Индукционная котел для отопления: Индукционное отопление дома. Как Вам вешают лапшу. Отзыв эксперта

При выборе котла отопления владельцы частных домов часто останавливаются на электрических моделях. Это вызвано многими причинами:

• оборудование имеет небольшой вес и компактные размеры;
• простая установка и обслуживание;
• существует возможность подключить терморегулятор с gsm-управлением;
• доступная стоимость оборудования;
• электричество – единственный источник энергии.

Для многих особенно важен последний пункт – в дачных поселках и не мечтают о газификации, а в коттеджных поселках ждать подключения к голубому топливу приходится несколько лет и дорогое электрическое отопление рассматривают как временный вариант.

Действительно, в ряде случаев только за счет электроэнергии можно поддерживать в доме оптимальную температуру. Возникает вопрос – можно ли снизить расходы на электроэнергию при использовании теплового оборудования, работающего от электричества? Это возможно, если установить индукционный котел, эффективность работы которого выше, чем у оборудования, укомплектованного ТЭНами.

Особенности конструкции 

Котел индукционного типа использует вихревые токи Фуко для нагрева металлического корпуса и сердечника. Образуются они при прохождении тока через индукционную катушку, а вода нагревается при контакте с сердечником и корпусом. Таким образом, происходит двойной нагрев теплоносителя, что позволяет немного снизить расходы электроэнергии.

Выбор в пользу этого оборудования обусловлен следующими достоинствами:

• нет необходимости периодически менять ТЭНы;
• использовать можно любой теплоноситель;
• высокий уровень пожарной безопасности;
• высокий уровень защиты от электрического тока;
• минимальный уровень шума.

Индукционный котел можно смело оставлять в работающем состоянии, а установка gsm-термометра позволить осуществлять управление отоплением через телефон и контролировать состояние прибора из любой точки мира.

Конструкция индукционного котла отличается простотой, его вполне под силу собрать собственными руками. При этом стоимость оборудования можно уменьшить в 4-5 раз! Основой котла может быть сварочный инвертор мощностью до 15 А. Такое оборудование отличается плавной регулировкой тока. В качестве нагревательного элемента можно использовать куски стальной проволоки диаметром 7 мм и длиной 45 мм. В качестве корпуса используется часть трубопровода, например, пластиковая труба диаметром 50 мм. К нему подключают два патрубка на вход и выход, засыпают проволокой. Вокруг трубы наматывают 

Самодельные котлы используют для отопления дач, небольших частных домов. Они позволяют снизить затраты на тепловое оборудование и его обслуживание.

В коттеджах и на объектах коммерческой недвижимости лучше использовать заводское оборудование оптимальной мощности. Такие котлы имеют увеличенные габариты по сравнению с традиционными моделями с ТЭНами, но их размеры меньше, чем у техники, работающей на твердом топливе.

Индукционные котлы для отопления частного дома цены

Самые эффективные, долговечные и экономные! Именно такими качествами, по мнению продавцом, обладают индукционные котлы для отопления частного дома цены которых, к тому же, не сильно «кусаются». Самое время разобраться в том, действительно ли обладают эти котлы перечисленными качествами и на какой глубине спрятались подводные камни.

Для заказа установки индукционного котла для отопления частного дома — позвоните по телефону +7 495 205-205-2

Индукционное отопление цена

Для того, чтобы увеличить температуру теплоносителя, необходимо передать тепло от энергоносителя непосредственно воде в трубах. В обычных электрических котлах за выполнение этой задачи отвечаю ТЭНы, но есть здесь один большой недостаток, который заключается в весьма большом потреблении электричества. Что касается более современных технологий, то индукционное отопление цена которого привлекает своей доступностью, действует по другому принципу. Для того, чтобы произвести самостоятельный монтаж такой системы отопления, недостаточно будет просто купить все необходимое. Изначально нужно разобраться со спецификой работы такого отопления. Его функционирование осуществляется за счет электромагнитного индуктора.

Конструкция имеет две обмотки, каждая из которых предназначена для выполнения своей функции:

• Первичная обмотка. Она отвечает за преобразование электричества в вихревой ток. Этот процесс можно назвать одним из первых шагов создания индукционного явления;
• Вторичная обмотка. Под воздействием электромагнитного пола, обмотка начинает нагреваться, в результате чего она передает полученную тепловую энергию непосредственно теплоносителю.

Индукционный котел отопления цена

По своей конструкции, индукционный котел отопления цена которого немного выше традиционных систем отопления, а точнее одна из его частей, очень сильно напоминает традиционный трансформатор.

По принципу работы первичной и вторичной обмотки работает и индукционная кухонная печь, только в последнем случае вторичный контур представлен в виде посуды, которая должна быть изготовлена из специального материала. Такие кухонные плиты считаются намного экономичней, так как у них отсутствует потеря тепла во время его передачи кастрюле, сковородке и другой посуде.

Для того, чтобы традиционный водонагреватель действительно превратился в отопительный котел, для этого потребуется оснастить его специальными устройствами, которые позволят регулировать температуру теплоносителя, а также удерживать ее на определенном уровне. Такую автоматику предлагают много производителей, которые занимаются производством индукционных котлов, но если заказать грамотного электрика, то он сможет самостоятельно создать такую схему.

Индукционный котел для отопления дома цена

На тематических форумах часто можно встретить подобные вопросы – насколько экономичен индукционный котел для отопления дома цена которого при этом выше, чем у более популярных систем отопления. Сразу хочется обозначить один момент, что отопление с помощью электричества — удовольствие не из дешевых. Конкурировать такое отопление с газовым, или даже твердым топливом, оно просто не способно. Оптимальным вариантом здесь является установка теплоаккумулятора, а начинать протапливать дом только в ночное время суток, когда тарифы на электричество ниже, то есть являются льготными.

Производители таких котлов уверяют, что их КПД составляет 100%, что является просто фантастическим показателем. И как бы не странно это звучало – это правда! Но здесь стоит обозначить момент, что таким же КПД обладают все электрические нагревательные приборы, независимо от их вида. Электрическая мощь просто превращается в тепловую. Также стоит отметить, что не вся превращенная энергия передается к теплоносителю. Определенная ее часть рассеивается по помещению, где расположен котел. По большому счету, в этом ничего страшного, ведь в котельной тоже обеспечивается комфортная обстановка. Но вот в обычных электрических котлах энергия используется намного плотнее.

Электрокотлы для отопления индукционные цена

А теперь стоит разобраться с вопросом, действительно ли эффективные электрокотлы для отопления индукционные цена которых выше газовых и традиционных электрических систем отопления, как об этом твердят производители и продавцы. Опираясь лишь на отзывы покупателей, сделать однозначный вывод довольно сложно. Одни потребители жалуются на то, что такой котел потребляет много энергии, и что целесообразней было бы недорого купить традиционные системы отопления. Что касается самодельных моделей индукционных котлов, то они могут быть и вовсе опасны в эксплуатации.

Электрокотел индукционный для отопления цена

Независимо от того, будет покупаться электрокотел индукционный для отопления цена у производителя, или он будет сделан своими руками, изначально необходимо обозначить все преимущества и недостатки такой системы отопления. Начнем с достоинств:

• Котел способен быстро обеспечить увеличение температуры теплоносителя до запрограммированного уровня. В отличие от аналогов, для нагрева оды здесь не требуются особые изоляционные материалы. Простыми словами, тепловая энергия передается напрямую к теплоносителю;
• Довольно большой эксплуатационный период изделия. Объясняется это тем, что в конструкции такой системы отопления отсутствуют движущие части, а также используются материалы высокого качества;
• Конструкция обладает компактными размерами;
• На внутренних стенках не происходит образование накипи. Достигается это за счет вибрации стержня во время его работы. Несмотря на это, при работе котла практические отсутствует любой шум.

Электрокотел индукционный для отопления дома цена

Наряду со всеми преимуществами, необходимо учитывать и некоторые отрицательные моменты, которыми обладает электрокотел индукционный для отопления дома цена которого зависит и от производителя:

• Большая стоимость изделия от производителя. Действительно качественные индукционные котлы изготавливаются только с лучших и современных материалов. Разумеется, что это положительным образом влияет на качество изделия, но цена от этого только растет. Многие выбирают самостоятельную сборку такой конструкции, но в любом случае она значительно будет уступать заводским моделям не только по качеству, но и эксплуатационным характеристикам;
• Для того чтобы установить такой котел, мощность которого будет больше 7 кВт, то потребуется поменять 220 в электросеть на 380 в. Если этого не сделать, то доступная нагрузка просто не позволит системе работать в необходимом режиме;
• Если во время индукционного котла отсутствует теплоноситель, то система перегреется и выйдет из строя. Именно поэтому, такие котлы обязательно должны иметь датчики давления, которые напрямую связаны с автоматикой. Как только давление упадет, автоматика сразу отключат систему.

Почему клиенты выбирают нас

8 реальных преимуществ нашей компании

Бережно относимся

к имуществу заказчика

Скидки до 10%

на оборудование

Сертификаты

сдачи работ

3 недели

срок монтажа

9 бригад

с опытом работы 12 лет

Гарантия 10 лет

по договору

Бесплатно разработаем

смету и проект

3 варианта расчета

с подробной сметой

Экспресс расчет стоимости отопления частного дома

Электрокотел индукционный для отопления частного дома цена

Также производитель говорит о том, что электрокотел индукционный для отопления частного дома цена которого порой далеко не маленькая, способен прослужить намного дольше, чем любая другая известная система отопления. Продавцы таких котлов уверяют, что средний срок их службы составляет не менее 25 лет. И этому действительно есть объяснение. Конструкция отличается отсутствием движущихся частей, а поэтому механический износ в данном случае отсутствует. Даже если самостоятельно сделать катушку и выполнить медную обмотку, то это сможет прослужить многие десятилетия. Разумеется, что сердечник теплоносителя будет активно подвергаться воздействию воды, что приведет к коррозии, но если он будет изготовлен из действительно качественной стали, то сможет прослужить тоже довольно долго.

Для того чтобы обеспечить большой срок службы такого котла, его нужно эксплуатировать в рекомендованном температурном режиме. За это будет отвечать автоматика. Здесь можно сделать неоднозначный вывод, что индукционные котлы смогут прослужить довольно долго, что будет хорошо заметно на фоне других систем отопления, а что касается энергопотребления, то здесь все зависит от качества производства котла, а также материал, из которых он сделан. Производством и установкой таких водонагревателей в нашей стране начали заниматься совсем недавно, поэтому говорить о долговременной статистике не приходится.

Традиционные электрические котлы не способны обеспечить такой уровень надежности. Как показывает практика, при активной эксплуатации ТЭН, такой котел сможет прослужить максимум до 15 лет. К тому же следует учитывать дополнительные расходы на их обслуживание и ремонт.

Индукционные электрокотлы для отопления частного дома цена

Если было решено все сделать своими руками, то индукционные электрокотлы для отопления частного дома цена которых в данном случае будет меньше заводского аналога, то изначально необходимо изготовить корпус. Внутренним стержнем в основном является стальная труба, которая обматывается медной проволокой.

Для того чтобы уменьшить уровень тепловых потерь, то наружные стенки можно утепляются базальтовой ватой. Это позволяет устанавливать котел и в хозяйственных помещениях, где холоднее, чем в доме. После того, как был произведен монтаж внутреннего контура, необходимо выполнить следующее:

• В конструкции необходимо сделать специальные отверстия, через которые выводятся контактные провода;
• Все кабеля нужно тщательно заизолировать;
• Котел необходимо подключить к системе управления. В этих целях лучше использовать заводскую деталь, так как в ней сразу предусмотрены регулирующие и все защитные элементы.

Инверторное отопление цена

Прежде, чем пустить в действие инверторное отопление цена которого в данном случае будет меньше заводской продукции, необходимо убедиться в надежной герметичности конструкции. В таком случае, один из патрубков герметизируется, а второй используется для подачи воды через насос. После того, как внутреннее пространство заполнилось водой, давление необходимо подогнать до максимально расчетного. В основном оно варьируется в пределах 15-20 атмосфер.

Специалисты на самом деле не рекомендуют заниматься самостоятельным производством индукционных электрических котлов. Часто эффективность такой самодельной системы не оправдывает вложенные в нее средства. Исключением в данном случае могут стать те конструкции, которые отличаются компактным размером, и применяются в частности для обеспечения горячей водой.

Не рекомендуется изготавливать котлы по той причине, то если очень много технологических норм, которых нужно придерживаться в обязательном порядке. Очень часто неквалифицированные специалисты делают неправильную обмотку. Это приводит к короткому замыканию, и как результат, вышедшему из строя устройства. Именно поэтому такие котлы должны обязательно комплектоваться УЗО.

Инверторные котлы отопления цена

Учитывая тот факт, что инверторные котлы отопления цена и характеристики которых отличаются от традиционных, они требуют и особых условий эксплуатации. Обязательно нужно знать, что монтаж такого оборудования разрешается только в закрытых системах теплоснабжения. Для того, чтобы увеличить скорость теплоносителя, может использоваться насос.

Для того чтобы не возникало никаких проблем, касательно безопасности использования такого оборудования, необходимо произвести расчеты мощности всех используемых в доме электрических приборов, а к полученному результату прибавить 20%. Характеристики используемого кабеля не должны быть меньше полученной цифры с запасом.

Индукционный электрический котел отопления цена

Для того чтобы индукционный электрический котел отопления цена, который был сделан своими руками, отличался хорошим уровнем эффективности и безопасности, необходимо установить следующие элементы системы:

• Расширительный бак. Его используют для компенсации давления, когда оно увеличивается в результате перегрева теплоносителя. Стоит помнить, что температура внутри такого котла может достигать 110 градусов;
• Датчики температуры и давления. Их стоит подключить к центральному блоку управления;
• Насос. Устанавливать его можно по желанию, но большинство пользователей склоняются к его обязательному использованию. Он позволяет увеличить скорость движения теплоносителя. Очень часто, теплового расширения воды становится недостаточно для того, чтобы обеспечить необходимую скорость циркуляции теплоносителя;
• Водной спускной клапан и воздухоотводчик.

Индукционный котел отопления цена купить

Помимо сопутствующих вопросов, касательно данной системы отопления, на форумах можно увидеть много вопросов, касательно того, стоит ли индукционный котел отопления цена купить или лучше выбрать традиционные варианты? Сделать однозначное решение в данном случае довольно сложно. Невероятная экономичность такого котла больше считается мифом, нежели реальностью, но здесь все зависит от того, был куплен котел у производителя, или же сделан сам. Что касается надежности, то это рекламные лозунги в данном случае полностью оправдались. Бесшумность работы котла иногда может перебиваться работой насоса. Что касается компактности, то здесь тоже довольно спорный момент.

Во всем остальном, индукционные котлы мало чем отличаются от традиционных. Но есть и довольно существенный недостаток их – это высокая цена. Тэнтовый котел от производителя можно сразу устанавливать и запускать в работу. Этого нельзя сказать о индукционном нагревателе, монтаж которого требует приобретения дополнительного оборудования.

Стоит отметить, что прежде, чем заниматься самостоятельным изготовлением такого котла, необходимо больше ознакомиться с фабричными предложениями. Первое преимущество заключается уже в большом выборе, касательно мощности устройства. Сегодня на рынке можно найти модели котлов, мощность которых варьируется в пределах от 3 до 80 кВт. Не стоит забывать, что для определенного помещения необходимо подбирать свой котел. Что касается самодельного устройства, то параметры здесь подбираются буквально методом «тыка». Что касается второго преимущества, то оно заключается в комплектации. Заводской котел сразу идет с блоком управления, который способен запрограммировать работу котла, а в случае нарушения его функционирования, быстро принять необходимые меры безопасности.

Техника безопасности

Есть несколько моментов, которые нужно знать владельцам не только самодельных индукционных котлов, но и заводских:

• Медная катушка не может иметь свободные неизолированные участки. В противном случае, это приведет к короткому замыканию, и как результат, к выходу из строя всей конструкции;
• Индукционные обогреватели необходимо эксплуатировать с насосом. Их использование является не обязательным условием, но желательным. Благодаря им, можно поддерживать температуру теплоносителя на одном уровне;
• Система отопления в данном случае должна быть закрытого типа. В противном случае, есть риск, что теплоноситель просто уйдет из нее. Это спровоцирует перегрев проволоки, а также расплавление корпуса;
• Отопитель необходимо размещать от стены на расстоянии не ближе 30 сантиметров. Помимо этого, возле него запрещается хранить предметы, которые легко воспламеняются;
• Систему отопления необходимо в обязательном порядке оснастить манометром и механизмом отвода воздуха. Частой причиной разрушения корпуса системы являются воздушные пробки.

подтверждено лицензиями

Индукционный котел отопления | Индукционное отопление

Индукционный котел для отопления – это электронагревательное оборудование, предназначенное для теплоснабжения различных объектов, и использующее индуктивный способ нагрева теплообменного устройства. Об особенностях такой конструкции читайте далее.

►См. Индукционные котлы отопления в нашем каталоге

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ ИНДУКЦИОННОГО КОТЛА ОТОПЛЕНИЯ

Индукционный котел – это разновидность электрокотла, поскольку явление электромагнитной индукции предполагает наличие электричества, поэтому индукционный котел не может быть ни газовым, ни твердотопливным. Однако с другими типами электрокотлов (ТЭНовых и электродных) у индукционного котла не так уж много общего.

Индукционный котел (нагреватель) непременно состоит из двух систем: первая система – первичная обмотка, которая представляет собой катушку индуктивности из медного или (реже) алюминиевого провода и ферромагнитного сердечника; вторая система – вторичная обмотка, которая и является нагреваемым теплообменником.

Как же работает такая система?

При подключении котла к электросети в первичном контуре, вследствие движения тока по проводам катушки, возникает электромагнитное поле. Теплообменник, изготовленный из нержавеющей стали, который находится под воздействием этого магнитного поля, начинает нагреваться. Нагрев происходит за счет того, что электромагнитное поле возбуждает в металле вихревые токи, называемые также токами Фуко или просто индукционными токами.

Такой способ нагрева можно назвать косвенным, так как, в отличие от ТЭНов или электродов, в таком нагревателе нет непосредственного контакта токопроводящих частей и нагреваемой среды. Это является причиной того, что индукционный котел является самым безопасным среди всех типов электронагревателей по степени защиты от поражения электрическим током.

ПРЕИМУЩЕСТВА ИНДУКЦИОННОГО КОТЛА ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ

Вообще, индукционные нагреватели применяются не только для отопления. Более того, наиболее широкое распространение индукционные нагреватели получили в машиностроении и металлургии – именно там применяются индукторы, которые способны разогревать металлы до высоких температур. Однако, по большей части, там речь идет о высокочастотных нагревателях. Индукционные котлы для отопления хотя и работают на тех же принципы, однако остаются при этом вполне себе бытовыми приборами, поскольку питаются от электросети с промышленной частотой тока (50 Гц) без каких-либо преобразователей. Но и температуры, которые они могут обеспечить не превышают, обычно, 120-250 °С. Но такого диапазона за глаза хватит для задач теплоснабжения.

Индукционные электрокотлы имеют ряд достоинств и преимуществ:

• В конструкции отсутствуют нагревательные элементы сопротивления, что само по себе резко повышает надежность электрокотла и снижает затраты на его ремонт и эксплуатацию.
• Отсутствуют какие-либо разъемные элементы, что исключает возможность таких неисправностей, как течь.
• Оборудование практически абсолютно безопасно в пожарном отношении, поскольку теплообменник нагревается сильнее теплоносителя всего на 15-20 °С, и в системе водяного отопления не должен нагреваться свыше 100-120 °С.
• Индукционный котел обладает высокой электробезопасностью (II класс электрозащиты).
• Для эффективной работы индукционного электрокотла не требуется химподготовка теплоносителя. В принципе, такой нагреватель может нагревать любую жидкую среду, поэтому возможно использование жидких теплоносителей, отличных от воды.

Немаловажно и то, что практически все индукционные котлы относятся к котлам проточного типа, а значит устанавливать и эксплуатировать их можно без длительных согласований с местным котлонадзором.

ИНДУКТИВНО-КОНДУКТИВНЫЕ ЭЛЕКТРОКОТЛЫ ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ

В России работает несколько заводов-изготовителей нагревателей индукционного типа. Практически все они используют свои собственные запатентованные особенности конструкции нагревателей. НПП «Термические Технологии» — это новосибирский производитель индуктивно-кондуктивных нагревателей, известных на рынке под маркой ТЕРМАНИК.

По сути, эти котлы являются разновидностью индукционных электрокотлов и также применяются в системах отопления. Однако предприятие пользуется собственными уникальными разработками. Так, отличительной чертой выпускаемых изделий является особая конструкция теплообменника в форме цилиндра. Такая конструкция делает нагреватели надежными, долговечными и идеально подходящими для использования в системах отопления.

►См. Индукционные котлы отопления в нашем каталоге

Специалисты предприятия готовы сделать расчет количества, мощности и стоимости оборудования по задаче заказчика на основании техзадания.

особенности индукционного котла, эффективность индукционного котла

Из-за постоянного роста цен на газ и твердого топлива заставляет задуматься о более выгодных источниках тепла. Одним из таких вариантов является индукционный электрический котел. При его применении получается максимальный эффект и минимальные затраты. При устройстве такого котла не потребуются лишние расходы, так как устанавливать такое оборудование можно в любом помещении. Создать индукционный котел можно самостоятельно. 

Содержание:

1. Особенности индукционного котла
2. Эффективность индукционного котла
3. Преимущества и недостатки
4. Принцип работы
5. Создание индукционного котла

Особенности индукционного котла

Индукционный котел отопления можно устанавливать в уже существующую отопительную систему. И не только в небольших частных домах, но и в помещениях с большой площадью. С другими отопительными система пришлось бы переоборудовать старую систему. Такой вариант достаточно затратный. 

Индукционный котел – это трансформатор, который имеет первичную и вторичную обмотки. Первичная обмотка нужна для преобразования энергии в вихревые токи. А полученное электромагнитное поле направляется на вторичную обмотку. Вторичная обмотка в свою очередь передает энергию теплоносителю. В качестве теплоносителя применяют масло, антифриз или воду.

Котел имеет небольшой вес и при этом теплоноситель получает около 98% тепла. Корпус оборудования состоит из сердечника и внешнего контура.

Эффективность индукционного котла

Индукционные электрические котлы являются выгодными для системы отопления. Они эффективно и экономно работают. 

Благодаря низкому уровню инерции теплоноситель проходит двойной нагрев при этом время на это уменьшается в два раза. Чего не скажешь про тэновые электрические котлы. В трубах не образовывается накипь из-за магнитной индукции, которая появляется в результате нагрева теплоносителя.

Индукционный электрический котел не надо чистить и обслуживать. Он имеет большой срок службы.

Преимущества и недостатки

Такие котлы обогревают помещение почти без потерь тепла. Они обладают следующими достоинствами:

• Нет элементов, которые необходимо периодически заменять. Нагревательный элемент имеет большой срок службы. 
• Работают при низком напряжении. Можно применять переменный и постоянный ток.
• Установить такой котел можно самостоятельно.
• В таких котлах очень редко случается протечка. Так как корпус герметичен.
• В индукционных котлах нет дымохода. Поэтому размеры оборудования небольшие. Котел относится ко 2-ому классу пожаробезопасности.
• Не образовывается накипь.
• Производитель дает гарантию на сердечник на 25 лет.
• В качестве теплоносителя можно использовать воду, антифриз, масло и т.д. Можно использовать сырье невысокого качества.
• По технологии похожи на индукционные плиты.
• Небольшой расход электроэнергии.

Выделяют 3 недостатка таких котлов:

1. Высокая стоимость оборудования.
2. Подходит только для закрытой системы отопления.
3. Большой вес котла.

Принцип работы

Работает котел при помощи индукционной катушки, которая создает магнитное поле. Тепло передается с минимальными потерями от нагревательного элемента к теплоносителю. Под влиянием силы тока происходят изменения силы магнитного поля. Таким образом, происходит обогрев помещения. Внутри катушки появляются токи Фуко после размещения в ней сердечника. Токи воздействуют на сопротивление металла. Затем нагревается поверхность системы трубок. 

В зависимости от значения напряжения магнитного поля изменяется нагрев. А также от свойств материала и типа катушки происходит изменение нагрева. Вода поступает в патрубок, а затем поднимается по расстоянию между внешней трубой и стенками котла. В ходе этого она нагревается. Затем теплоноситель поступает в сердечник, а после в отопительные приборы. Таким образом, происходит отопление дома.

Создание индукционного котла

Создать индукционный электрический котел можно самостоятельно. При этом , не имея особых знаний и специального образования. Перед началом работы необходимо приобрести все необходимые инструменты и материалы.

Для того чтобы производить сварку подающих и отводящих трубопроводов, а также для варки корпуса генератора необходимо купить сварочный инвертор.

Для нагревательного элемента рекомендуется использовать отрезки катанки или стальной проволоки. Длина такого отрезка должна быть не более 5 см, а диаметр не более 0,7 см. Можно использовать пластиковую трубу с толстыми стенками, которая будет служить участком трубопровода для теплоносителя, а также индукционной катушки. Диаметр такой трубы не должен превышать 5 см.

При помощи специальных переходников подключается индукционный котел к отопительной системе. Через переходники будет поступать холодный теплоноситель, и выходить уже подогретый. Нагрев происходит при помощи индукции. Первый переходник необходимо приварить на основании корпуса котла. 

На дно пластиковой трубы необходимо уложить металлическую сетку, которая будет выступать в качестве барьера для отрезков проволоки из металла. Затем производят засыпку кусочков проволоки. Их размеры должны быть примерно 5 см. Засыпают их до тех пор, пока не заполнится все внутреннее пространство трубы. После этого можно закрыть верхнюю часть устройства. 

В качестве нагревательного элемента выступает катушка индукции. Изготавливают ее из медного провода. На корпус пластиковой трубы необходимо намотать 90 витков эмалированного провода. Необходимо производить намотку качественно: между участками нужно соблюдать одинаковое расстояние. Затем индуктор можно подключать к системе отопления.

Конструкция индукционных электрических котлов очень простая. К тому же такие котлы имеют небольшие размеры, что позволяет устанавливать их в небольших помещениях. 

Индукционная катушка подключается к высокочастотному инвертору. Перед включением такого оборудования необходимо проверять наличие теплоносителя. Если же он отсутствует, то корпус расплавиться от высокой температуры.

Читайте также:

Как сделать индукционный котел

Индукционный электрический котел для дома многие умельцы считают интересной идеей. Индукционный котел обладает следующими достоинствами:

• Нагревательный элемент, который погружен в теплоноситель и непосредственно передает ему тепловую энергию, не перегорает вообще никогда.
• Электрическая обмотка (катушка) аппарата, если только работает в расчетном режиме, также условно вечная, на нее не воздействует агрессивная среда. В результате правильно сделанный индукционный котел сам по себе слишком долговечный.
• Нагреватель может соседствовать с любыми видами теплоносителя.
• Нагревательный элемент не участвует в электрохимических процессах, почти не притягивает ионов, не разлагает непосредственно теплоноситель, не загрязняется.
• КПД на уровне 95 – 98%.

Сделать индукционный котел своими руками не сложно, но только при наличии кое каких запчастей…

Принцип индукционного нагрева

• Если металлический сердечник поместить внутри катушки, по которой пропустить постоянный ток, то получим электромагнит. Сердечник начнет притягивать металлические предметы.
• Если по этой же катушке пропускать переменный ток промышленной частоты 50 Гц, то особо ничего не произойдет, — лишь появится соответствующий низкочастотный гул. Полярность магнита будет меняться 50 раз в секунду, поэтому притянуть он уже ничего не сможет. Но токи Фуко уже начнут понемногу разогревать сердечник.
• Если же это устройство подключить к генератору переменного тока высокой частоты, более чем 10000 Гц, то сердечник из любого металла начнет разогреваться. Вся электрическая мощность катушки будет преобразовываться в тепловую в сердечнике. Если отвод тепла от него будет небольшим, то он очень быстро перегреется и расплавится, при температурах свыше 1000 градусов.

Как используется в промышленности индукционный нагрев

На принципе индукционного нагрева в мастерских на производствах создаются плавильные приспособления для плавки металла электричеством. Никакой технической сложности в этом нет – немагнитную тугоплавкую чашу с расплавляемым токопроводящим металлом (сталью, медью, алюминием, серебром) помещают внутри катушки из толстой медной проволоки, по которой пропускают ток высокой частоты от генератора.  Получившаяся индукционная печь перегреет металл до нужной температуры, и он расплавится. Подобное устройство мощностью около 2,0 кВт создают в домашних условиях для плавления заготовок минимальных размеров…

Простейший индукционный котел своими руками

Собственно котел умельцы изготавливают очень просто. Нужно взять не магнитящуюся трубу из пластика, и в нее поместить металлический нагревающийся элемент. Вокруг трубы намотать катушку… Точный расчет параметров индукционного нагревателя слишком сложен. Посмотрим, что предлагают умельцы.

Берется полипропиленовая труба от 40 мм диаметром, наполняется несколькими металлическими стержнями. Поверх нее наклеиваются трубки для увеличения диаметра обмотки и лучшей токоизоляции… Наматывается токопроводящая проволока медная сечением около 2 мм кв в изоляции с шагом навивки около 0,5 см. В такой конструкции почти вся энергия от высокочастотного переменного тока будет разогревать металлические стержни.

• Через индукционный котел всегда должен двигаться теплоноситель. Если он остановится или если его не будет, то конструкция перегреется, расплавится. Температурная защита, отключающая подачу энергии в случае отсутствия теплоносителя (воздушная пробка), или в случае его перегрева, должна быть весьма надежной.

Это ключевой недостаток, почти перечеркивающий идею самостоятельного изготовления индукционного котла. Другая трудность заключается в сложности создания или приобретения высокочастотного электрического генератора.

Пример аматорства по теме «индукционный нагрев в быту» на видео…

Переменное напряжение высокой частоты

В бытовых условиях применяются индукционные плиты, в которых имеется электрический преобразователь, выдающий напряжение с частотой 10000 Гц. Дешевые китайские индукционные плиты потянут в цене на 70 – 80 у. е., а это уже не малая, неподходящая стоимость для создания на их основе индукционного нагревателя.

Можно использовать сварочный аргонной сварки с током высокой частоты, но этот аппарат еще дороже. Собрать же схему преобразователя со специальными трансформаторами под силу только опытному электронщику…

• Сложность преобразования 50 Гц в высокочастотное напряжение практически перечеркивает стремления домашних аматоров обзавестись индукционным котлом или плавильной печью, работающей по этому принципу.

Почему индукционные котлы отсутствуют

По сравнению с обычными котлами, в которых используются ТЭНы, индукционные оказываются и дороже и сложнее при сходных потребительских качествах и одинаковом КПД.

• В обычном электрическом котле замена перегоревшегго ТЭНа обойдется копейки, а пожара он устроить не может, так как тен (нагреватель) перегорает в первую очередь и разъединяет тем самым цепь.

Преобразователь напряжения индукционной печи рассчитан на 2,0 кВт мощности. Но этой мощности даже для резервного котла маловато. Более мощный преобразователь на 4,0 – 13,0 кВт обойдется куда дороже. А сам котел большой мощности окажется уже громоздким и требования по безопасности, насчет перегрева и воспламенения, окажутся еще серьезнее.

Таким образом, самодельное изделие, работающее по принципу индукционного нагрева в 2 – 2,5 кВт мощностью годится лишь для эксперимента, с помощью которого можно убедиться, что электромагнитной индукцией нагреть стержень и воду действительно можно…

Дополнительную информацию о индукционных котлах, которые можно приобрести готовыми, сделанными в мастерских, – смотрите видео

Индукционные котлы для подключения частного дома и помещении

Автор newwebpower На чтение 9 мин. Просмотров 6 Опубликовано 26.08.2016 Обновлено 26.08.2016

Благодаря развивающимся технологиям электрические водонагреватели постоянно совершенствуются, и для нагрева воды в частном доме теперь нередко используются инженерные решения, которые до этого успешно применялись в промышленных масштабах. Ярким примером такой конверсии технологий является индукционный котел отопления, в котором используется явление электромагнитной индукции тока в проводниках.

Чтобы понять принцип действия индукционного котла отопления, нужно освежить школьные знания об электромагнитной индукции и ознакомиться с работой индукторной печи.

Вспоминая школьные знания

Электрический ток, пропускаемый через катушку индуктивности, создает вокруг электромагнитное поле. При помещении магнитного материала вовнутрь катушки, силовые линии магнитного поля будут проходить сквозь материал. При переменном токе полюса электромагнита будут изменяться соответственно частоте подведенного напряжения.

При быстром перемагничивании магнитных диполей (атомов и молекул) они будут менять свое направление, то есть совершать тепловые колебания. К тому же, переменное магнитное поле индуцирует вихревые токи в сердечнике, которые тоже разогревают проводник согласно закону Джоуля-Ленца.

В трансформаторах и электродвигателях переменного тока данный эффект является негативным, и с вихревыми токами борются, набирая магнитопровод из шихтованных пластин, изолированных друг от друга.

В индукторе печи, или в индукционном котле наоборот — данный эффект имеет положительное значение. По сути, наблюдается принцип трансформации тока – на первичную катушку подается переменное напряжение, возбуждающее электромагнитные колебания и вихревые токи в короткозамкнутом сердечнике.

Интенсивность колебания магнитных диполей и наведенные токи в замкнутом сердечнике способны разогревать и плавить металл в индукционной печи за весьма короткое время, в зависимости от напряженности и частоты переменного электромагнитного поля.

Очевидно, что если пропускать через сердечник воду, или другой теплоноситель, то тепло будет передаваться жидкости, нагревая ее. Данный принцип используется в индукционных бытовых электроплитах, водонагревателях и котлах.

Наглядность работы индукционной печи

Принцип действия индукционной печи основывается на вихревых токах Фуко и быстром перемагничивании металла, что достигается переменным магнитным полем высокой частоты, порядка 100 кГц. Наглядно оценить эффективность индуктора (печи, индукционного нагревателя) можно посмотрев видео ниже.

Очевидно, что таким способом можно плавить драгоценные и редко встречающиеся металлы в атмосфере инертных газов без контакта расплава со стенками печи, что успешно применяется в производственных и лабораторных установках.

Также разновидностью индукционной печи является нагрев кузнечных заготовок при помощи индукции. Благодаря внутренней схеме устройства происходит подстройка частоты в зависимости от изменения индуктивности катушки, которое происходит при помещении в нее заготовки. Пример промышленной установки на видео:

Возрастающая популярность индукционных котлов

Разумеется, для разогрева кузнечных заготовок потребуется значительное количество энергии, а для работы промышленной плавильной печи требуется мощность, исчисляемая мегаваттами, но в отношении частного дома, для нагрева небольших объемов воды, потребление электроэнергии и сила тока, необходимая для электромагнитной индукции, будет сопоставима с энергопотреблением других мощных домашних электроприборов.

Поэтому индукционные электрические котлы уверенно завоевывают свою нишу на рынке, благодаря очевидным преимуществам по сравнению с другими типами электронагревателей для дома или квартиры:

• Компактность. Поскольку сердечником индуктора, как правило, является металлическая труба ненамного большего диаметра, чем трубопроводы системы отопления, а размеры катушки, слоя изоляции и защитного кожуха также незначительны, то общие габариты водонагревателя выгодно отличаются от других типов котлов.

  Компактный индукционный водонагреватель в ванной комнате

• Долговечность. По сравнению с ТЭНами, площадь теплообмена внутренней стенки нагревающейся трубы (сердечника) индукционного котла в десятки раз больше. Это означает что слой накипи, распределенный по значительной поверхности, будет мизерным, и не влияющим на эффективность теплопередачи. Тогда как в отношении ТЭНов, загрязненность рабочей поверхности часто имеет критическое значение при недостаточном охлаждении и перегреве внутренней спирали, что приводит к выходу из строя электронагревателя. Чрезвычайно обильная накипь на рабочей поверхности ТЭНа

  Сердечник индукционного водонагревателя имеет свойство самоочищения от накипи из-за кавитации (теплового расширения-сжатия) и вибрации из-за переменного магнитного поля.

• Безопасность. Данное преимущество очевидно при сравнении с котлами на базе ТЭНов, в которых частой поломкой является электрический пробой вследствие накипи. В индукционном котле даже обильная накипь, скопившаяся за десятилетия, не повлияет сильно на работоспособность нагревателя. При полной закупорке, или потере теплоносителя вследствие разогрева сердечника его индуктивность изменится, на что должна отреагировать электрическая схема. Сама обмотка индукционного котла надежно изолирована и лишь незначительно нагревается из-за активного сопротивления проводника, а прогорание толстостенной трубы и протечка воды практически исключена.

  Металлический лабиринт индукционного котла предотвращает попадание воды на катушку

Мифы и выдумки

Наряду с перечислением достоинств, следует заметить, что имеет место некая мифологизация индукционных котлов, в которой реальные физические факторы дополняются вымыслами недобросовестных менеджеров, подменами понятий, домыслами, и неподтвержденными данными мастеров-любителей.

Существуют, как тенденции преувеличивать достоинства индукционных котлов, так и некоторые предубеждения против их использования.

Например, бытует мнение, что вредное магнитное поле распространяется по трубам водопровода и по воде внутри, оказывая негативное влияние на здоровье человека и работы бытовых приборов дома.

Действительно, интенсивное переменное поле высокой частоты может иметь вредные последствия для организма и влиять на работу различных устройств, но этот недостаток нивелируется экранами индукционного котла (внешними кожухами) и толщиной трубы (сердечника).

Вибрация и гудение в индукционных котлах некачественной сборки также могут создавать неудобства. Учитывая большую индуктивность водонагревателя, его схема должна обеспечивать отсутствие индуктивных всплесков напряжения в сети при включении – выключении котла.

Уловки менеджеров

Но намного чаще можно встретить преувеличенные достоинства индукционных котлов или откровенно неправдивую информацию, направленную на агитацию и увеличение продаж. Например, рекламируется новизна и инновационность данного метода, хотя индукторные печи успешно применяются в металлургии уже почти целое столетие, как и промышленные индукционные котлы.

Также, во всех видах рекламы настойчиво муссируется утверждение о небывалой экономичности индукционных котлов (около 30%), в сравнении с водонагревателями для дома, где используются обычные ТЭНы.

С физической точки зрения это в принципе невозможно, так как любой вид энергии, в том числе и электроэнергия, в независимости от принципа преобразования и схемы электронагревателя, в конечном итоге превращается в тепло.

Речь здесь может идти только о качестве теплоизоляции самого водонагревателя и соединительных труб, чтобы тепло не рассеивалось в служебном помещении и полностью направлялось в отопительную систему дома. Учитывая небольшие габариты индукционного котла, можно с уверенностью сказать, что теплопотери будут значительно меньшими, если нагреватель устанавливается где-то вне дома.

Если же индукционных электронагреватель устанавливается внутри отапливаемого помещения, то под экономичностью может подразумеваться только лишь эффективное использование котла при помощи алгоритмов и схем управления.

То есть, благодаря небольшому объему теплоносителя и большой площади нагревания в индукционном котле, затраты энергии и времени для нагрева воды будут меньшими, после чего включается экономичный режим поддержания необходимой температуры.

Несовершенство приборов учета электроэнергии

Стоит особо упомянуть явление, на котором зиждется утверждение менеджеров о невероятной, с точки зрения термодинамики, экономичности индукционных котлов. Имеется в виду несовершенство электросчетчиков и систем учета потребленной электроэнергии в квартирах и частных домах.

Не углубляясь в электротехническую теорию, следует заметить, что cos α (косинус альфа), часто указываемый в паспортах различных электроприборов, у индукционного котла будет сравнительно небольшим. А это означает, что электроприбор потребляет значительную долю реактивной мощности, которая старыми механическими электросчетчиками с крутящимся диском не учитывалась.

В этом случае, действительно будет наблюдаться экономия денежных средств, но только вследствие несовершенства схемы учета электроэнергии устаревшими счетчиками. Но современные электрические цифровые счетчики более совершенны и практически лишены подобного недостатка, поэтому, в соответствии с различными нормативными актами, они должны заменить устаревшие аналоги.
Видеосюжет об обязательной замене старых электросчетчиков:

Поэтому, приобретая индукционный водонагреватель для дома с целью получения экономии, необходимо свериться с техническими характеристиками имеющегося электросчетчика, чтобы приблизительно рассчитать, сколько он будет экономить из-за своего несовершенства.

Самодельные индукционные котлы

Будет резонно предположить, что утверждения менеджеров об экономичности их инновационных технологий имеют исторические корни, так как в эпоху распространения механических электросчетчиков многие умельцы делали индукционный котел своими руками, который действительно потреблял значительно меньше электроэнергии, по сравнению с ТЭНами.

Хоть конструкция и схема индукционной печи не является простой, но при наличии деталей, инструментов и навыков, её можно изготовить в домашних условиях, рассчитав сечение, длину, количество витков и диаметр обмотки индуктивности, установив силовые ключи на радиаторы.

Катушка индуктивности, в которую помещается сердечник, в совокупности с конденсатором и дросселями являют собой колебательный контур. Через быстродействующие диоды обратной связи сигнал поступает на управляющие выводы силовых ключей, благодаря чему происходит автоматическая генерация высокочастотных колебаний.

На видео ниже мастер объясняет тонкости сборки самодельного индукционного нагревателя и демонстрирует его работу.

Можно найти соответствующие схемы индуктивных котлов в сети, или повторить промышленные образцы. Существуют серийно выпускаемые водонагреватели, которые успешно работают в отопительных системах.

Ознакомиться с обзором различных вариантов самодельного индукционного отопления можно, посмотрев видео внизу.
Первая часть обзора:

Индукционный котел — экономичная альтернатива или разочарования? | Отопление

Поиск дополнительных источников тепла долгое время оставался одной из самых актуальных проблем отопления дома. Использование природных ресурсов в качестве источников энергии не только доступно, но и зачастую экономически невыгодно. Однако с созданием энергоэффективных индукционных котлов у потребителей появилась возможность по-новому взглянуть на возможности отопительного оборудования как в функциональном, так и в эксплуатационном смысле.

Что такое индукционный котел

Как следует из названия, работа индукционного котла основана на принципе электромагнитной индукции. Роль генератора выполняет индуктивность катушки, а интенсивность теплообмена усиливается за счет лабиринта труб и многослойной конструкции котла.

Наружная часть индукционного оборудования представляет собой металлический кожух, стенки которого изнутри облицованы двумя слоями: теплоизоляционным и электроизоляционным.Внутри корпус выполнен в виде двух сердечников, вставленных друг в друга, из ферромагнитных стальных труб с очень толстыми стенками. Пространство между трубками заполнено водой, протекающей по трубе в нижней части котла.

Внутренняя трубка снабжена тороидальной катушкой, которая создает высокочастотное магнитное поле под действием электрического тока. Вихревые токи, возникающие в результате роста сопротивления, способствуют нагреву поверхности обсадной трубы и омываемой ею воды.Таким образом, внешняя труба выполняет роль нагревательного элемента, а вода — теплоносителя.

Особенности метода индукционного нагрева

Первые нагреватели индукционного типа появились на рынке отопительного оборудования в конце прошлого века. Хотя, поскольку времени оставалось еще не так много, популярность индукционных котлов неуклонно набирала обороты, значительно превосходя альтернативный электрический обогреватель.

Эта любовь потребителей к индукционным нагревателям требует, прежде всего, особого эффекта, позволяющего использовать магнитную индукцию.И не только в практически мгновенном нагреве теплоносителя, но и в высокоэффективных индукционных котлах. Ведь благодаря дополнительной мощности, генерируемой в резонансном контуре, количество потребляемой энергии снижается в несколько раз по сравнению с другими современными методами обогрева помещений.

Поэтому индукционные нагреватели рекомендованы к применению в жилых и строительных, промышленных и административных помещениях на территории объектов с повышенными требованиями к экологической безопасности, а также в технологических системах, в том числе с использованием промежуточного теплоносителя.

Футляр «для»

Учитывая, что современный рынок отопительного оборудования предлагает невероятное количество видов и типов устройств для отопления, будет не лишним проанализировать характеристики индукционных котлов, с практической, то есть с потребительской точки зрения. Рассмотрим сначала аргументы в пользу приобретения и использования индукционных агрегатов. А их, как выяснилось, очень много:

• Полное отсутствие вкладов и других вкладов.За счет магнитного поля, создаваемого высокочастотной вибрацией, энергия индукции смещается к внутренней поверхности стен котла, где происходит взаимодействие с теплоносителем. Таким образом, скорость теплоотдачи остается стабильной независимо от периода эксплуатации.
• КПД индукционного котла стабильный на протяжении всего периода эксплуатации и составляет порядка 98-99%.
• Индукционный котел относится к классу энергосберегающего оборудования. Стоимость обеспечивается высоким коэффициентом мощности, который характеризуется частотой используемого тока.В результате эксплуатационные расходы снижаются на 30%.
• Нагревательные устройства индукционного типа не чувствительны к показателю напряжения и могут полноценно работать как от сети постоянного, так и переменного тока.
• Конструкция индукционного котла представляет собой полностью герметичный корпус, исключающий вероятность каких-либо утечек.
• В устройстве не предусмотрено перемещение котла и нагревательных элементов в контакте с теплоносителем, что исключает необходимость проведения профилактических работ в межсезонье или во время отопительного сезона, которые так дороги для владельцев других типов отопительных приборов. .
• Степень возгорания и индукции электрического оборудования относят ко второму классу. Это очень высокий показатель, позволяющий установить оборудование в любом помещении.
• Возможности эксплуатации индукционных котлов сами производители определяют в срок от 25 лет и выше.
• В качестве теплоносителя для индукционных котлов может использоваться практически любая жидкость, то есть не только вода, но и масло, или антифриз, а значит, работа индукционного оборудования возможна при любых температурных условиях.При этом жидкость не требует предварительной подготовки, а ее замену достаточно проводить каждые десять лет.
• Подключение с другими системами индукционного нагрева котлов не ограничено.
• Совершенно бесшумная работа.
• Высокий уровень экологической безопасности.
• Установка и эксплуатация индукционного котла проста, не требует специальных навыков или переделки. существующая система отопления и обеспечить абсолютно.автономное получение как тепла, так и горячей воды.

Аргументы «против»

Несмотря на уникальность и универсальность, считать индукционные котлы идеальным оборудованием было бы неправильно, — некоторые недостатки все же есть, и они есть.

Одним из основных недостатков индукционных котлов является их значительный вес и большие размеры. Действительно, много разных моделей устройств колеблется от 20 до 80 кг.

С другой стороны, после установки вряд ли кто-то будет волновать потребителей своей массой — работа индукционных котлов не требует их перемещения.Более того, использование современных технологий приведет к выпуску моделей компактных размеров, обеспечивающих возможность крепления на стене, и тем самым способствуя значительной экономии места для установки.

Во-вторых, довольно серьезный недостаток индукционных котлов, — высокая цена. Это факт — среди устройств электрического отопления на переменном токе индукционное оборудование входит в число самых дорогих.

Однако есть и другая сторона медали. Если покупка индукционного котла пусть высока, но единоразовымфинансовым вложением, то приобретение некоторых других видов отопительных приборов требует больших усилий и затрат.Например, получение соответствующих разрешений на установку и прокладку коммуникаций, а также на установку и ежегодное сервисное обслуживание продаж.

Кроме того, в список недостатков индукционных котлов входит их способность создавать волновые помехи. Хотя диапазон таких помех составляет всего несколько метров, но этот фактор может быть важным для сохранения благополучия людей, склонных к восприятию магнитных волн. В таких случаях проблема решается, если индукционное оборудование установлено в отдельном помещении.

Что важнее — выбор индукционного котла или неправильная установка?

Котлы индукционного типа бывают двух типов: однофазные мощностью 2,5-7 кВт и трехфазные мощностью от 7 до 60 кВт. Показатель необходимой мощности определяется по принципу: на каждый квадратный метр отапливаемой площади должен приходиться шестидесяти ваттный котел. Этот вариант необходимо учитывать при выборе индукционного оборудования.

Наряду с этим важно знать некоторые правила его установки:

• Котлы индукционного типа предназначены для закрытых систем отопления, оснащены насосом принудительной циркуляции.
• Заземление — обязательная установка индукционной фазы котла.
• Крепление к стене должно быть строго вертикальным.

Благодаря индукционному нагревателю обогрев любого помещения стал простым, доступным и надежным. А их мелкие недостатки с лихвой компенсируются высокими потребительскими характеристиками: экономичностью, простотой обслуживания, максимальной безопасностью и минимальными материальными затратами.

См. Также:

Отопление частных домов

Газовые котлы отопления настенные.Обзор и сравнение ведущих производителей газовых котлов

Стоимость дизельного топлива как фактор в пользу автономного отопления

Котел индукционного нагрева, Котел индукционного нагрева Поставщики и производители на Alibaba.

 Изучите массив. Котел индукционного нагрева  Коллекция  на Alibaba.com. Ты можешь купить.  Котел индукционного нагрева  разной мощности и топлива ..Индукционный нагревательный котел   также подходит для бытового и промышленного использования. Эти продукты пригодятся в различных отраслях промышленности, таких как фармацевтическая, текстильная, пищевая, строительная и т. Д. Котлы индукционного нагрева 
 на Alibaba.com работают на газе / угле / масле / электроэнергии. Изделие изготовлено из высококачественной стали, предотвращающей ржавление при длительном использовании. Температура на выходе составляет от 170 до 350 градусов Цельсия. Файл. Котел индукционного нагрева  Варианты стиля  бывают вертикальные и горизонтальные.Рабочее давление, номинальная мощность, номинальное напряжение и другие подобные характеристики зависят от использования и отрасли. Тип конструкции - водяная труба или пожарная труба.  Выход файла.  Котел индукционного нагрева  может быть горячим водяным или паровым. Основными достоинствами продукции являются быстрая сборка, меньшая площадь пола, автоматизированная панель управления и т. Д. Тип циркуляции, давление, теплоемкость, материал, применение являются важными факторами при покупке. 
 Котлы индукционного нагрева 
 имеют большие поверхности нагрева и высокую тепловую эффективность.Они также обеспечивают чистое сгорание, сводя к минимуму загрязнение. Файл. Котлы индукционного нагрева  Модельный ряд  также имеет ряд мер безопасности. Например, защита от утечек, двойной регулируемый регулятор давления, предохранительный клапан полного подъема и т. Д. Котел индукционного нагрева   прост в эксплуатации, экономичен, портативен и высокоэффективен. Продукция соответствует международным стандартам и имеет несколько сертификатов. 
 
 Хватай увлекательно.  котел индукционного нагрева  от Alibaba. com и обеспечьте максимальную отдачу от ваших инвестиций. Если да. Котел индукционный  поставщик , находите себе выгодную сделку по крупным заказам. Посетите сейчас и получите доступ к продуктам мирового класса. 
 

Основы технологии индукционного нагрева

Индукционный нагрев

Проще говоря, индукционный нагрев является наиболее чистым, эффективным, рентабельным, точным и воспроизводимым методом нагрева материалов, доступным на сегодняшний день в отрасли.

Точно разработанные индукционные катушки в сочетании с мощным и гибким индукционным источником питания обеспечивают воспроизводимые результаты нагрева, соответствующие желаемому применению. Индукционные источники питания, разработанные для точной количественной оценки нагрева материала и реагирования на изменения свойств материала во время цикла нагрева, делают реальностью достижение различных профилей нагрева с помощью одного приложения нагрева.

Целью индукционного нагрева может быть упрочнение детали для предотвращения износа; придать металлопластику для ковки или горячей штамповки желаемую форму; спаять или спаять две части вместе; плавить и смешивать ингредиенты, которые входят в жаропрочные сплавы, что делает возможным создание реактивных двигателей; или для любого количества других приложений.

Основы

Индукционный нагрев происходит в электропроводящем объекте (не обязательно из магнитной стали), когда объект помещается в переменное магнитное поле. Индукционный нагрев происходит из-за гистерезиса и потерь на вихревые токи.

Гистерезисные потери возникают только в магнитных материалах, таких как сталь, никель и некоторые другие. Потери на гистерезис утверждают, что это вызвано трением между молекулами, когда материал намагничивается сначала в одном направлении, а затем в другом.Молекулы можно рассматривать как небольшие магниты, которые вращаются при каждом изменении направления магнитного поля. Требуется работа (энергия), чтобы перевернуть их. Энергия превращается в тепло. Скорость расхода энергии (мощности) увеличивается с увеличением скорости реверсирования (частоты).

Вихретоковые потери возникают в любом проводящем материале в переменном магнитном поле. Это вызывает заголовок, даже если материалы не обладают какими-либо магнитными свойствами, обычно присущими железу и стали.Примерами являются медь, латунь, алюминий, цирконий, немагнитная нержавеющая сталь и уран. Вихревые токи — это электрические токи, индуцируемые в материале действием трансформатора. Как следует из их названия, они кажутся кружащимися вихрями внутри твердой массы материала. Потери на вихревые токи гораздо важнее потерь на гистерезис при индукционном нагреве. Обратите внимание, что индукционный нагрев применяется к немагнитным материалам, в которых отсутствуют гистерезисные потери.

Для нагрева стали для закалки, ковки, плавления или любых других целей, требующих температуры выше температуры Кюри, мы не можем полагаться на гистерезис. Сталь теряет свои магнитные свойства выше этой температуры. Когда сталь нагревается ниже точки Кюри, вклад гистерезиса обычно настолько мал, что им можно пренебречь. Для всех практических целей вихревые токи I ² R — это единственный способ, которым электрическая энергия может быть преобразована в тепло для целей индукционного нагрева.

Две основные вещи для индукционного нагрева:

• Изменяющееся магнитное поле
• Электропроводящий материал, помещенный в магнитное поле

Преимущества индукционного нагрева

Индукционный нагрев особенно полезен там, где выполняются повторяющиеся операции.После того, как машина индукционного нагрева правильно настроена, часть за частью нагревается с одинаковыми результатами. Возможность индукционного нагрева для одинакового нагрева следующих друг за другом деталей означает, что процесс можно адаптировать к полностью автоматическому режиму, когда детали загружаются и разгружаются механически.

Индукционный нагрев позволил выполнять такие операции, как закалка, на производственных линиях вместе с другими станками, а не в удаленных отдельных отделах. Это экономит время на транспортировку деталей из одной части завода в другую.Индукционный нагрев чистый. Не сбрасывает неприятный жар. Условия работы вокруг машин индукционного нагрева хорошие. Они не выделяют дым и грязь, которые иногда бывают в цехах термообработки и кузнечных цехах.

Другой желательной характеристикой индукционного нагрева является его способность нагревать только небольшую часть заготовки, что дает преимущества там, где нет необходимости нагревать всю деталь. Это преимущество имеет решающее значение для основных деталей с несколькими локализованными участками повышенного износа при нормальной эксплуатации.Раньше требовался более качественный и более дорогой материал, чтобы выдерживать эксплуатационный износ. Индукция позволяет обрабатывать менее дорогие материалы на месте для достижения требуемой долговечности.

Индукционный нагрев быстрый. Правильно настроенная машина индукционного нагрева может обрабатывать большие объемы деталей в минуту за счет использования эффективной конструкции змеевика и обращения с деталями. Поскольку машины индукционного нагрева хорошо подходят для автоматизации, их можно легко интегрировать с существующими линиями по производству деталей.В отличие от решений для лучистого отопления, индукционный нагрев нагревает только часть внутри змеевика, не тратя энергию на ненужный нагрев.

Индукционный нагрев чистый. Без операций пламени, которые оставляют сажу или иным образом требуют очистки после нагрева, индукция — это выбор для деталей, требующих чистого нагрева, например, при пайке. Поскольку в индукционном нагреве используются магнитные поля, проницаемые через стекло или другие материалы, возможно контролируемое нагревание атмосферы с помощью индукции.

История индукционного нагрева

Фарадей (1791-1867) был знаком с фундаментальными принципами, лежащими в основе индукции. Сначала акцент был сделан на нежелательных последствиях явления. Большое внимание было уделено поиску методов уменьшения влияния индукции, чтобы такие устройства, как трансформаторы, двигатели и генераторы, могли стать более эффективными.

Майклу Фарадею (1791-1867) приписывают открытие фундаментальных принципов, лежащих в основе индукционного нагрева в 1831 году.Тем не менее, исследования индукции были сосредоточены на поиске методов уменьшения влияния индукции, чтобы такие устройства, как трансформаторы, двигатели и генераторы, поначалу могли стать более эффективными.

Интерес к возможности плавления металлов с помощью индукции начался в 1916 году. Одним из первых коммерческих приложений было плавление небольших зарядов с использованием генераторов искрового разрядника. Еще одним ранним применением было нагревание металлических элементов вакуумных трубок для отвода поглощенных газов перед герметизацией.

За несколько лет до Второй мировой войны ряд компаний, более или менее независимо, начали понимать, что индукция является решением для широкого спектра специализированных нагревательных приложений. Хотя индукция не стала промышленным процессом еще долго после ее теоретического открытия, ее рост был быстрым во время Второй мировой войны, когда возникла немедленная потребность в производстве большого количества деталей с минимальными трудозатратами.

Сегодня индукция заняла свое место в нашей индустриальной экономике как средство ускорения производства деталей, снижения производственных затрат и достижения качественных результатов.

Нажмите, чтобы узнать об истории Радин

Будущее индукции

С наступлением эпохи высокотехнологичных материалов, альтернативных источников энергии и необходимости расширения возможностей развивающихся стран уникальные возможности индукции предлагают инженерам и конструкторам будущего быстрый, эффективный и точный метод нагрева.

Как технология выбора для быстрого, чистого, повторяемого, точного и эффективного нагрева, индукция прочно зарекомендовала себя в будущем производства как краеугольный камень отрасли. Быстрая зрелость Induction с момента ее открытия принесла ей репутацию передовой технологии, критически важной для открытия новых, более эффективных процессов. Сегодня индукция является синонимом новаторских решений, открывающих путь к новой парадигме в производственных технологиях.

Технология Radyne находится на переднем крае индукционного нагрева, вводя новшества в новые способы дальнейшего развития методов и процессов индукционного нагрева в новых, ранее заброшенных областях. Мы являемся ведущим мировым производителем и пионером в разработке передового оборудования для индукционного нагрева и нагрева с регулируемой атмосферой.Щелкните здесь, чтобы узнать больше о блоке питания TFD.

Дополнительная литература

Дальнейшее обсуждение темы основ индукционного нагрева можно найти, продолжив нашу статью о продвинутых концепциях индукционного нагрева, охватывающую темы, которые лежат в основе теории индукционного нагрева, установленной здесь. Для еще большего количества ресурсов индукционного нагрева Radyne предоставляет несколько ресурсов для вашего удобства, позволяющих использовать теорию индукции для осознанной работы: в том числе плакаты для справки с общими лабораторными и производственными таблицами и справочники по основам индукции.

(PDF) Новая конструкция индукционной системы водяного отопления для отопления жилых помещений

1134 HM Unver / EEST Часть A: Наука и исследования в области энергетики 29 (2012) 1133-1138

Обычно котлы используются в широтах Европы и даже в широты Турции производятся для среднего жителя

в диапазоне от 18000 до 25000 ккал / ч, что соответствует почти 20-30 кВт / ч электрической мощности

.Эти значения электрической мощности остаются достаточно высокими для жилья. В регионах Северной Африки и Ближнего Востока,

при последовательном подключении солнечной панели к системе отопления, количество необходимой энергии соответствует

1/3 от указанного значения, что примерно соответствует значению около 6,5- Электрическая мощность 10 кВт,

, что находится в разумных пределах для жилья.

Хотя существует широкий спектр использования индукционных нагревателей, они не используются для нагрева воды.В этом исследовании

рассматривается система индукционного нагрева для нагрева воды. На рис. 1 изображена новая бытовая система солнечного отопления + индукционная вода

. Система была разработана и изготовлена ​​для отопления дома. В этом исследовании

был исследован компонент системы индукционного водонагревателя, и представлены результаты, которые мы назвали

как «унверный» водонагреватель.

2. Материалы и метод

Схематическое изображение индукционного нагревателя приведено на рис.2. Наружный корпус был изготовлен из стали Ø160 мм диаметром

и 32 хромоникелевых диска, просверленных с противоположных сторон размером Ø154 мм x 2 мм, которые были выровнены с внутренней стороны

с трубой Ø21 мм, проходящей из середины. Он был направлен на то, чтобы извлечь выгоду как из тепла, возникающего на стальном кожухе

, так и на дисках.

Рис. 2. Конструкция котла индукционного нагрева.

Входные и выходные патрубки для воды были снабжены трубами с внешним диаметром: 21 мм и внутренним диаметром 16 мм, проходящими через

кожух. Большое внимание было уделено тому, чтобы избежать потерь давления при протекании воды через диски и отверстия

.

В котел использовалась вода из городской водопроводной сети. Чтобы избежать риска резкого повышения температуры

, экспериментальная установка не была спроектирована как замкнутый цикл. Вода, выходящая из котла

, направлялась в канализацию. Намотанный снаружи корпуса нагревателя индуктор был изготовлен из стеклопластиковой

изолированной медной проволоки Ø4 мм.

Система была спроектирована как 2-х ступенчатая. Первая ступень имеет 300 витков для однофазных напряжений низкого уровня. Вторая ступень

имеет 350 витков для двухфазных напряжений высокого уровня. Значения, полученные в результате измерения, составляют

, приведенные в таблице 1.

Таблица 1. Значения для спроектированного индукционного нагревательного котла.

Значения конденсаторов, необходимые для получения резонанса, были вычислены с импедансами, которые были

, рассчитанными на основе измеренных значений для обоих каскадов [3].

Для однофазного подключения (300 витков для 220В 50Гц);

XL300 = ω × L300 = 2 × π × f × L300 = 0,95 Ом (1)

7 применений для машины индукционного нагрева + Как сделать ее: 10 шагов (с изображениями)

В этом видео Я покажу вам, как закалить детали из низкоуглеродистой стали криогенным способом с помощью индукционного нагревателя. В итоге вы получите материал с пластичным внутренним ядром и твердой внешней оболочкой.Детали, требующие ударопрочности, а также стойкости к истиранию, являются отличными кандидатами для цементации. Низкоуглеродистая сталь сама по себе плохо затвердевает. При нагревании детали и погружении ее в углеродный состав углерод проникает в поверхность материала. Это приводит к твердой внешней поверхности.

Шестерни, ударные штифты, распределительные валы двигателя, замковые скобы, предохранительные элементы и самонарезающие винты обычно закалены. Используемый в видео метод цементации также известен как науглероживание с криогенной обработкой.Обычно используется жидкий азот, но я использовал баню с сухим льдом изопропилового спирта. Жидкий азот обеспечит еще больше преимуществ за счет преобразования еще большего количества остаточного аустенита в мартенсит. Кроме того, если вас не волнует темнота детали после процесса закалки, лучше не полировать ее для еще большей защиты от ржавчины. Метод, использованный в видео, можно повторять несколько раз, пока не будет достигнута желаемая твердость.

Индукционная закалка особенно хороша. Это из-за скин-эффекта, обсуждаемого на следующем этапе.Та же самая высокочастотная толщина скин-слоя, которая наблюдается в рабочей катушке, также наблюдается в нагреваемой части. Чем выше частота, тем сильнее ток течет снаружи материала. Для стали в этом случае сила тока составляет всего около 6 тысячных дюйма в глубину. Это идеально подходит для поверхностного упрочнения.

Этот процесс следует использовать только с низкоуглеродистой сталью, поэтому я покажу вам способ определить, какой тип стали у вас есть.

В этом видео я покажу вам простой способ определить содержание углерода в ваших стальных деталях, наблюдая за искровыми профилями.Вы можете использовать эту технику, чтобы определить, какие из ваших деталей выиграют от метода упрочнения, использованного в моем последнем видео. Это не самый точный способ определения состава стали, но многие сварщики используют этот метод при сварке неизвестных материалов и является хорошим тестом для большинства некритических работ. Этот метод известен как искровое испытание.

Индукционный нагреватель | Майлз Дай

Осень 2018

Фон

Индукционный нагрев — это явление, при котором вихревые токи, образующиеся в электропроводящем материале в соответствии с Законом индукции Фарадея, нагревают объект.Чтобы воспользоваться этим эффектом, индукционный нагреватель пропускает переменный ток через электромагнит, чтобы создать быстро меняющееся магнитное поле. Это вызывает ток в заготовке, температура которого повышается из-за резистивного и, возможно, гистерезисного нагрева.

Индукционный нагрев особенно интересен, поскольку он не требует, чтобы нагревательный элемент контактировал с объектом, и не требует внешнего нагревательного элемента, который нужно довести до желаемой температуры.Вместо этого само устройство, например плита, может оставаться близкой к температуре окружающей среды, при этом значительно повышается только температура целевого материала.

Физика

Суть успешного индукционного нагревателя — создание переменного магнитного поля. Это поле создается в так называемой рабочей катушке — катушке с проволокой, окружающей нагреваемый объект. Затем поток от этого поля (\ (\ Phi_B \)) направляется в целевой объект для генерации напряжения (\ (v \)) в соответствии с законом Фарадея.$$ v = — \ frac {d \ Phi_b} {dt} $$

Генерируемое напряжение вызывает ток в объекте, который выделяет тепло. Этот эффект нагрева вызван омическими потерями (джоулевым нагревом), а также потерями на гистерезис, если объект является ферромагнитным.

Другим важным фактором при проектировании системы является скин-эффект, при котором переменные токи имеют тенденцию концентрироваться около поверхности проводника по мере увеличения их частоты.В результате эффективное сопротивление детали увеличивается с увеличением частоты.

Схемотехника

Базовая схема индукционного нагрева будет использовать тотемный столб в качестве инвертора для преобразования источника постоянного тока 12 В в напряжение переменного тока. Это приведет в движение бак LC аналогично цепи балласта лампы. Однако теперь нагрузкой будет катушка, которая действует как первичная обмотка трансформатора, а нагреваемый объект представляет собой закороченный одиночный виток, который действует как вторичная обмотка трансформатора. Таким образом, за нагрев отвечает небольшое сопротивление в объекте. Индуктор в резервуаре LC — это просто магнитная индуктивность первичной катушки (то есть рабочей катушки).

Разработка схемы началась с выбора частоты. При разработке индукционного нагревателя возникает значительный компромисс по частоте. Более высокие частоты позволяют лучше передавать энергию заготовке, но также вызывают более тонкий слой тока из-за скин-эффекта.Таким образом, при более эффективном нагреве нагрев будет происходить в основном на поверхности. Это говорит о том, что более высокая частота (около 100-200 кГц) подходит для небольших объектов, поскольку проводимость позволяет нагревать объект относительно равномерно.

Рис. 1: Схема полного индукционного нагревателя.

Генерация переменного тока из источника постоянного тока осуществлялась с помощью инвертора. В инверторе используется полумост, построенный из тотемного столба MOSFET, как показано на рисунке 1.

Генератор прямоугольных волн

Индуктивность рабочей катушки (и, следовательно, резонансная частота) контура сильно зависит от геометрии рабочей катушки. Следовательно, генератор прямоугольных сигналов должен быть достаточно гибким в диапазоне частот, который он может генерировать. Я выбрал частоты в диапазоне от 50 до 150 кГц.Этот широкий диапазон был выбран для того, чтобы несколько катушек можно было легко отключить без замены электроники.

Генератор треугольных волн использовал генератор 74HC14 с потенциометром 10k для регулировки частоты. Треугольная волна была преобразована в прямоугольную, пропустив ее через компаратор LM311, чтобы получить прямоугольную волну с рабочим циклом 50%. Для этого проекта не требовалось изменять рабочий цикл, поскольку целью было создание синусоидальной волны переменного тока для управления контуром резервуара.

Индукционный нагреватель

Полезно рассмотреть идеальную эквивалентную модель для резонансного контура на рисунке 2.

Рисунок 2: Модель резонансного резервуара индукционного нагревателя и его сопряжения с заготовкой.

На этой схеме \ (C \) — резонансный конденсатор, \ (C_ {blk} \) — блокирующий конденсатор, а \ (L \) — индуктивность намагничивания рабочей катушки.Показанный трансформатор представляет собой трансформатор \ (N: 1 \). Заготовка моделируется как закороченный одиночный виток. Сопротивление \ (R \) объясняет резистивный нагрев и гистерезисный нагрев, который происходит в заготовке, когда в ней индуцируются вихревые токи. К тому же индукционный нагреватель — далеко не идеальный трансформатор. В идеале заготовка значительно меньше рабочей катушки. Это объясняется введением константы связи трансформатора, \ (k \), которая является значением от 0 до 1 и приблизительно представляет долю магнитного потока от катушки, которая проходит через заготовку.

Эту модель можно упростить для анализа, объединив конденсаторы и отразив резистор поперек трансформатора (с учетом константы связи). Это дает схему, показанную на рисунке 3.

Рисунок 3: Упрощенная модель резонансного резервуара индукционного нагревателя.

На рисунке 3 эквивалентная емкость задается как \ (C_ {eq} = \ frac {C \ cdot C_ {blk}} {C + C_ {blk}} \).Кроме того, отражение резистора дает \ (R_ {ref} = \ frac {N \ cdot R} {k} \). Эта схема дает понять, что меньшее значение \ (R_ {ref} \) уменьшает добротность резонатора, поскольку больший ток отводится от резервуара и рассеивается в резисторе.

Резонансный резервуар

Эта модель позволяет выбирать компоненты. Одним из основных факторов, влияющих на выбор резонансного конденсатора \ (C \), является то, что это должен быть конденсатор высокого напряжения. Примерная оценка показывает, что для наведения всего 2 В на резисторе на идеальном 40-витковом трансформаторе может потребоваться до 80 В на первичной стороне. С учетом константы связи и других паразитных факторов потребуется большее напряжение. Таким образом, выбор \ (C \) ограничен имеющимися конденсаторами на 400 В, поэтому емкость будет порядка 20 — 200 нФ.

Прежде чем принять решение о точной емкости резонансного конденсатора, полезно проверить катушки, которые будут использоваться.Индукционный нагреватель в идеале должен поддерживать катушки различной геометрии, чтобы можно было нагревать различные объекты. Для этого эксперимента я намотал две катушки из провода магнита AWG 22, которые кратко описаны ниже.

Диаметр (см)	\ (l \) (см)	\ (N \) (оборотов)	\ (L_ {theor} (\ mu H) \)	\ (L_ {mes} (\ mu H \))	СОЭ (\ (\ Omega \))
5	2	27	90	75	0. 2 \ pi} {l} $$ Фактические индуктивности были измерены на измеритель импеданса на частоте 100 кГц.Я буду называть первую катушку «большой катушкой», а вторую катушку — «маленькой катушкой». Индуктивности двух вышеуказанных катушек предполагают, что жизнеспособная емкость составляет \ (90 мкФ), состоящую из P1074-ND (22 нФ), подключенного параллельно к P1080-ND (68 нФ). Это даст резонансную частоту 61,3 кГц для большой катушки и 108 кГц для маленькой катушки. \ (C_ {blk} \) теперь можно выбрать так, чтобы он имел низкий (\ (\ le5% \)) импеданс по сравнению с резонансным конденсатором в резонансе.Блокирующая емкость \ (1,8 мкФ \) достаточна и может быть изготовлена ​​из 2 пленочных конденсаторов P4675-ND (\ (1 \ мкФ \)). Анализ частотной характеристики Отсюда можно провести частотный анализ для определения ожидаемого усиления и резонансной частоты. 2 + \ frac {s} {R_ {ref} C_ {eq}} + \ frac {1} {LC_ { eq}}} $$ Прежде чем строить график Боде, необходимо рассмотреть два важных момента относительно \ (R_ {ref} \).Отраженное сопротивление зависит от сопротивления детали и коэффициента связи. Оба эти значения нелегко измерить или рассчитать, поэтому их необходимо оценивать. Значение \ (R \) (до отражения) является мерой потерь в заготовке. Это отличается для разных объектов, но я выбрал значение \ (2 \ Omega \) после некоторого начального тестирования и исследования в Интернете. Хотя это может показаться довольно большим, чтобы учесть омические потери, создаваемые вихревыми токами, этот резистор также отражает гистерезисные потери в ферромагнитных материалах, которые возникают во время нагрева.Таким образом, \ (R \) не представляет собой исключительно омическое сопротивление материала. Другое предположение состоит в том, что заготовка относительно мала по сравнению с рабочей катушкой. То есть в трансформаторе плохая связь. Учитывая, что значения \ (k> 0,5 \) считаются сильно связанными, я оценил \ (k \ приблизительно 0,1 \). Эти значения дали графики Боде, показанные на рисунке 4 в MATLAB.Маленькая катушка имеет резонансную частоту 110 кГц и коэффициент усиления по напряжению 25,4. Большая катушка имеет резонансную частоту 62,5 кГц и коэффициент усиления по напряжению 18,2. Рисунок 4: График Боде упрощенной схемы с большой катушкой (слева) и малой катушкой (справа). Выбор MOSFET IRF540 является подходящим выбором в качестве переключающего элемента, поскольку он имеет постоянный ток стока 28 А при комнатной температуре.Работая при токе около 1 А от общего напряжения 2-20 В, он находится в пределах максимальной безопасной рабочей зоны. По практическим соображениям в сборке была повторно использована тотемная плата, на которой установлены полевые МОП-транзисторы IRF1407. IRF1407 имеет более высокие рейтинги и отлично подходит для этого проекта. Результаты Следующие осциллограммы были сняты во время начальной фазы тестирования, во время которой небольшое напряжение (1-2 В) использовалось в верхней части тотемного столба с маленькой катушкой.На рисунках 5 и 6 показано, что наблюдаемые выходные данные вполне согласуются с прогнозируемыми. Выигрыш оказался не таким большим, как предполагалось, что может быть связано с паразитами, которые не были включены в идеализированную модель. Также интересно то, что блокирующий конденсатор успешно снимает напряжение постоянного тока, как показано на рисунке 7. Зеленая форма волны сосредоточена около 0 В. Однако резкие переходы прямоугольной волны не отфильтровываются и видны как дефекты синусоиды на напряжении рабочей катушки. Рисунок 5: Управляющий сигнал (зеленый), напряжение рабочей катушки (желтый), 1 В на общей стойке. Рисунок 6: Управляющий сигнал (зеленый), напряжение рабочей катушки (желтый), 2 В на тотемном столбе. Рисунок 7: Напряжение после \ (C_ {blk} \) (зеленый), напряжение рабочей катушки (желтый), дифференциальное напряжение конденсатора (розовый), 2 В на общей клемме. Кроме того, когда нагреватель приближается к резонансу, заметна разность фаз. На рисунке 8 нагреватель далек от резонанса, а напряжение катушки и напряжение инвертора совпадают по фазе, тогда как на рисунке 9, где нагреватель находится в резонансе, два напряжения сдвинуты по фазе на 90 градусов. Если бы использовалась фазовая автоподстройка частоты, то эти два напряжения были бы синхронизированы вместе для поддержания резонанса. Рисунок 8: Напряжение инвертора (зеленый), напряжение рабочей катушки (желтый), вне резонанса. Рисунок 9: Напряжение инвертора (зеленый), напряжение рабочей катушки (желтый), при резонансе. Как только было подтверждено, что цепь безопасна и работает, было добавлено больше мощности за счет увеличения напряжения в верхней части тотемного столба. Это позволяло нагревать предметы до очень высоких температур. Используя большую катушку, металлический радиатор нагревали путем повышения напряжения до тех пор, пока через инвертор не протекал ток 1А.Радиатор располагался плашмя поверх катушки. На рисунке 10 показана температура радиатора. Температуру контролировали с помощью цифрового лазерного инфракрасного термометра. Как и ожидалось, начальная скорость нагрева довольно высока, когда температура радиатора близка к комнатной. Однако с повышением температуры скорость отвода тепла от радиатора также увеличивается. В конце концов, мощность индукционного нагревателя не успевает за передачей мощности от радиатора, и кривая начинает выравниваться.\ circ C \) в течение 45 секунд, при этом рабочая катушка лишь слегка нагрелась на ощупь. На полной мощности напряжение на катушке достигнет 200 В от пика к пику, как показано на рисунке 11. Рисунок 11: Напряжение рабочей катушки при работе на большой мощности. Обратите внимание, что вертикальный масштаб составляет 50 В / дел. Обратная связь В качестве интересного дополнения к этому проекту я решил реализовать автоматический поиск резонанса с помощью микроконтроллера.Идея состоит в том, что когда пользователь нажимает кнопку, микроконтроллер должен запускать подпрограмму для определения резонансной частоты. Этот вид настройки на самом деле удобен, потому что вставка заготовки внутри рабочей катушки изменит индуктивность рабочей катушки и, таким образом, также изменит резонансную частоту цепи. Основная идея поиска резонанса заключается в том, что при резонансе синусоида на выходе катушки достигает максимума.Таким образом, если мы сможем создать сигнал, который пропорционален выходному сигналу для подачи в АЦП микроконтроллера, и позволить ему подавать управляющий сигнал на тотемный полюс, мы можем превратить задачу поиска резонанса в задачу поиска пиков программного обеспечения. . На практике возникает несколько трудностей. Прежде всего, индукционный нагреватель работает с частотой порядка 100 кГц. Это означает, что для микроконтроллера с частотой 16 МГц, такого как Arduino Uno, в лучшем случае будет около 160 тактов на цикл инвертора, что серьезно ограничивает наши возможности для генерации сигнала ШИМ.Кроме того, АЦП на Arduino требуется около 100 микросекунд для чтения ввода, что ограничивает его частоту дискретизации до 10 кГц. Таким образом, сигнал не может быть дискретизирован напрямую. Поколение ШИМ Частота ШИМ на Arduino с помощью команды analogWrite () устанавливается на 490 Гц на большинстве контактов и 980 Гц на контакты 5 и 6. Таким образом, использование команды analogWrite () для создания квадрата не является жизнеспособным вариантом, поскольку частота не регулируемый (только рабочий цикл).(Важно помнить, что цель здесь на самом деле не в том, чтобы модулировать ширину импульса, а в том, чтобы изменить частоту прямоугольной волны.) Другой вариант — использовать битовый импульс ШИМ и просто вручную переключить вывод на высокий уровень и низкий с соответствующей задержкой. Это можно сделать с помощью команды delayMicroseconds, но это не обеспечивает достаточно хорошего разрешения при 100 кГц. Ясное решение — работать напрямую с регистрами синхронизации на микросхеме Atmega. Если бы у нас было больше времени, это было бы хорошим вариантом для изучения, но, как оказалось, более быстрым решением было переключиться на Teensy 3. 1 микроконтроллер. Teensy — это микроконтроллер 3,3 В, работающий на частоте 96 МГц. Он имеет функцию под названием analogWriteFrequency (pin, freq), которая позволяет вам установить частоту analogWrite в установочном коде. Он может легко устанавливать частоты от нескольких Гц до сотен кГц. Единственным недостатком является то, что все выводы ШИМ, привязанные к одному таймеру, изменят свою частоту одновременно, но для этого проекта нам нужен только один. Простота этого решения побудила использовать Teensy в качестве микроконтроллера. После того, как мы выбрали микроконтроллер, нам нужно подумать, как на самом деле управлять инвертором с помощью Teensy. Хотя можно управлять сигналами DELAY и #DELAY в программном обеспечении, гораздо проще просто создать одну прямоугольную волну из Teensy и отправить ее через сеть задержки 74HC14. Это очень просто реализовать: мы просто заменяем LM311 и генератор 74HC14 на Teensy. Важно помнить, что Teensy — это 3.Устройство 3 В, которое теперь взаимодействует с устройством 0-5 В (уровень TTL). Оказывается, это нормально, потому что пороговых значений TTL для высокого и низкого логических уровней более чем достаточно для обеспечения правильного вывода. Если бы требовалось большее размах напряжения, было бы несложно подать сигнал в соответствующий компаратор (например, LM311) с правильным напряжением смещения для увеличения амплитуды. Сигнал обратной связи Последнее соображение — это обратная связь в Teensy.Напряжение на катушке, которое может увеличиваться до 300 В (размах), должно быть понижено до безопасного для Teensy уровня (т.е. 3,3 В (размах)). Наиболее очевидным решением является простой делитель напряжения 100 к 1, который я реализовал с помощью резистора \ (100 к \ Омега \) и \ (1 к \ Омега \) (не совсем 100 к 1, но абсолютные значения не нужны. для этого приложения). Кстати, я изначально выбрал чрезвычайно высокие значения для резисторов (в диапазоне десятков мегаомов), и это приводило к очень запутанным результатам на осциллографе, пока я не понял, что мои пробники — это щупы \ (1M \ Omega \). Таким образом, я сильно нагружал свою схему, когда я ее измерял. Указанных выше значений в киломах более чем достаточно для ограничения потребляемого тока. Наконец, я не хотел, чтобы АЦП просто как можно быстрее отсчитывал сигнал из-за высокой частоты сигнала. Arduino Uno может производить выборку только до 10 кГц. Я не смог найти явного верхнего предела частоты дискретизации для Teensy 3.1, но некоторые быстрые исследования в Интернете показали, что она составляет около 600 кГц.Это будет около 6 точек за период, что недостаточно для надежного определения пика. Мне пришло в голову, что нет необходимости находить пики сигнала в цифровом виде. Вместо этого я мог бы выпрямить синусоидальную волну, а затем отфильтровать ее с помощью фильтра нижних частот, чтобы получить значение постоянного тока, пропорциональное размаху напряжения синусоидальной волны. Это постоянное напряжение может быть максимизировано при очень низких требованиях к частоте дискретизации, поскольку это сигнал постоянного тока. Я выбрал простой однополупериодный выпрямитель и параллельный RC-фильтр нижних частот. Защита входа В качестве последнего штриха к схеме я добавил стабилитрон на 3,3 В и резистор перед выводом АЦП в качестве защиты входа для Teensy в случае ошибки пользователя (например, пользователь слишком сильно поворачивает тотем и поднимается выше 300 В (размах)). от напряжения катушки). Рисунок 12: Полная схема цепи обратной связи. Программное обеспечение Код этого проекта можно найти на Github. Основы кода заключаются в том, чтобы пройти через предварительно установленный диапазон частот (50-150 кГц) с шагом 10 кГц, найти диапазон, который дает наибольший отклик, и пройти через этот диапазон с шагом 1 кГц, чтобы найти резонансную частоту в пределах 1 кГц. Поскольку сигнал обратной связи был немного зашумленным, в программном обеспечении был реализован усредняющий фильтр, чтобы предотвратить любые неправильные показания. Результаты обратной связи Следующие формы сигналов показывают работу цепи обратной связи. Обратите внимание, что сигнал постоянного тока имеет более низкое значение, когда частота не резонансная, чем когда она находится в резонансе. Рисунок 13: Вне резонанса, сигнал постоянного тока (синий) имеет очень низкое значение. Рисунок 14: В резонансе сигнал постоянного тока (синий) имеет более высокое значение. При желании резистивный делитель можно отрегулировать для максимального увеличения динамического диапазона. АЦП Teensy был достаточно точным, чтобы система могла найти резонансную частоту лучше, чем у человека, но чувствительность и точность можно отрегулировать, изменив программное обеспечение и изменив схему резисторного делителя. эффективных конструкций индукционного нагрева — Технические статьи Сковорода, разрезанная пополам, стоит на варочной поверхности, в ее центре осторожно разбито яйцо.Половина на сковороде имеет идеально приготовленную, блестящую белизну, а оставшаяся половина — прозрачная и сырая. Это мощный имидж, который со всей очевидностью демонстрирует, насколько эффективнее индукционные плиты по сравнению с альтернативными технологиями приготовления пищи. Сообщение: индукционный нагрев направляет энергию туда, где она необходима. Полупроводниковая промышленность отреагировала на спрос на приборы для индукционного нагрева путем непрерывной настройки и улучшения технологии переключения, необходимой для ее оптимальной реализации.Таким образом, индукционная технология обычно используется в рисоварках, вспенивателях молока и плитах. Использование индукции в системах отопления Принципы обычного трансформатора составляют основу приложений индукционного нагрева. Однако, в то время как трансформатор индуцирует ток во вторичной катушке от первичной катушки, индукционный нагреватель использует первичную катушку для индукции тока в самой посуде для приготовления пищи. Это гарантирует, что результирующий эффект нагрева будет сконцентрирован именно там, где это необходимо.Именно вихревые токи индуцируются в материале посуды для приготовления пищи, что приводит к тепловому эффекту, известному как нагрев Джоуля. Высокое сопротивление обеспечивают сосуды, изготовленные из магнитных материалов, таких как нержавеющая сталь и железо, в то время как немагнитные материалы, такие как алюминий и медь, обеспечивают меньшее сопротивление. Из-за используемых высоких частот ток в первичной катушке протекает в основном по поверхности проводника, и это свойство известно как скин-эффект. В змеевиках индукционного нагрева используется особый тип медной проволоки, известной как литц-проволока, которая состоит из множества тонких отдельных жил.Это приводит к увеличению площади поверхности катушки, тем самым уменьшая сопротивление переменному току. Выбор топологии и их функции Существует несколько подходов к выбору топологии, но из-за ценового давления на многих рынках, на которые ориентированы эти приложения, наиболее распространенным выбором является схема одностороннего параллельного резонанса (SEPR) (рис. 1). Эта топология программного переключения использует резонансную сеть резервуаров, состоящую из конденсатора Cr и литц-катушки Lr.БТИЗ, работающий в условиях переключения при нулевом напряжении (ZVS), вместе с параллельным диодом завершают конструкцию. Вместо того, чтобы реализовывать дискретный подход, диод обычно интегрируется в IGBT, при этом характеристики диода оптимизируются в соответствии с потребностями схемы этого типа. Частота переключения 20–30 кГц гарантирует, что любой шум выходит за пределы слышимого диапазона, что делает эту схему подходящей для магнитной посуды. Более высокие частоты также могут использоваться как часть функции плавного пуска. Рисунок 1: Несимметричный параллельный резонансный контур (SEPR) обычно используется для цепей с резонансным напряжением. Работа цепи резонанса напряжения разбита на четыре периода времени (рисунок 3) и применима для случая, когда процесс запуска был завершен (т.е. Cr полностью заряжен): T1 — Цикл начинается с включения Q1, позволяя току течь от Cm через Lr и Q1 и заставляя текущий ток линейно увеличиваться, пока он не достигнет желаемого уровня.В это время напряжение на Cr ограничивается напряжением на Cm. T2 — Следующий Q1 отключается, в результате чего Lr и Cr входят в резонанс. Достигнутое пиковое резонансное напряжение увеличивается пропорционально времени включения T1. T3 — Резонансный ток меняет направление, в результате чего напряжение над Cr падает. T4 — Теперь меняется полярность напряжения на Cr.Когда оно превышает напряжение на Cm, ток начинает течь через диод, возвращая полярность и напряжение Cr к значению Cm. Рис. 2: Четыре фазы работы в схеме с резонансным напряжением SEPR. Номинал IGBT будет зависеть от пика напряжения, который видит Q1, который для источников питания 100 В переменного тока потребует номинального значения VCES от 900 до 1200 В или от 1350 до 1800 В для источников питания 220 В переменного тока. По мере увеличения требований к мощности обычно используется подход полумостового токового резонанса с использованием двух IGBT со встроенными диодами (рисунок 3). Такие конструкции могут также поддерживать использование «полностью из металла», где частота переключения от 80 до 100 кГц может даже поддерживать использование немагнитных посуды для приготовления пищи. Резонансный контур выполнен в виде последовательной конструкции LC или LCR. Рисунок 3: Полумостовая схема индукционного нагревателя с токово-резонансной последовательностью LC. Работа этой схемы также может быть описана в четыре этапа (рисунок 4) после завершения процесса запуска следующим образом: T1 — Включен верхний переключатель Q1, в результате чего ток течет от конденсатора Cm в цепь резонансного тока Cr-Lr. T2 — Переключатель Q1 выключается, оставляя Cr заряжаться из-за тока, протекающего от Lr через диод нижнего переключателя. T3 — Переключатель Q2 включен, позволяя резонансному току течь от Cr через Q2 в Lr. В этот момент VCE Q2 ограничивается прямым напряжением параллельного (или интегрированного) диода, тем самым активируя ZVS. T4 — Переключатель Q2 выключен, позволяя свободно протекать току от Lr через Cr, диод параллельно Q1 и Cm. В этот момент VCE Q1 аналогично фиксируется на прямом напряжении параллельного (или интегрированного) диода, обеспечивая ZVS для следующей фазы, T1. Рис. 4. Четыре фазы работы полумостовой токово-резонансной конструкции. В результате, пиковое напряжение ограничивается суммой пикового входного напряжения переменного тока, что позволяет устанавливать IGBT с VCES от 600 до 650 В для входов 220 В переменного тока. Более высокие токи не позволяют использовать эту конструкцию с входами 100 В переменного тока. Выбор подходящих IBGT для использования в устройствах индукционного нагрева Очевидно, что правильное понимание напряжений, генерируемых на VCES, является критическим фактором при выборе IGBT.Напряжение управления затвором, VGES, также требует проверки. Обычно он работает при 18 В для уменьшения потерь мощности в IGBT. Однако колебания в электроснабжении на многих рынках, иногда до 20%, означают, что проектировщикам необходимо обеспечить, чтобы в таблице данных был указан достаточный запас для этих параметров. Тепловые параметры, такие как Rth (j-c), дают представление о требуемой концепции охлаждения, в то время как следует провести испытания на электромагнитную совместимость (ЭМС), особенно на отключение при более низких частотах испытаний. Другим важным аспектом для рассмотрения является рейтинг IC (sat), параметр, который важен во время токов короткого замыкания, протекающих для заряда Cr при начальном включении питания, пока его напряжение не будет соответствовать напряжению на Cm. Наконец, следует проверить максимально допустимый ток коллектора VCE в зоне безопасной эксплуатации с прямым смещением (FBSOA) для различных значений длительности импульса. Punch-through (PT) IGBT — это предпочтительное устройство в таких приложениях, поскольку они поддерживают более высокие частоты переключения, чем ранее использовавшиеся типы без PT.Последние достижения позволили уменьшить толщину слоя коллектора P для создания структур, известных как IGBT с ограничителем поля (FS). Это позволяет создать слой N для включения обратнопроводящего (RC) основного диода, что приводит к RC-IGBT. Благодаря пониженному хвостовому току они хорошо подходят для схем софт-коммутации. Последний RC-IGBT от Toshiba, GT20N135SRA, представляет собой новое поколение устройств с поддержкой 20 А при 100 ° C и 1350 В. Это идеальное решение для устройств индукционного нагрева 220 В переменного тока для устройств средней мощности мощностью 2200 Вт. По сравнению с устройствами предыдущего поколения, ток короткого замыкания IC (sat) ограничен примерно 150 А при 100 ° C. Во время фазы запуска схемы, когда Cr заряжается, это помогает снизить ток насыщения коллектора и подавить колебания напряжения (рисунок 5). Более широкий FBSOA также означает, что могут протекать более высокие токи, но это должно быть сбалансировано с учетом того, что некоторые потери преобразуются в тепло. GT20N135SRA имеет максимальное значение Rth (j-c) 0,48 ° C / Вт, поэтому, если предположить, что IGBT должен рассеивать 35 Вт в реализации устройства, температура корпуса будет примерно на 6 ° C ниже, чем у устройств предыдущего поколения (GT40RR21 — 0.65 ° C / Вт). Рисунок 5: Насыщение коллектора короткого замыкания, когда Cr не заряжен, значительно улучшено в GT20N135SRA (справа) по сравнению с IGBT предыдущего поколения (слева) и приводит к уменьшению колебаний (красный кружок) Улучшенный слой N также привел к снижению прямого напряжения VF на 0,5 В по сравнению с устройствами предыдущего поколения. При заданном типичном значении 1,75 В при 25 ° C это снижает потери и повышает эффективность. Операция выключения IGBT может затруднить соответствие стандарту CISPR, требуя резистора в тракте затвора для снижения скорости переключения. Однако это приводит к увеличению потерь. В том же настольном приложении с GT20N135SRA теперь достигается запас примерно на 10 дБ на частоте 30 МГц без такого резистора, что обеспечивает лучший компромисс между излучаемыми излучениями и рассеиваемой мощностью (рисунок 6). Рис. 6. Улучшенное отключение приводит к увеличению запаса по CISPR на 10 дБ на 30 МГц для того же устройства. Сводка Хотя индукционные нагревательные приборы обеспечивают большую эффективность и лучший контроль по сравнению со многими альтернативными технологиями, ответственность за их реализацию ложится на инженера-проектировщика. Полупроводниковая промышленность отреагировала на это коммутационными устройствами IGBT, которые на протяжении нескольких поколений продолжали улучшать характеристики, критически важные для оптимальной производительности, от рассеивания тепла и электромагнитной совместимости до характеристик напряжения и тока и улучшенных обратнопроводящих диодов на корпусе. GT20N135SRA, последнее поколение RC-IGBT от Toshiba, упрощает вывод на рынок продуктов, которые проходят испытания на излучение, а также являются более эффективными. Будучи оптимизированными для приложений с резонансным током 220 В переменного тока, будущие продукты будут расширяться, чтобы покрывать более высокие потребности в токе для более крупных кухонных сосудов и более высоких напряжений, возникающих в устройствах на 100 В переменного тока. Эта статья изначально была опубликована в журнале Bodo’s Power Systems. . No related posts. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт