Inducție cazan de încălzire face-te-yourself: baza teoretică

Sistemul de incalzire a incalzirii cu incalzire are avantaje reale? Cât de economic este în comparație cu elementele de încălzire? Cum funcționează un cazan de inducție? Este posibil să-l asamblați singur? Să încercăm să răspundem la aceste întrebări.

Ce este

Esența fenomenului de inducție electromagnetică, descoperită de Michael Faraday în 1831, este că un curent electric este excitat într-un conductor plasat într-un câmp magnetic. Efectul, în special, a constituit baza principiului de funcționare al oricărui transformator modern.

Dacă două înfășurări izolate sunt înfășurate pe un miez feromagnetic și se aplică la unul dintre ele, să zicem, 220 volți, atunci al doilea va provoca o tensiune legată de acest 220 de volți, la fel cum numărul de rotații ale înfășurării secundare se referă la numărul de rotații ale primarului.

De la înfășurările transformatorului puteți să îndepărtați tensiunea cu caracteristicile necesare și să o utilizați pentru a acționa motorul electric sau electronice. Dar dacă puneți un feromagnet care nu este conectat la nimic în bobina generatoare de lichid?

Evident, EMF care rezultă (forța electromotoare) este complet transformată în energia cinetică a mișcării moleculelor sale. Pur și simplu pune - în căldură.

Referință: așa funcționează mașinile de gătit cu inducție și cuptoarele de topire în fabricile de oțel.

Haideți. Ce se întâmplă dacă puneți un miez feromagnetic într-un curent de apă care se mișcă într-o buclă închisă? Evident, apa îl va răci și se va încălzi.

Astfel, la ieșire primim un cazan electric finit pentru încălzirea dacha.

Trebuie rezolvată doar câteva probleme tehnice:

• Alegeți un miez de materiale necorozive.
• Izolați-l din bobină, asigurând în același timp integritatea structurii.
• Asigurați-vă ca bobina însăși să nu se supraîncălzească când curenții mari trec prin ea.

Avantajele circuitului de inducție

Ca regulă, prețul cazanelor de inducție fabricate din fabrică este, în medie, mult mai ridicat decât cel al analogilor TEN și începe de la 20-25 mii de ruble cu puterea de 4 kilowați a dispozitivului.

Pentru a nu fi neîntemeiată, prezentăm parametrii mai multor dispozitive prezente pe piața rusă.

Ca o justificare a costurilor mai mari, producătorii și vânzătorii citează două argumente:

1. Inducția cazanului este mai durabilă comparativ cu analogul Tenov.
2. Oferă economii semnificative (până la 40-50%) de energie electrică, ceea ce va permite ca cheltuielile să fie plătite rapid.

Să încercăm să evaluăm veridicitatea celor două afirmații.

durabilitate

Afirmația că designul de inducție este în mod excepțional tolerant la greșeli și durabil este adevărul absolut.

Motivele?

• Nu există părți în mișcare în cazan. Dacă da, nu există uzură mecanică a structurii.
• Este lipsită de principala problemă a elementelor de încălzire - călcarea elementelor de încălzire. Scara de var scade treptat încălzirea tubulară și provoacă supraîncălzirea.

Este curios: când este excitat în miezul unui inductor de curenți turbionari, vibrează subtil, ceea ce contribuie la auto-curățarea suprafeței.

economie

Să ne amintim de elementele de bază ale fizicii.

• Din punctul de vedere al lui Sir Isaac Newton, energia nu merge nicăieri și nu este luată de nicăieri. Mișcarea perpetuă nu este posibilă; pentru a încălzi un volum fix de aer la 10 grade, trebuie să cheltuiți o cantitate strict definită de energie termică, indiferent de designul încălzitorului.

• Pentru orice transformare a energiei de orice tip, în cele din urmă fie efectuează o muncă fizică (adică, deplasează un obiect cu o masă diferită de zero față de vectorul gravitațional), fie se utilizează pentru a încălzi mediul.

Subliniem: Eficiența oricărui dispozitiv electric de încălzire directă este de 100%.

Toată energia electrică consumată este complet convertită la căldură; 1 kW puterea electrică poate fi obținută 1 kW de căldură.

Astfel, singurul lucru care ar putea explica teoretic presupusa eficiență superioară a cazanului de inducție este disiparea mai redusă a căldurii în mediu.

Acest argument nu are apă:

1. La instalarea cazanului într-o încăpere încălzită, căldura care nu este absorbită de lichidul de răcire este încă consumată pentru încălzire.

1. La 50% mai puțină pierdere de căldură cu izolație comparabilă sau mai slabă a corpului cazanului, pentru a spune ușor, este îndoielnic.

Concluziile sunt evidente:

• Valoarea de piață a dispozitivelor de inducție este greșit ridicată.
• Economia lor - după cum spunea unul dintre eroii Bulgakov - este un caz tipic al așa-numitelor minciuni. Puterea electrică a dispozitivului este selectată pe baza standardului de 40 wați pe metru cub de cameră încălzită. Încercarea de a încălzi o casă cu o lungime de 200 metri cu un dispozitiv de 4 kilowați va conduce numai la realizarea recentă a cumpărătorului că era prea naiv.

Mâinile nebunești

În ciuda grămadă de dezinformare, circuitul de inducție în sine este mai mult decât dreptul la viață. Valoarea umflată a pieței duce destul de natural la ideea de a face cazanele de încălzire prin inducție cu mâinile tale. Cum se face acest lucru?

carcasă

Ar trebui să fie:

• Dielectrică.
• Destul de puternic.
• Permiterea conectării ermetice la circuitul de încălzire.

Soluția cea mai simplă și cea mai evidentă este o țeavă de polipropilenă cu un diametru de 40 milimetri. În mod ideal, cu armare cu fibre, care va avea un efect foarte pozitiv asupra proprietăților de rezistență ale corpului.

bobinaj

Pentru a izola încălzirea bobinei de inductanță de la polipropilena termoplastică atunci când este alimentată cu energie, este de dorit să lipiți mai multe benzi de textolit peste carcasă. Ce să lipiți? Soluția cea mai simplă și cea mai evidentă este un material de etanșare siliconică: are aderență acceptabilă la materialele plastice și tolerează căldură moderată.

Un punct important: este mai bine să luați etanșanți de la producători renumiți (Ceresit, Moment, etc.). Materialele de etanșare ieftine diferă de acestea în primul rând prin aderența mult mai slabă la suprafețele problematice, care, desigur, include peretele neted al țevii de polipropilenă.

Bobina însăși este înfășurată cu sârmă de cupru emailată cu un diametru de aproximativ 1,5 milimetri (secțiunea transversală de 2,25 mm2). Lungimea totală a înfășurării ar trebui să fie de 10-15 metri. Bobinele sunt cel mai bine aplicate cu un mic decalaj constant.

miez

Ce ar trebui să fie?

• Conductive. Curenții curenți nu vor fi indus în dielectric.
• Feromagnetic. Diamagneticul nu va interacționa cu câmpul electromagnetic.
• Oțel inoxidabil. Coroziunea într-un circuit închis de încălzire este evident inutilă.

Iată câteva soluții posibile.

• Screw screw, care se fixează bine în tub. Deplasându-se de-a lungul canalelor, apa va lua căldură maximă.
• Sârmă inoxidabilă tăiată. Nu este foarte convenabil deoarece boilerul improvizat va trebui să fie limitat pe ambele părți de o rețea metalică.
• Arghii s-au rostogolit din sârma de nicrom, introduse bine în țeavă.
• În cele din urmă, cea mai simplă instrucțiune: în același mod, pot fi plasate și țevi de metal (inox) în țeavă.

Dupa ce miezul a luat locul, cazanul este livrat pe ambele fete cu adaptoare din polipropilena cu un diametru de 40 mm la firele DU20 sau DU25. Ele nu vor permite ca miezul să cadă și să permită montarea cazanului în orice circuit, lăsând conexiunile pliabile.

Convertor de putere

Ce se întâmplă dacă pur și simplu conectați rana inductorului la noi?

Să facem un calcul simplu.

• Rezistența conductorului de cupru la + 20 ° C este de 0,175 Ω * mm2 / m.
• Cu o secțiune transversală de 2,25 mm și o lungime de 10 metri, rezistența totală a bobinei va fi egală cu 0,175 / 2,25 * 10 = 0,7 Ohm.
• Prin urmare, atunci când se aplică la un conductor de 220 volți, un curent de 220 / 0,7 = 314 A va curge prin el.

Pentru comparație: la calcularea cablurilor pentru cupru, secțiunea transversală este selectată la o rată de 10 A / mm2.

Rezultatul este puțin previzibil: atunci când curentul este furnizat de peste 10 ori mai mare decât cel calculat, conductorul nostru se va topi pur și simplu.

Soluția evidentă este reducerea tensiunii de alimentare. Convertorul trebuie să fie suficient de puternic pentru a da cel puțin 2,5-3 kilowați.

Un invertor fin de o asemenea putere poate fi un invertor de sudură cu curent reglabil. Reglarea nu numai că economisește lichidul din cauza supraîncălzirii, ci vă ajută să reglați cu ușurință puterea efectivă a cazanului de încălzire. Cu o tensiune de ieșire a invertorului de 80 volți, puterea maximă sigură pentru temperatura de înfășurare va fi de aproximativ 2 kW.

cheltuieli

Dintre toate costurile semnificative, merită menționat un invertor de sudare (de la 6000 de ruble) și un fier de lipit pentru polipropilenă (de la 1000 de ruble). Încă un maxim de 1000 se va potrivi tuturor celorlalte achiziții.

concluzie

Sperăm că recomandările noastre vor fi utile cititorului. În videoclipul atașat la articol puteți găsi informații suplimentare despre producerea independentă a unui cazan de inducție. Mult noroc!