Indukčný vykurovací kotol do teba: teoretický základ a

Má schéma indukčného ohrevu tepla nejaké skutočné výhody? Aké ekonomické je v porovnaní s vykurovacími prvkami? Ako funguje indukčný kotol? Je možné ho zostaviť sami? Pokúsme sa odpovedať na tieto otázky.

Čo je to?

Podstata fenoménu elektromagnetickej indukcie, ktorú objavil Michael Faraday v roku 1831, spočíva v tom, že elektrický prúd je excitovaný vo vedení umiestnenom v magnetickom poli. Výsledok bol hlavne základom princípu fungovania každého moderného transformátora.

Ak sú na feromagnetické jadro navinuté dva izolované vinutia a vzťahujú sa na jeden z nich, napríklad 220 voltov, potom druhý spôsobí napätie súvisiace s týmito 220 voltmi, rovnako ako počet závitov sekundárneho vinutia sa vzťahuje na počet závitov primárneho.

Z vinutia transformátora môžete odstrániť napätie s potrebnými charakteristikami a použiť ho na ovládanie elektrického motora alebo elektroniky. Ale čo keď vložíte feromagnet, ktorý nie je pripojený k ničomu v navíjacom vinutí?

Je zrejmé, že výsledný EMF (elektromotorická sila) sa úplne premení na kinetickú energiu pohybu svojich molekúl. Jednoducho povedané - v teple.

Odkaz: takto pracujú indukčné sporáky a taviace pece v oceliarňach.

Poďte. Čo ak vložíte feromagnetické jadro do prúdu vody pohybujúcej sa v uzavretom okruhu? Samozrejme, voda ju ochladí a ohrieva sama.

Takto máme na výstupe hotový elektrický kotol na vykurovanie dacha.

Jeden má len vyriešiť niekoľko technických problémov:

• Vyberte jadro nekorozívneho materiálu.
• Izolujte ho z cievky a zároveň zaistite celistvosť konštrukcie.
• Urobte tak, aby sa samotná cievka neprehriala, keď prechádzajú veľkými prúdmi.

Výhody indukčného obvodu

Spravidla je cena továrenských indukčných kotlov v priemere značne vyššia ako cena analógov TEN a začína od 20 do 25 tisíc rubľov s výkonom 4 kilowatty zariadenia.

Aby sme neboli neopodstatnení, predstavujeme parametre niekoľkých zariadení prítomných na ruskom trhu.

Ako odôvodnenie vyšších nákladov výrobcovia a predajcovia uvádzajú dva argumenty:

1. Indukčný kotol je odolnejší v porovnaní s tenovovým analógom.
2. Poskytuje významné (až 40-50%) úspory elektrickej energie, čo umožní rýchle splatenie výdavkov.

Pokúsme sa zhodnotiť pravdivosť oboch vyhlásení.

trvanlivosť

Tvrdia, že indukčný dizajn je mimoriadne tolerantný voči chybám a odolný je absolútna pravda.

Dôvody?

• V kotle nie sú žiadne pohyblivé časti. Ak áno, nie je mechanické opotrebenie konštrukcie.
• Neobsahuje hlavný problém vykurovacích prvkov - vápnenie vykurovacích telies. Vápenná stupnica postupne tepelne izoluje rúrkové ohrievače a spôsobuje ich prehriatie.

Je to zvedavé: keď je vzrušený v jadre induktora vírivých prúdov, vibruje jemne, čo prispieva k samočisteniu povrchu.

hospodárstvo

Spomeňme si základy fyziky.

• Z pohľadu sir Isaaca Newtona energia nikam nepríde a nie je nikam odvezená. Trvalý pohyb nie je možný; na ohrev fixného množstva vzduchu na 10 stupňov musíte stráviť prísne definované množstvo tepelnej energie bez ohľadu na dizajn ohrievača.

• Pre akúkoľvek transformáciu energie akéhokoľvek typu, nakoniec buď vykoná fyzickú prácu (to znamená, pohybuje objekt s nenulovou hmotnosťou proti gravitačnému vektoru), alebo sa používa na ohrev prostredia.

Zdôrazňujeme: Účinnosť akéhokoľvek elektrického zariadenia na priame vykurovanie je 100%.

Všetka spotrebovaná elektrická energia je úplne prevedená na teplo; 1 kW elektrickej energie možno získať 1 kW tepla.

Jediná vec, ktorá by mohla teoreticky vysvetliť údajne vyššiu účinnosť indukčného kotla, je menej rozptylu tepla v prostredí.

Tento argument nemá vodu:

1. Pri inštalácii kotla do vykurovanej miestnosti sa teplo, ktoré nie je absorbované chladiacou kvapalinou, stále spotrebuje na ohrev.

1. Pri 50% menších tepelných stratách so zrovnateľnou alebo horšou izoláciou telesa kotla vyzerá mierne, je to pochybné.

Závery sú zrejmé:

• Trhová hodnota indukčných zariadení je nesprávne vysoká.
• Ich hospodárstvo - ako jeden z hrdinov Bulgakov povedal, typický prípad tzv lži. Elektrická energia zariadenia sa vyberá na základe štandardných 40 wattov na kubický meter vykurovanej miestnosti. Pokúsiť sa ohriať 200-metrový dom s prístrojom s kapacitou 4 kilowattov povedie iba k tomu, že si nedávny nadobúdateľ uvedomil, že je príliš naivný.

Bláznivé ruky

Napriek hromadám dezinformácie je samotný indukčný okruh viac ako nárok na život. Nadmerná trhová hodnota pomerne prirodzene vedie k myšlienke, aby si indukčné vykurovacie kotly vlastnými rukami. Ako to urobiť?

bývanie

Malo by to byť:

• Dielektrikum.
• Dosť silné.
• Umožňuje hermeticky pripojiť ho k vykurovaciemu okruhu.

Najjednoduchším a najzrejmejším riešením je polypropylénová rúra s priemerom 40 milimetrov. V ideálnom prípade s vláknitou výstužou, ktorá bude mať veľmi pozitívny vplyv na pevnostné vlastnosti trupu.

navíjanie

Na izoláciu indukčnej cievky zahrievajúcej z termoplastického polypropylénu pri napájaní je žiaduce lepiť niekoľko textolitových prúžkov na puzdro. Čo lepiť? Najjednoduchším a najzrejmejším riešením je silikónový tmel: má prijateľnú priľnavosť k plastom a dobre znáša mierne teplo.

Dôležitý bod: je lepšie odobrať tesniace materiály známych výrobcov (Ceresit, Moment atď.). Lacné tesniace hmoty sa od nich v prvom rade líšia oveľa horšou priľnavosťou k problematickým povrchom, čo samozrejme zahŕňa hladkú stenu polypropylénovej rúry.

Samotná cievka je navinutá s medeným smaltovaným drôtom s priemerom približne 1,5 milimetra (prierez 2,25 mm2). Celková dĺžka vinutia by mala byť 10-15 metrov. Cievky sa najlepšie aplikujú s malou konštantnou medzerou.

jadro

Čo to má byť?

• Vodivá. Vírivé prúdy nebudú indukované v dielektriku.
• Feromagnetické. Diamagnetic nebude interagovať s elektromagnetickým poľom.
• Nerezová oceľ. Korózia v uzavretom vykurovacom okruhu je zrejme zbytočná.

Tu sú niektoré možné riešenia.

• Šnekový závitník, tesne zasunutý do rúrky. Pri pohybe pozdĺž drážok v ňom bude mať voda maximálne teplo.
• Nasekaný nerezový drôt. Nie je to veľmi výhodné, pretože improvizovaný kotol musí byť na oboch stranách obmedzený kovovou mriežkou.
• Ježci prevalcovaní z nichrómového drôtu, tesne vložený do rúrky.
• Nakoniec najjednoduchšia inštrukcia: rovnakým spôsobom môžu byť do potrubia umiestnené kovové (nerezové) utierky.

Po prevzatí jadra je kotol dodávaný na obidvoch stranách pomocou adaptérov z polypropylénu s priemerom 40 mm do závitov DU20 alebo DU25. Nedovolia, aby jadro vypadlo a aby bol kotol namontovaný v ľubovoľnom okruhu, takže zostavy zostali sklopné.

Prevodník výkonu

Čo sa stane, ak nás jednoducho spojíte s indukčnou ranou do zásuvky?

Urobme jednoduchý výpočet.

• Odolnosť medeného vodiča pri + 20 ° C je 0,175 Ω * mm2 / m.
• Pri priereze 2,25 mm a dĺžke 10 metrov sa celkový odpor cievky rovná 0,175 / 2,25 * 10 = 0,7 Ohm.
• Preto pri aplikácii na vodič s napätím 220 voltov pretečie prúd 220 / 0,7 = 314 A.

Pre porovnanie: Pri výpočte elektrického vedenia pre meď je prierez zvolený pri rýchlosti 10 A / mm2.

Výsledok je trochu predvídateľný: keď je prúd dodávaný viac ako 10 krát vyšší ako vypočítaný, náš vodič sa jednoducho roztopí.

Zrejmé riešenie je zníženie napájacieho napätia. Prevodník musí byť dostatočne výkonný, aby poskytol aspoň 2,5 - 3 kilowatty.

Dokončený invertor takého výkonu môže byť zvárací invertor s nastaviteľným prúdom. Nastavenie nielenže šetrí vinutie z prehriatia, ale umožňuje hladké nastavenie efektívneho výkonu vykurovacieho kotla. S výstupným napätím meniča 80 voltov bude maximálny bezpečný výkon pre teplotu navíjania približne 2 kW.

výdavky

Pri akýchkoľvek významných nákladoch stojí za zmienku napríklad zvárací invertor (z 6000 rubľov) a spájkovač na polypropylén (od 1000 rubľov). Stále maximálne 1000 bude vyhovovať všetkým ostatným nákupom.

záver

Dúfame, že naše odporúčania budú pre čitateľa užitočné. Vo videu pripojenom k ​​článku nájdete ďalšie informácie o nezávislej výrobe indukčného kotla. Veľa šťastia!