takie systemy są ekonomiczne, działają na dowolnym płynie, działają cicho, nie emitują szkodliwych substancji.

Jeśli przestrzegane są zasady montażu, kotły są bezpieczne w eksploatacji. Są trwałe. Ale jeśli jakiś element stanie się bezużyteczny, jego wymiana nie będzie trudna. Wszystkie materiały są łatwo wymienialne i dostępne.