Cazanul de inducție este cea mai bună sursă de căldură electrică pentru sistemele de încălzire

Conținutul articolului

• Istoric cazan de inducție
• Dispozitiv și principiu de funcționare
• Caracteristici ale cazanului de inducție
• Cum se instalează un cazan de inducție
• Cum să alegeți un cazan de inducție

În acest articol: Istoricul creării cazanelor de inducție; principiul funcționării și dispozitivul cazanului; argumente pro și contra cazanelor de inducție; modul de instalare a unui cazan într-un sistem de încălzire închis; selectarea unui cazan de inducție.

Combustibilii organici, cum ar fi lemnul, cărbunele, produsele petroliere și gazele naturale, constituie grupul principal de transportori de energie pe pământ, folosiți pentru încălzirea caselor și apartamentelor noastre. Cu toate acestea, oricare dintre soiurile sale are două neajunsuri serioase, iar cel de-al doilea este deosebit de critic la nivelul gospodăriei – odată ce nu va exista combustibil organic, din cauza producției complete, este extrem de dificil să îl obțineți în anumite regiuni ale CSI, din orice motiv. Și într-o situație atât de disperată, proprietarii de case apelează la încălzirea cazanelor electrice, iar alegerea lor se află între cazane cu elemente de încălzire și cazane cu încălzitoare electrice termice – adică. nu există nicio alegere ca atare. Există însă și cazane de inducție electrică, iar caracteristicile lor operaționale sunt destul de ridicate …

Istoric cazan de inducție

Din aproximativ 1822 până în 1831, genialul om de știință și cercetător englez Michael Faraday a efectuat o serie de experimente cu scopul de a converti magnetismul în electricitate. Și abia la sfârșitul lunii august 1831, un alt experiment Faraday a dat rezultatul că omul de știință spera – după ce a primit un curent electric într-o bobină de sârmă primară înfășurată pe un miez rotund de fier, a descoperit inducția electromagnetică.

Descoperirea lui Michael Faraday a fost folosită inițial în transformatoare, generatoare și motoare, dar a devenit într-adevăr la cerere abia 70 de ani mai târziu – de la începutul secolului XX, ritmul dezvoltării industriale a necesitat noi metode de topire a metalelor într-un atelier. Și prima topitorie cu inducție a fost deschisă în 1927 în Sheffield, Anglia.

În anii 80 ai secolului XX, au fost create cazane de inducție, care au fost utilizate pentru încălzirea în întreprinderile industriale, inclusiv în URSS: primul tip consumat curent cu o frecvență de 50 Hz, al doilea – cu o frecvență de 1 kHz și mai mare. Dimensiunile și greutatea cazanelor industriale cu inducție sunt destul de impresionante, lichidul de răcire din ele circulă printr-o înfășurare secundară a țevilor așezate deasupra unui miez de metal cu o înfășurare primară. Modele seriale de cazane de inducție destinate sistemelor de încălzire casnică și care diferă de analogii industriale cu dimensiuni și greutate mult mai mici, au apărut în Rusia în anii 90 ai secolului trecut..

Trebuie menționat că fizicianul-inventator Nikolo Tesla nu are nicio legătură directă cu cazanul de inducție – cu excepția, poate, prin descoperirea curentului electric alternativ.

Dispozitiv și principiu de funcționare

Corpul unui cazan de inducție este multistrat – un miez cu perete dublu, apoi un strat de izolare electrică și termică, apoi un corp exterior (exterior). Spre deosebire de cazanele cu inducție industrială cu o înfășurare cilindrică, cazanele casnice folosesc o înfășurare toroidă de sârmă de cupru realizată între două conducte de oțel ferromagnetic sudate între ele cu un perete mai mare de 10 mm, diametrul interior este mai mic decât diametrul exterior. Drept urmare, greutatea mai mică, eficiența mai mare și dimensiunile mici ale centralei sunt obținute în comparație cu analogii industriali. Tubul interior cu înfășurare toroidă acționează ca un miez (circuit magnetic), tubul interior este un element de încălzire pentru lichidul de răcire.

Lichidul de răcire, apă sau antigel intră în cazan printr-o conductă de intrare sudată prin ambele conducte metalice. Datorită zonei interne mari a tubului-schimbătorului de căldură, purtătorul de căldură primește aproximativ 98% din energia termică generată de cazanul de inducție și într-un timp mai scurt decât încălzirea cu elemente de încălzire, datorită mai puțin inerției. Curentul de inducție generat de câmpul magnetic de înaltă frecvență de la înfășurarea exterioară la conducta interioară determină încălzirea mediului de încălzire, în timp ce vibrațiile pereților la frecvențe înalte împiedică acumularea scării pe pereții metalici. Stratul exterior de izolare electrică și termică oferă o protecție completă împotriva posibilelor scurgeri de curent electric și pierderi de căldură..

Un curent alternativ sub tensiune, a cărui frecvență este de aproximativ 20 kHz, este furnizat cazanului de la un convertor cu convertor semiconductor. Pe lângă invertor, pachetul cazanului invertor include un termostat electronic (un senzor de temperatură este încorporat în corpul cazanului) și întrerupătoare de circuit.

Încălzirea lichidului de răcire într-un cazan de inducție se datorează încălzirii miezului de oțel de curenții de plumb cauzate de câmpul electromagnetic generat de curentul de înaltă tensiune. Atunci când este conectată puterea cazanului, apare următorul – un curent de înaltă tensiune curge către înfășurarea toroidală primară a cazanului, câmpul electromagnetic rezultat apasă curenții rotunjiți pe suprafața exterioară a miezului de oțel, densitatea lor crește și conducta de miez se încălzește mai întâi din exterior, apoi complet. Căldura generată de cazan este absorbită de purtătorul de căldură care circulă prin ea și livrat dispozitivelor de încălzire. Încălzirea miezului unui cazan de inducție durează aproximativ 7 minute la o temperatură de funcționare de 75 ° C.

Caracteristici ale cazanului de inducție

Acest tip de cazane de încălzire prezintă o serie de avantaje față de elementele de încălzire tradiționale, dar prezintă și dezavantaje, inclusiv cele specifice numai pentru astfel de cazane. Să aruncăm o privire mai atentă asupra avantajelor și contra contra cazanelor de inducție, începând cu caracteristicile pozitive:

• absența completă a oricăror elemente de încălzire, precum și a elementelor mobile și puternic încărcate care sunt supuse uzurii în timpul funcționării și necesită înlocuirea periodică;
• capacitatea de a opera de la o rețea de curent de joasă tensiune și curent continuu, ceea ce este de obicei inacceptabil pentru alte tipuri de cazane electrice;
• structura cazanului nu conține conexiuni detașabile, adică probabilitatea scurgerii este complet exclusă;
• încălzire semnificativ mai rapidă până la temperatura de funcționare, comparativ cu orice alte tipuri de cazane electrice de încălzire;
• protecție împotriva formării scării *;
• incendiu ridicat (clasa II) și siguranță electrică, deoarece elementul de încălzire (miezul) nu este conectat electric la inductor (înfășurarea primară) direct, iar diferența de temperatură dintre miez și lichid de răcire nu depășește 30 ° С;
• proiectarea cazanului nu necesită instalarea unui coș de fum;
• nu este necesară instalarea cazanului de inducție într-o încăpere separată;
• Ca orice încălzitor electric, eficiența unui astfel de cazan este aproape de 100%. Apropo, această valoare nu se modifică de-a lungul anilor de funcționare, spre deosebire de cazanele cu elemente de încălzire și electrod;
• durata medie de serviciu este de 25 de ani și mai mult (în funcție de grosimea țevilor metalice care formează miezul cazanului) și nu este necesară nicio lucrare de întreținere cu acest echipament;
• vă permite să folosiți aproape orice lichid de răcire în sistemul de încălzire (apă, antigel, ulei etc.) și fără o pregătire preliminară;
• înlocuirea lichidului de răcire uzat în sistemul de încălzire se efectuează o dată la 10 ani;
• operațiune absolută de zgomot;
• inerție scăzută, care economisește energie datorită controlului eficient al funcționării cazanului cu ajutorul automatizării electronice **. Trebuie menționat că inerția cazanelor de inducție este mai mică decât cea a elementelor de încălzire, dar mai mare decât cea a cazanelor cu electrozi;
• instalarea cazanelor nu necesită implicarea unor specialiști cu înaltă calificare;
• este permis să se utilizeze pentru orice sistem de încălzire închis, inclusiv pentru „pardoseală caldă” și pentru încălzirea la bază – pragul minim de temperatură pentru încălzirea lichidului de răcire este de 35 ° С.

* – depunerile la scară pe suprafețele interioare ale conductei de miez nu se formează datorită diferenței mici de temperatură dintre încălzitor și lichid de răcire, care nu depășește 30 ° C, precum și datorită vibrațiilor de înaltă frecvență cauzate de curenții eddy care resping ionii de sare din pereții interiori ai conductei..

** – controlul electronic al cazanului de inducție asigură un consum mai mic de energie prin menținerea temperaturii la un nivel strict specificat, adică. când crește, alimentarea cu energie electrică a centralei este imediat oprită și reluată numai atunci când temperatura scade sub temperatura specificată de utilizator.

Trebuie menționat că presiunea maximă admisă într-un sistem de încălzire cu încălzirea lichidului de răcire dintr-un cazan de inducție nu trebuie să depășească 0,3 MPa.

Contra de cazane de inducție:

• dimensiuni și greutate semnificative. De exemplu, un cazan monofazat de 2,5 kW, cu o înălțime de 450 mm și un diametru de 121 mm, cântărește 23 kg;
• cost ridicat – de la 30.000 de ruble. și mai mare. În parte, prețul cazanelor de inducție se datorează prezenței unui dispozitiv de pornire a invertorului în sistemul de control, care în sine nu este ieftin;
• instalarea numai în sisteme de încălzire închise;
• în timpul funcționării, în funcție de puterea cazanului, interferențele sunt generate în intervalele radio cu undă lungă, undă medie și VHF la o distanță de câțiva metri față de locația sa, care nu pot fi ecranizate complet. Cu toate acestea, acest lucru nu are efect asupra corpului uman, doar animalele domestice (câini, pisici) sunt capabile să le simtă..

Cum se instalează un cazan de inducție

Instalarea unor astfel de cazane este permisă numai într-un sistem de încălzire închis echipat cu o pompă cu circulație forțată și un rezervor de expansiune expansomat. Cazanul de inducție este poziționat strict vertical, conducta de retur a circuitului de încălzire este conectată la conducta de intrare (în funcție de model, amplasată în partea inferioară sau laterală, în partea inferioară a corpului), iar conducta de alimentare este conectată la conducta de ieșire (situată în partea superioară a corpului sau de sus). Cazanul de inducție este fixat pe perete cu elemente de fixare care pot susține propria greutate și greutatea mediului de încălzire care umple centrala în timpul funcționării. Distanța dintre corpul cazanului și orice obiect din apropiere, pereți, tavan și podea trebuie să fie de cel puțin 300 mm pe laturile sale, cel puțin 800 mm – de jos și de sus.

În timpul lucrărilor de instalare, cazanul de inducție trebuie să fie împământat. Nu este necesară fixarea cu conducte metalice, puteți conecta țevile metal-plastic ale circuitului direct la duzele cazanului. Un grup de siguranță este încorporat în secțiunea conductei situată nu departe de conducta de ieșire a cazanului – un manometru, o aerisire automată și o supapă explozivă. Ventilele de închidere pot fi instalate în circuitul de încălzire după punctele de amplasare a grupului de siguranță, rezervorul de expansiune poate fi instalat în secțiunea de retur. După punctul în care este amplasat expansomatul și înainte de introducerea conductei de retur în cazanul de inducție, un filtru de decantare, un filtru cu plasă grosieră, o pompă de circulație și un senzor de flux sunt integrate secvențial în circuit (vă permite să controlați fluxul lichidului de răcire de-a lungul circuitului de retur, curgerea acestuia în cazan). Sistemul de control al unui cazan de inducție este instalat în conformitate cu regulile PUE și este conectat la cazan conform diagramelor date în pașaportul său tehnic.

Cum să alegeți un cazan de inducție

Pe piața rusă, există în principal cazane de inducție monofazate și trifazate ale doi producători autohtoni – LLC „Alternative Energy” (marca „VIN”) și CJSC „NPK” INERA „(marca” SAV „), cu o capacitate de 2,5 până la 7 kW ( monofazat) și de la 7 la 60 kW (trifazat).

Pe lângă elementele obligatorii, care sunt echipate cu un sistem de încălzire cu un cazan de inducție și pentru a facilita controlul acestuia, este permisă completarea cu o unitate de programare electronică pentru modurile de funcționare a cazanului timp de o săptămână sau cu un programator care vă permite să controlați funcționarea sistemului de încălzire de la distanță printr-un canal GSM.

Având în vedere că puterea cazanelor de inducție nu scade pe parcursul anilor de funcționare, selecția modelului necesar se face la un raport de 60 W pe m² zona de încălzit. De exemplu, pentru spații cu o suprafață totală de 20 m² aveți nevoie de un cazan cu o capacitate de 3 kW. Pentru a calcula cu exactitate puterea necesară a cazanului în raport cu o clădire specifică, este necesar să se implice specialiști care vor evalua gradul de izolare a spațiilor în el..

Perioada de garanție pentru cazanele cu inducție este de 3 ani pentru cazanul în sine și un an pentru echipamentul electric al dulapului cu care este completat. Momentul definitoriu pe durata funcționării fără probleme a acestor cazane este grosimea miezului interior al țevilor din oțel – cu cât este mai gros peretele său, cu atât va putea rezista mai mult la procesele corozive. Grosimea optimă a peretelui conductei de miez este de 10 mm.

Comoditatea utilizării cazanelor cu inducție electrică constă și în capacitatea de a menține temperatura optimă în clădirile care sunt vizitate din când în când de către proprietari. În acest caz, nu va fi nevoie de un model deosebit de puternic, deoarece chiar și un cazan de 6 kW este capabil să mențină temperatura într-o casă cu o suprafață de, de exemplu, 120 m² la nivelul de 12-15 ° С. Și, de obicei, există un șemineu într-o căsuță de țară, prin topirea acesteia, puteți ridica ușor și rapid temperatura menținută de cazanul de inducție la un nivel confortabil, ceea ce ar fi imposibil într-o clădire neîncălzită.

Intrări similare:

1. Încălzire electrică accesibilă cu o pompă de căldură Electrolux Viking Locuitorii țărilor cu climă caldă nu se pot gândi cum să-și încălzească casa sau apartamentul. Nu poți spune asta despre Rusia! Mulți proprietari sunt preocupați de alegerea celei mai economice și...
2. Cazan de încălzire cu inducție diy Conținutul articolului Încălzitor de inducție a vortexului (VIN) Îmbunătățim schimbătorul de căldură Economie la consumul de energie electrică Măsuri de siguranță atunci când instalați un cazan de inducție și un circuit...
3. Încălzire în pardoseală lichid-electrică: sistem de încălzire combinat X-L PIPE Conținutul articolului Avantajele și problemele tehnologiilor tradiționale Conținutul energetic al fundului de apă Încălzire rapidă și podea electrică ieftină Ușor de instalat TP în infraroșu (IR) X-L PIPE – rezolvarea problemelor...
4. Încălzire electrică cu efect de seră – selectarea sistemului optim de încălzire Conținutul articolului Încălzitor de aer electric Beneficii dezavantaje Încălzitoare de plafon cu infraroșu Beneficii dezavantaje Încălzirea electrică a solului Montarea firelor de încălzire Sfaturi de izolare în seră În acest articol:...

Citește mai mult  Sisteme de filtrare a apei pentru o casă privată