Индукционная котел для отопления: Индукционные котлы отопления — минусы и минусы. Сравнение с тэновым. Видео отзыв специалиста.

Из индукционной плитки

Блок управления плиткой используют для питания полученной обмотки, выставляя необходимую мощность на сенсорной панели управления.

Однако, этот способ имеет существенные недостатки:

• Для успешной работы такого самодельного котла нужно рассчитать параметры индуктивности вновь собранной катушки. Они могут не совпасть с теми, на который рассчитана электроника плитки, в результате чего блок управления может выйти из строя. Для расчетов нужно обладать неплохими знаниями в области электротехники и уметь разбираться в схеме подключения;
• Большинство моделей плит оснащено автоматическим отключением через 2-3 часа после начала работы конфорки. Это приведет к регулярному отключению котла;
• Плитки индукционного типа обычно имеют мощность не более 2,5 кВт, поэтому пригодны только для переделки на котел малой мощности.

Ошибки в устройстве индукционного котла из плитки показаны в видеоролике:

Более простой вариант использования индукционной плитки, исключающий разборку устройства и монтаж новой схемы — установить на неё герметичный бак из нержавейки подходящего размера с входным и выходным штуцером и подключив его в качестве котла в систему отопления. С такой схемой подключения справиться практически каждый.

При наличии необходимых знаний и умения разбираться в схемах можно последовать примеру автора видеоролика и собрать функциональный индукционный котел из плитки, доработав его схему.

Нагреватель сухого типа

Принцип работы индукционного котла предполагает использование воды или другой жидкости не только в качестве теплоносителя, но и для охлаждения сердечника. Но нагрев вторичной обмотки, роль которой в этом устройстве играет труба с водой, произойдет и в том случае, если она будет состоять только из металла.
Степень нагрева в этом случае зависит от соотношения силы электромагнитного поля, создаваемого обмоткой, и массы металла сердечника. Произведя расчеты, можно создать сухой индукционный нагреватель своими руками из металлических труб и медной обмотки, как это показано в видео.

Использование индукционного котла обходится дешевле, чем обычного электрокотла с ТЭНами, и самодельная конструкция позволит значительно уменьшить затраты на его установку. Аналогично можно собрать водонагреватель проточного типа для установки на даче, подобрав устройство необходимой мощности.

Индукционное отопление дома своими руками, система нагрева воды

Сегодня индукционное отопление создает довольно сильную конкуренцию газовым и электрическим котлам. А на рынке отопительного оборудования индукционные котлы позиционируют как один из самых экономичных вариантов. Если в промышленности такие котлы стали появляться в далеких 80-х, то уже в 90-х их начали использовать и в бытовых целях.

Основные принципы работы

Принцип работы индукционного котла

Уже из названия индукционного отопления можно понять, что в основе работы таких котлов – принцип электромагнитной индукции. И чтобы точно понять, как же работает система, достаточно через катушку толстой проволоки пустить большой ток. Вокруг этого устройства обязательно появится электромагнитное поле, и довольно сильное. И если поставить в него любой ферромагнетик – то есть тот металл, который притягивается, то он нагреется – и достаточно быстро.

Рекомендуем к прочтению:

Итак, простейший пример индукционного отопления, то есть, источника тепла, — это катушка, которая намотана на трубу из диэлектрика.

Вовнутрь необходимо поместить сердечник из стали. Катушка, которая подсоединена к источнику электричества, будет нагревать стержень из металла. Теперь остается подключить устройство к магистрали, где циркулирует носитель тепла, — и такое примитивное индукционное отопление своими руками начнет работать.

Если коротко описать принцип работы, то для этого потребуется всего лишь несколько суждений. Электрическая энергия создает электромагнитное поле. Металлический сердечник нагревается под воздействием электромагнитных волн. Избыточное тепло от стержня идет к теплоносителю, нагревая его.

Рекомендуем к прочтению:

Теплоноситель в таких системах может быть не только обычной водой, но и этиленгликолем, и маслом. Из-за того, что жидкость нагревается интенсивно, получаются конвекционные потоки. Горячий носитель тепла идет вверх, а его мощи уже достаточно, чтобы работал небольшой контур. Если же магистраль имеет большую протяженность, — то требуется ставить циркуляционный насос.

Система отопления с индукционным котлом

Развенчание мифов

Порой в магазинах, продающих оборудование, осуществляющее индукционное отопление дома, можно услышать просто нереальные характеристики, присваивающиеся ему. И, к сожалению, не всегда такие свойства являются правдивыми. Существует несколько основных моментов, о которых следует знать правду:

• Новизна принципа. Многие утверждают, что это инновационные технологии, которые построены на основе принципов физики. В реальности дело обстоит так: явление электромагнитной индукции было открыто Майклом Фарадеем еще в 1831 году. И уже с ХХ столетия индукционная система отопления вовсю использовалась в промышленности для того чтобы плавить сталь. Как видим, это не новая технология, а всего лишь известный принцип, нашедший применение в современности в бытовых целях.

Нагрев воды в индукционном котле

• Экономичность. Частое утверждение – что индукционный нагреватель для отопления использует на 20-30% менее энергии, нежели другие электрические аналоги. В реальности же все так: любой прибор нагревания все 100 процентов энергии, которую он использует, превращает в тепловую – конечно если он не делает механическую работу. КПД может быть и меньшим. Здесь все зависит от того, как рассеивается тепло вокруг прибора отопления. Время, за которое носитель тепла нагреется до нужной температуры, прямым образом зависит от того, насколько эффективна работа нагревательного элемента. Поэтому высокие речи о революционной экономичности – это лишь уловки. Ведь закон сохранения энергии никто не отменял. Чтобы получить 1 кВт тепла, нужно потратить не менее 1 кВт электричества. Помимо этого, какая-то часть тепла будет тратиться просто так. Например, сама катушка греется, так как сопротивление проводника не нулевое.

Экономический эффект использования индукционного котла

• Долговечность. Еще одно частое утверждение – это то, что отопление индукционной плитой будет работать у вас не менее 25-ти лет, и что это наиболее долговечный вариант отопления электричеством. Механическое изнашивание котлов такого типа невозможно, так как у них нет подвижных элементов. Медная обмотка обладает большим запасом прочности, и если использовать ее при надлежащем охлаждении, то прослужит она долго. Сердечник в любом случае будет постепенно разрушаться – так как на него могут влиять агрессивные примеси, а постоянный нагрев-остывание не будет придавать прочности. Но заметим, что даже этот процесс – очень долгий. В схеме управления – несколько транзисторов. Именно они и будут определяющими срока эксплуатации всего оборудования без отказа. Обычно дается гарантия на 10 лет. Хотя известны случаи, когда оборудование работало и 30 лет. Вывод из этого всего следующий: индукционные нагреватели воды для отопления будут намного дольше работать, чем аналоги – ТЭНы.
• Незаменимые свойства. Многие говорят, что индукционные котлы сохраняют свои первоначальные характеристики в течение десятилетий из-за того, что здесь не появляется накипь. Первым делом, скажем, что влияние накипи немного преувеличивается. Слой извести не имеет высоких теплоизолирующих свойств, а в замкнутой системе много отложений не появится. Но этого нельзя сказать о сердечнике – здесь накипь – это частое явление. Так, отопление с помощью индукционной плиты действительно не подвержено накипи.
• Бесшумная работа. На самом деле, если изучить отзывы, то можно сказать, что любой электробойлер не будет шуметь при нагревании воды, так как здесь нет акустических колебаний. Шум может появиться только от насосов. Так что суждение верно.
• Компактность. Индукционное оборудование можно устанавливать в любом помещении. Это утверждение верно: данное устройство – это отрезок трубы, который не требует особого места.

Индукционный котел

• Индукционный нагрев воды для отопления – безопасен. Если случится утечка носителя тепла, то электромагнитное поле не исчезнет автоматически. Сердечник продолжит нагреваться, если не прекратить электроснабжение, то корпус и крепление расплавятся через считанные секунды. Именно поэтому при установке следует предусмотреть автоматическое отключение индукционного котла в таких ситуациях.

Индукционный котел для отопления частного дома

Индукционный котел – электрическое нагревательное устройство, предназначенное для обеспечения нужд отопления и горячего водоснабжения, может применяться в частных домах и квартирах. Существуют также промышленные версии котлоагрегатов мощностью до 10000 кВт.

Электрические котлы индукционного типа применяются пока довольно редко. Это вызвано повышенной стоимостью и относительно недавним появлением бытовых версий котлов (1998 – 2000 гг.). Производители позиционируют свою продукцию как оборудование с высокой степенью энергосбережения, до 30 % по сравнению с другими видами электрокотлов. Материал публикации дает обзор конструкции котла этого типа, принципа действия, достоинств и недостатков оборудования.

Принцип работы и устройство индукционного котла

Принцип работы индукционного котла реализуется на использовании свойств электромагнитного поля. Ферромагнитный сплав, помещенный в электромагнитное поле, нагревается под воздействием электромагнитной индукции.

Ферромагнитный сплав (магнитящий металл) выполнен в форме теплообменника (лабиринтного типа или простой трубы), по которому движется теплоноситель. Нагретый индукцией металл передает тепло циркулирующему теплоносителю.

Простейшей конструкцией электрического котла индукционного типа является металлическая труба, на которою нанесена (с небольшим зазором, без контакта) обмотка из изолированной медной (реже – алюминиевой) проволоки. На обмотку подается напряжение 220 или 380 В. Однофазные котлы имеют мощность до 7 кВт, трехфазные – от 7 и выше. Бытовые версии ограничены мощностью в 25 кВт.

Индукционная катушка заключается в корпус с тепловой и звуковой изоляцией. Концы трубы (сердечника катушки) выведены наружу через стенки корпуса и оборудованы резьбами для подключения трубопроводов.

Для повышения эффективности и плотности нагрева сердечник часто сформирован в форме многоходового лабиринта.

Теплоноситель, двигаясь по лабиринту, преодолевает более длинный путь через зону вихревых индукционных токов, при этом значительно повышается качество и скорость нагрева.

Котел оборудуется датчиком температуры теплоносителя, шкафом управления, системами контроля и безопасности, возможно наличие дистанционного управления. Обязательными элементами обвязки являются группа безопасности (воздухоотводчик, сбросной предохранительный клапан, манометр), расширительный бак (экспанзомат), циркуляционный насос.

Также рекомендуется интегрировать в систему датчик протока, так как отсутствие теплоносителя (в результате утечки или завоздушивания) при включении приведет к перегреву и расплавлению оборудования.

Достоинства и недостатки индукционного котла

Индукционные котлы обладают следующими достоинствами:

1. Высокий КПД;
2. Отсутствие расходных элементов, надежность конструкции;
3. Малые габаритные размеры;
4. Простота монтажа и эксплуатации;
5. Высокая скорость нагрева;

Котлы индукционного типа имеют коэффициент полезного действия до 99 %, превосходящий КПД ТЭНовых и электродных агрегатов. Экономичность котла в 20 – 30 %, заявляемая производителями, противоречит принципам закона сохранения энергии.

Но некоторая экономия все же может быть достигнута за счет отсутствия накипи. Дело в том, что сердечник при воздействии электромагнитной индукции не только нагревается, но и приобретает устойчивую микровибрацию. Образование отложений и накипи в таких условиях практически невозможно.

 В ТЭНовых и электродных котлах образование накипи – стабильный постоянный процесс. Известковые отложения имеют определенное термическое сопротивление и снижают коэффициент теплопередачи от нагревательного элемента к теплоносителю. Накипь толщиной 0,5 мм ухудшает теплопередачу на 8 – 10 %. В индукционных котлах такое препятствие отсутствует и электрическая энергия расходуется более рационально.

Наличие явления вибрации также позволяет использовать в системе отопления воду даже с высоким содержанием солей жесткости. Вообще в качестве теплоносителя при работе котлов-индукторов может использоваться неподготовленная вода, антифризы, даже масло – то есть отсутствуют требования по химическому составу, которые присущи другим электрокотлам.

Индукционные котлы не имеют в своей конструкции быстроизнашивающихся элементов (ТЭНов, электродов). Срок службы оборудования заявляется в 25 лет (при гарантии в 2 года). Не требуется регулярная замена нагревательных элементов – это снижает расходы на эксплуатацию оборудования.

Бытовые котлы обладают малыми габаритами (высота не превышает 1 метра), могут располагаться в любом помещении. Установка изделия не требует получения каких-либо разрешений, монтаж можно произвести самостоятельно. Обязательным условием монтажа является заземление устройства для предотвращения поражения электрическим током.

О самостоятельном изготовлении котла индукционного типа следует сказать отдельно. Реализация этой задачи возможна при наличии сварочного аппарата и определенных умений. Но обязательным условием является знание электрического оборудования и устройств, ведь для любого сложного оборудования требуется серьезная система безопасности, контроля и управления. Самостоятельная сборка блока управления и систем безопасности не всякому по силам.

Индукционные котлы можно назвать многофункциональными. Их можно использовать не только для отопления, но и для производства горячей воды в режиме проточного водонагревателя.

Каких-либо серьезных недостатков индукционные котлы практически не имеют. Можно лишь отметить, что по отзывам пользователей наблюдаются жалобы на шум изделия при работе. Это вызвано наличием вибрации. Этот негативный фактор в принципе можно устранить – котел следует крепить с амортизирующими вставками (из резины и т.д.), которые будут препятствовать передаче вибрации строительным конструкциям.

Также можно отметить, что серьезную опасность представляет неконтролируемая утечка теплоносителя. При выходе из строя системы контроля протока оборудование будет разрушено и станет неремонтопригодным. И еще один весомый недостаток, присущий всему электрическому отопительному оборудованию – очень высокая стоимость электрической энергии.

Индукционные котлы отопления – качественное и эффективное оборудование с технической точки зрения. По своей конструкции они более совершенны, чем ТЭНовые и электродные электрокотлы. При отсутствии иных энергоносителей, кроме электроэнергии, оборудование этого типа со временем может стать более популярным для отопления частных домов и дач.

(Просмотров 560 , 1 сегодня)

Рекомендуем прочитать:

Виды индукционных котлов отопления

Индукционный котел представляет собой устройство для отопления помещений путем индукционного нагревания с аккумуляцией тепла. Котел состоит из двух контуров:

Содержание

• — первичный контур представлен в виде магнитной системы;
• -вторичный контур является теплообменным устройством или тепловыделяющим элементом.

Индукционный котел применяется для:

• — обогрев жилых помещений;
• — обогрев административных и промышленных корпусов и сооружений;
• — обогрев конструкций с особыми предписаниями по безопасности и экологии;
• -резервация источников теплоснабжения;
• — применение в системе горячего водоснабжения;
• — коррекция процесса теплообеспечения при эксплуатации нестабильного возобновляемого источника энергии и низкосортного местного топлива;
• — подключение к системам с комбинированным (бивалентным) отоплением;
• -подключение к системе отопления с дистанционным управлением;
• — использование в системах технологического нагрева с применением промежуточного жидкого теплоносителя (до 115°С) как в проточных системах, так и с камерным реактором.

Принцип работы индукционного котла

Изначально индукционный котел отопления производили трансформаторного типа. В нем на традиционный Ш-образный сердечник из металла с первичной обмоткой помещена короткозамкнутая вторичная обмотка, изготовленная из труб, по которым и циркулирует теплоноситель.

Недостатком такого котла является большой размер и вес, а также проблема с плавным регулированием мощности.

Уменьшить вес и размер аппарата помогло использование преобразователя, работающего на высокочастотных токах. Термоидальная обмотка, которая находится на корпусе котла, позволяет значительно увеличить КПД и сделать минимальным магнитное поле возле индукционного котла.

Индукционный котел отопления защищен металлическим ударопрочным корпусом, внутри которого располагаются:

• — нагреватель из бесшовных труб, напоминающих по форме металлический лабиринт;
• — катушка, заключенная в герметичный корпус и защищенная специальным электроизолятором.

Таким образом, такой котел имеет двойные стенки и объединяет в себе сердечник и нагревательный элемент. Между стенками котла вварены патрубки, через которые подается теплоноситель. Он охлаждает конструкцию, нагревающуюся из-за воздействия переменного тока. Благодаря высокочастотному переменному магнитному полю индукционный ток выталкивается на внутреннюю поверхность стенок котла. На стенках ток соприкасается с теплоносителем.

Накипь практически не образуется благодаря соединению электромагнитного поля с высокочастотными вибрациями стенок. При необходимости индукционный котел можно изолировать защитным кожухом с теплоизоляцией.

Уровень КПД достигается 99% и поддерживается стабильно высоким во время эксплуатации. Имеет рабочую частоту тока в 50 Гц с минимальными помехами в сети. Вся используемая энергия из сети применяется для получения тепла.

Поэтому при переходе на данный способ отопления затраты на эксплуатацию снижаются на 30%.

Схема подключения индукционного котла

В конструкции котла отсутствуют элементы, которые могут подвергаться механическому износу, так как в нем не используются движущиеся детали и устройства. Индукционный нагрев совместим с использованием различных жидких теплоносителей: воды, масла и антифриза. Для использования этих жидкостей не требуется технологическая подготовка. Для установки котла не требуется отдельное помещение. Совместим с различными системами отопления.

Полностью автономен. Не нуждается в профилактических работах в неэксплуатируемый период. Для выполнения монтажных работ и обслуживания нет необходимости привлекать высококвалифицированных сотрудников. Термин эксплуатации индукционного нагревателя для отопления сооружений составляет не менее 30 лет.

Данный тип нагревателя обладает высокой степенью электро‐ и пожаробезопасности, так как нагревательный элемент и индуктор не имеют между собой электрическую связь. Если нагреватель работает в системе отопления и горячего водоснабжения, его граничная температура может превышать температуру теплоносителя до 10‐30°С.

В зоне воздействия высокой температуры полностью отсутствуют электрические контакты. Исключение составляют 2 — 6 выводов термостойкого кабеля, которые достаточно удалены от области нагрева и не требуют каких-либо мер для обеспечения качественного электрического контакта. Эксплуатация индукционной технологии обогрева с промышленной частотой тока дает возможность максимально эффективно применять индукционный котел в различных отраслях промышленности.

Индукционный котел бесшумен в работе и экономичен в использовании, о нем положительные отзывы

• — более малой инерцией нагрева;
• — применением современной автоматики;
• — использование современных радиаторов (чугунные повышают расход энергии).
• — надежность и длительный срок эксплуатации за счет простотой конструкции.

Индукционный котел

Необходимо обеспечить качественную теплоизоляцию помещений. Отопительная система должна быть правильно спроектирована и установлена высококвалифицированным специалистом. С целью обеспечения качественного обогрева помещения необходимо правильно подобрать комплект автоматики. Автоматика может быть установлена электронная или механическая. Механическая автоматика оснащена надежным устройством управления, но она не способна поддерживать точные показатели мощности. Механическая автоматика более выгодна для использования в производственных, нежилых, складских помещениях, гаражах.

В системе отопления, построенной согласно правилам, индукционный котел запускается с малой мощности, прогревая, постепенно увеличивает мощность до номинального значения. Современная автоматика обеспечивает поддержание оптимальной температуры в помещении с погрешностью ± 0,2 °С.

Если необходимо отапливать здание площадью 150 кв. метров и высотой потолка 3 м, следует рассчитать отапливаемую площадь. Для этого площадь здания ( в нашем случае 150м²) умножаем на высоту потолков – 3 м. Получаем отапливаемую площадь 450 кв.метров.

Одни киловатт индукционного котла рассчитан на 13 м², значит на просчитанную площадь будет достаточно для обогрева котла мощностью 16кВт. 

Данный расчет будет корректным только в случае проведения теплоизоляционных работ перед обогревом сооружения.

Подытожим вышесказанное. Индукционный котел используется для отопления жилых зданий и промышленных объектов. Котел совместим со многими системами отопления. Пригоден для автономного отопления и в комбинации с другими источниками обогрева. Устройство стабильно в работе. Потребляет равное количество энергии не зависимо от срока службы аппарата.

Имеет большой срок эксплуатации и не требует замены комплектующих и межсезонного обслуживания. Практически не образует накипи. К недостаткам можно отнести невозможность полностью очистить котел от накипи и отложений. Так как аппарат не разбирается, его можно только промыть специальными химическими реактивами. Также следует тщательно защищать блок управления от перегрева.

Наличие современной автоматики позволит экономить до 30% ресурсов. В жилых помещениях целесообразно использовать электронную автоматику. Она позволит плавно регулировать мощность прибора, включать и отключать устройство при необходимости, поддерживать заданный температурный режим . Использование дистанционного управления настройками электронной автоматики позволит организовать процесс управления комфортным для пользователя.

Видео: индукционный котёл ВИН

Как сделать индукционный котел отопления своими руками: устройство и необходимые материалы

В данной рубрике мы постараемся разъяснить конструкцию котла на схеме индукции, сложность его сборки своими руками, появляются ли ощутимые преимущества, применяя индукционную схему нагрева и на сколько она выгоднее ТЭНов.

Устройство и принцип работы котла

Индукционный электрокотел или вихревой индукционный нагреватель (ВИН) предназначен для преобразования электрической энергии в тепловую. Первичная обмотка образует вихревые токи, создающие индукционное магнитное поле, в котором и происходит преобразование. Полученная тепловая энергия отправляется на вторичную обмотку, служащую в качестве нагревательного элемента. Ее задача состоит в передаче тепла непосредственно теплоносителю (воде, маслу, антифризу).

В индукционный котел отопления входят следующие элементы:

1. сердечник – проводник энергии, создаваемой магнитным полем;
2. индукционная катушка, создающая вихревые токи;
3. теплоизоляция, ограждающая котел от теплопотерь;
4. изоляционный кожух, защищающий агрегат от утечки электричества;
5. верхний подающий и нижний отводящий патрубки.

Устройство индукционных котлов

В основу внутреннего устройства такого котла включен индуктор (трансформатор). Обычные бытовые индукционные котлы немного отличается от аналогичных промышленных с цилиндрической системой обмотки. В компактных котлах бытового назначения применяется медная обмотка тороидального типа.

Схема нагрева жидкости в индукционном котле отопления

Внешний корпус агрегата выполнен из окрашенного металла, затем идет толстый слой тепло- и электроизоляции, внутри которой находится сердечник с двойной стенкой. Он изготовлен из особой ферромагнитной стали и имеет толщину стенок не менее 10 мм. Тороидальная обмотка, которая намотана на сердечнике – это первичная обмоткой. Именно в ней происходит преобразование энергии электрического поля в магнитное, которое создает вихревые токи. Уже их энергия переносится на вторичную обмотку. В роли вторичной обмотки выступает корпус контура, который под действием этой энергии выделяет большое количество тепла, передающегося теплоносителю. Тороидальная обмотка позволяет создавать агрегаты с небольшим весом и габаритами.

Принцип работы отопителя

В основе лежит преобразование электрической энергии в тепловую. Такой же принцип используется и в отопительных приборах с ТЭНом, но между ними существенна разница в технологии изготовления котла. При установке индукционного отопителя нет необходимости делать существенную модернизацию уже имеющейся системы отопления.

Как происходит нагрев

Принцип работы электрического индуктора лежит в основе любой модели подобных отопителей. Индуктор состоит из первичной и вторичной обмоток. Первичная преобразовывает энергию в вихревой ток. В результате создается магнитное поле, которое направляется на вторичную обмотку. Она является непосредственно нагревательным элементом котла и выделяет тепло, передаваемое теплоносителю в системе. Теплоносителем может выступать любая подходящая для таких целей жидкость.

Корпус – наиболее важный элемент, который и характеризует базовую разницу между заводским и самодельным устройством. Модели заводского изготовления имеют цилиндрическую обмотку, а самодельные – тороидальную. Обмотка изготавливается из медной проволоки, которая окружает корпус из ферримагнетика с толщиной более 10 мм. КПД такого устройства составляет около 97%.

В сравнении с обычным газовым котлом индукционный отопитель имеет ряд преимуществ:

• нагревание теплоносителя происходит значительно быстрее;
• в результате магнитной индукции накипь не может образоваться в узлах;
• не нуждается в профилактических чистках и прост в эксплуатации;
• для установки нет необходимости строить вентиляцию.

Схема индукционного нагревателя

Благодаря открытию М. Фарадеем в 1831 году явления электромагнитной индукции в нашей современной жизни появилось множество устройств, нагревающих воду и другие среды. Мы каждый день пользуемся электрочайником с дисковым нагревателем, мультиваркой, индукционной варочной панелью, поскольку реализовать это открытие для быта удалось только в наше время. Ранее оно использовалось в металлургической и других отраслях металлообрабатывающей промышленности.

Заводской индукционный котел использует в своей работе принцип воздействия вихревых токов на металлический сердечник, помещенный внутрь катушки. Вихревые токи Фуко имеют поверхностную природу, поэтому есть смысл задействовать в качестве сердечника полую металлическую трубу, сквозь которую протекает нагреваемый теплоноситель.

Принцип действия индукционного нагревателя

Возникновение токов обусловлено подачей на обмотку переменного электрического напряжения, вызывающего появление переменного электромагнитного поля, меняющего потенциалы 50 раз в секунду при обычной промышленной частоте 50 Гц. При этом индукционная катушка выполнена таким образом, чтобы ее можно было подключить к сети переменного тока напрямую. В промышленности для такого нагрева используют токи высокой частоты – до 1 МГц, поэтому добиться работы устройства при частоте 50 Гц достаточно непросто.

Толщина медной проволоки и количество витков обмотки, которую используют индукционные нагреватели воды, рассчитано отдельно для каждого агрегата по специальной методике под требуемую тепловую мощность. Изделие должно работать эффективно, быстро нагревать протекающую по трубе воду и при этом не перегреваться. Предприятия вкладывают немалые средства в разработку и внедрение подобных продуктов, поэтому все задачи решены успешно, а показатель КПД нагревателя составляет 98%.

Помимо высокой эффективности особо привлекает скорость, с которой происходит нагрев протекающей через сердечник среды. На рисунке представлена схема работы индукционного нагревателя, сделанного в заводских условиях. Такая схема применена в агрегатах известной торговой марки «ВИН», выпускаемых Ижевским заводом.

Схема работы нагревателя

Долговечность работы теплогенератора зависит только от герметичности корпуса и целостности изоляции витков провода, а это получается достаточно большой период, производители декларируют – до 30 лет. За все эти достоинства, которыми в действительности обладают данные аппараты, надо выложить немалые деньги, индукционный нагреватель воды – самый дорогой из всех видов отопительных электроустановок. По этой причине некоторые умельцы взялись за изготовление самодельного прибора с целью задействовать его в отоплении дома.

Нюансы

1. При проведении опытов по нагреву и закалке металлов, внутри индукционной спирали температура может быть значительна и составляет 100 градусов Цельсия. Этот теплонагревательный эффект можно использовать для нагрева воды для бытовых нужд или для отопления дома.
2. Схема нагревателя рассмотренного выше (рисунок 3), при максимальной нагрузке способна обеспечить излучение магнитной энергии внутри катушки равное 500 Вт. Такой мощности недостаточно для нагрева большого объёма воды, а сооружение индукционной катушки высокой мощности потребует изготовление схемы, в которой необходимо будет использовать очень дорогие радиоэлементы.
3. Бюджетным решением организации индукционного нагрева жидкости, является использование нескольких устройств описанных выше, расположенных последовательно. При этом, спирали должны находиться на одной линии и не иметь общего металлического проводника.
4. В качестве теплообменника используется труба из нержавеющей стали диаметром 20 мм. На трубу «нанизываются» несколько индукционных спиралей, таким образом, чтобы теплообменник оказался в середине спирали и не соприкасался с её витками. При одновременном включении 4 таких устройств, мощность нагрева будет составлять порядка 2 Квт, что уже достаточно для проточного нагрева жидкости при небольшой циркуляции воды, до значений позволяющих использовать данную конструкцию в снабжении тёплой водой небольшого дома.
5. Если соединить такой нагревательный элемент с хорошо изолированным баком, который будет расположен выше нагревателя, то в результате получится бойлерная система, в которой нагрев жидкости будет осуществляться внутри нержавеющей трубы, нагретая вода будет подниматься вверх, а её место будет занимать более холодная жидкость.
6. Если площадь дома значительна, то количество индукционных спиралей может быть увеличено до 10 штук.
7. Мощность такого котла можно легко регулировать путём отключения или включения спиралей. Чем больше одновременно включённых секций, тем больше будет мощность работающего таким образом отопительного устройства.
8. Для питания такого модуля понадобится мощный блок питания. Если есть в наличии инверторный сварочный аппарат постоянного тока, то из него можно изготовить преобразователь напряжения необходимой мощности.
9. Благодаря тому, что система работает на постоянном электрическом токе, который не превышает 40 В, эксплуатация такого устройства относительно безопасна, главное обеспечить в схеме питания генератора блок предохранителей, которые в случае короткого замыкания обесточат систему, там самым исключив возможность возникновения пожара.
10. Можно таким образом организовать “бесплатное” отопление дома, при условии установки для питания индукционных устройств аккумуляторных батарей, зарядка которых будет осуществляться за счёт энергии солнца и ветра.
11. Аккумуляторы следует объединить в секции по 2 шт., подключённые последовательно. В результате, напряжение питания при таком подключении будет не менее 24 В., что обеспечит работу котла на высокой мощности. Кроме этого, последовательное подключение позволит снизить силу тока в цепи и увеличить срок эксплуатации аккумуляторов.

Принцип работы индукционного нагревателя для металла

Под индуктором подразумевается катушка, изготовленная из медной проволоки, которая провоцирует магнитное поле. С помощью генератора переменного тока формируется высокочастотный поток из базового потока бытовой электросети с частотой 50 Гц. Роль нагревателя играет металлический элемент, поглощающий тепло. При правильном соединении таких составляющих получается эффективный прибор, который может использоваться для нагрева жидкого вещества и обогрева помещения.

Принцип работы нагревателя.

Генератор направляет электрический ток с соответствующими параметрами на катушку (индуктор). Когда сквозь деталь проходит поток заряженных частиц, это вызывает формирование магнитного поля.

Индукционные нагреватели работают по принципу образования электропотоков в проводниках. Магнитное поле может менять направление электромагнитных волн. В случае взаимодействия с металлическими изделиями, оно моментально нагревает их без контакта с индуктором. Этому способствуют вихревые токи.

Какими бывают электрокотлы

Сделанный своими руками индукционный котел упрощается до одной металлической трубы, служащей сердечником. Она и заполняется теплоносителем.

Существуют такие типы индукционных агрегатов:

• однофазные – для сети 220В;
• трехфазные – для сети 380 В.

Самыми распространенными являются ТЭНовые, индукционные и ионные котлы. Монтаж всех моделей может производиться к стене или полу, так как они имеют достаточно легкий вес – 30—40 кг. Индукционные агрегаты используются для локальных систем отопления и для простого обогрева воды. Если дом выше одного этажа, котел отопления можно снабдить специальным насосом, и закрытая система сможет работать стабильно по всему дому.

Если стены постройки не утеплены извне, работа котла будет иметь низкую эффективность, и понадобится очень мощная модель. Устройство такого типа может работать с разными теплоносителями, не только с водой, но и с антифризом. Технически характеристики индукционных агрегатов зависят от мощности и типа модели.

Компоненты индукционного водонагревателя

Самое простое устройство генерации тепла на основе вихревых потоков представляет собой электрический индуктор, который состоит из нескольких обмоток:

• первичной;
• вторичной.

В первичной обмотке электроэнергия преобразуется в вихревые токи, а затем направляет магнитное поле на вторичную. Далее созданная электромагнитная энергия передается теплоносителю, нагревая его. Вторичная обмотка представляет собой одновременно нагревательный элемент и корпус индукционного котла. Он состоит из:

• внешней обмотки;
• сердечника;
• электроизоляции;
• тепловой изоляции.

Работа индукционного нагревателя

Для поступления холодной воды в агрегат и выхода горячей в систему отопления монтируются два патрубка. Для циркуляции жидкости встраивается насос. Перегрев воды при работе отопительной системы не происходит, так как жидкость постоянно циркулирует – подается остывшая, а выводится горячая. Устанавливать такие водонагреватели для обогрева можно практически в любых помещениях. За счет конструкционных особенностей системы снижается вес и размеры нагревательного элемента, а теплоотдача – существенно увеличивается. Теплоноситель в итоге получает около 97-98%% энергии без существенных потерь.

Внимание! Для монтажа индукционного нагревателя какой-либо серьезной перепланировки отопительной системы делать не нужно, этот агрегат в нее просто встраивается.

Виды индукционных котлов для отопления

Различаются два типа устройств с вихревыми токами для нагрева теплоносителя. Первый тип – подача на первичную обмотку напряжения сети 220 в 50 герц, второй – подача напряжения через инвертор. Прибор преобразует стандартное напряжение электросети в токи высокой частоты, примерно в 20 килогерц.

Также различаются используемые материалы – в индукционных котлах SAV замкнутые теплообменники выполнены из стальных труб, а вихревые котлы оснащены теплообменниками из ферромагнитного материала.

Для чего требуется инвертор? Для того чтобы сделать электрокотел индукционный для отопления более надежным, компактным, экономичным и практичным. Однако применение меди для обмотки и сплавов теплообменника, блока автоматики делает инвертор дорогим прибором и это единственная причина по которой индукционные котлы стоят больше, чем электрический обычный котел с ТЭНом.

Рекомендуем к прочтению:Двухконтурный электрический котел для водоснабжения и отопления

Выбирая индукционное отопление, сначала нужно подобрать тип котла:

1. SAV. Отопительное оборудование без инверторов, работающее от стандартного электроснабжения (50 герц), подаваемоемого на индуктор. Вторичная обмотка представляет собой сеть тонких стальных труб теплообменника и быстро прогревается токами Фуко. Транспортировка носителя принудительная, установлен циркуляционный насос. В ассортименте предлагается оборудование с напряжением в 220 V, 380 V.

На заметку! Котлы SAV мощностью в 2,5 кВт справляются с обогревом площади до 30 м2.

1. ВИН. Это индукционные котлы вихревые, для работы которых нужен инвертор, преобразующий частоту электросети. Котлы отличаются облегченной массой, компактными размерами. Теплообменник выполнен из ферромагнитного сырья, магнитопровод и вторичная обмотка представлены как в виде теплообменника, так и корпуса котла. В комплектацию оборудования включены блок автоматического управления, насос приточный и циркуляционный.

На заметку! Котлы ВИН мощностью 3 кВт справляются с обогревом дома площадью 40 м2.

Устройство и основные элементы котла

Если рассматривать конструкцию прибора, то представляется схема индукционной плиты. Котлы также состоят из нескольких основных элементов:

• Индуктор. Тип трансформатора с двумя обмотками. Первая дополняет сердечник, из-за чего именно в этом элементе образуется электромагнитное поле, выделяющее вихревые токи. Корпус котла является вторичной обмоткой, принимающей токи, а затем передающей тепловую энергию теплоносителю.
• Нагреватель. Элемент представляет собой сердечник катушки и выглядит как труба значительного диаметра или несколько трубок меньшего сечения, соединенных параллельно.
• Патрубки. Нужны для соединения агрегата в тепловую сеть, один патрубок является подающим, второй обратным. По первому внутрь котла поступает теплоноситель, по второму выходит и транспортируется в контур отопительной системы.
• Инвертор. Прибор, преобразующий постоянный ток в высокочастотный.

Совет! Если хозяин решил сделать индуктивный котел отопления своими руками, необходимо продумать тип материалов для основных элементов. Можно использовать инвертор от аппарата для сварки, патрубки продаются в магазинах.

Итоги

Из представленных трех вариантов самодельных индукционных котлов отопления два — это не совсем котлы (или совсем не котлы — как посмотреть). Но при этом отапливать с их помощью помещения можно. Способы с индукционной плиткой проверяется элементарно, особенно это просто для тех, у кого такая плитка имеется. Для повышения теплоотдачи в варианте плитка + радиатор можно устроить обдув вентилятором (если нужно). Но насколько это работает нужно проверять на собственном опыте.

В условиях современных рыночных отношений цена на продукты и товары растет достаточно быстро и регулярно. Дорожает все, и энергоносители в том числе. Собственники жилых домов и помещений вынуждены изыскивать выгодные способы варианты без потери качества теплоносителя. Одним из таких способов является индукционный котел своими руками. Принцип работы такого оборудования основан на самом простом и понятном принципе электромагнитной индукции. Для того, чтобы понимать, как это работает, можно представить толстую проволоку, через которую проходит ток. Вокруг этой проволоки возникает электромагнитное поле. Если направить преобразованную энергию на металлическую пластину, можно получить теплоотдающую поверхность.

Главным преимуществом индукционного котла является то, что его легко можно сделать своими руками, даже не имея соответствующего физико-технического образования. Достаточно понять принцип его работы и собрать все необходимые материалы. Какие – в нашей статье.

Преимущества и недостатки

К плюсам индукционного нагрева можно отнести следующие факты:

• Накипь не образуется.
• Нет гари, копоти, не требуется место для запаса топлива.
• Не нужен дымоход.
• Долгий срок эксплуатации без потерь характеристик.
• Прибор при солидной мощности обладает скромными размерами.
• Быстрее нагревает теплоноситель, чем другие электрические аналоги.

При том, что на деталях котла накипь не образуется, его всё же советуют раз в два года перебирать, чтобы осмотреть и провести ТО.

Минусы:

• Счета за электроэнергию будут немалыми.
• Стоимость самого котла больше, чем тэнового (хотя, самодельный обойдётся дешевле).
• Спорная экологичность.

Человеку, использующему электричество для отопления, может казаться, что он не наносит вреда атмосфере. Но чтобы выработать электроэнергию, нужно было где-то далеко на электростанции сжечь уголь, построить плотину или расщепить атом.

Процесс производства индукционного котла

Для того чтобы изготовить вихревой прибор отопления необходим следующий инструмент:

• Сварочный инвертор (как для сборки корпуса, так и для последующего подключения котла).
• Болгарка.

Для корпуса понадобятся:

• Металлические трубы таких диаметров, чтобы свободно входили друг в друга (зазор около сантиметра).
• Патрубки (сгоны) для монтажа на трубы отопления.
• Проволока.

Самодельный индукционный котел

Инструкция:

1. Варятся два «стакана» один большего диаметра, другой меньшего. Так, чтобы входили друг в друга. Внешний будет корпусом прибора, а на внутренний по слою изоляции наматывается катушка, концы которой выводятся через дно верхнего «стакана».
2. Соединить детали корпуса можно либо фланцами, либо заварить намертво. Фланцевое соединение позволит в дальнейшем разбирать и собирать прибор, не прибегая к грубым методам.
3. Когда две детали соединяются, то получается лабиринт, в котором нагревается теплоноситель.
4. С помощью сгонов, полученный прибор соединяется с системой отопления. Его приваривают, либо прикручивают муфтами. При монтаже важно помнить, что холодная вода будет поступать снизу, а выходить горячая сверху.
5. Электрику лучше располагать выше котла, чтобы в случае протечки избежать замыкания.

Так как вихревой котел относится к сложным изделиям, за его изготовление лучше не браться, если вам не до конца ясен принцип работы или вы сомневаетесь, что сможете все сделать качественно и правильно.

Плюсы и минусы индукционных котлов

Индукционный котел заводской сборки

Действительно ли этот тип теплоснабжения насколько эффективен, как его рекламируют производители? Читая отзывы об индукционном отоплении нельзя сделать однозначный вывод. Многие потребители жалуются на большой расход электроэнергии, некоторые самодельные модели котлов явно опасны в эксплуатации.

До того, как делать индукционный котел отопления своими руками, подбирать для него компоненты и комплектующие – рекомендуется детально ознакомиться с плюсами и минусами этого типа теплоснабжения.

Преимущества:

• Быстрое повышение температуры теплоносителя до требуемого уровня. В отличие от работы ТЭНов индукционный нагрев воды для отопления не требует дополнительных изоляционных материалов. Т.е. тепловая энергия от стержня передается непосредственно теплоносителю;
• Долгий срок службы. Это обусловлено отсутствием движущихся частей и высокой надежностью материалов изготовления;
• Небольшие размеры конструкции;
• Не происходит формирование накипи на внутренних стенках. Это связано с небольшой вибрацией стержня во время его работы. Однако если читать отзывы об индукционных котлах отопления, то никто не жалуется на высокий уровень шума.

Но наряду с этим нужно учитывать и отрицательные моменты эксплуатации отопительных котлов этого типа:

• Высокая стоимость заводских моделей. По-настоящему качественные электрические индукционные котлы отопления делаются с применением современных материалов, стоимость которых в большей степени и обуславливают высокую цену. Поэтому самодельные модели значительно уступают по качеству и техническим параметрам заводским;
• Для установки котлов мощностью более 7 кВт потребует обустроить электросеть 380 В. В противном случае нагрузка не позволит работать оборудованию в нормальном режиме;
• В случае отсутствия воды во время работы индукционной печи отопления произойдет перегрев и выход ее из строя. Поэтому в конструкцию должны входить датчики давления, которые соединяются с автоматическим выключателем. При падении давления будет выполнено автоматическое отключение устройства.

Определившись, что все-таки необходимо делать индукционное отопление самостоятельно – можно приступать к выбору оптимальной схемы котла и расчету его параметров.

Индукционный принцип нагрева уже не один десяток лет применяется в сталелитейной промышленности для нагрева металла. Именно из этой отрасли и пришли индукционные отопительные котлы.

Инструкция по созданию простого индукционного котла

1. Внутрь трубы нужно поместить металлический элемент: шнек металлический или проволоку диаметром 7 мм, нарезанную на части в 5 см. Индуктор будет греть шнек, вода станет проходить по «канавкам» шнека, нагреваться и выходить горячей. Здесь зависит КПД от шага шнека – если меньше шаг, то вода проходит больше витков и, соответственно, быстрее нагревается. При этом если индукционная плита работает только с магнитным материалом, вместо шнека можно вставить в трубу нержавеющую мочалку (предварительно проверить магнитом ее свойства) или фехраль и добиться того же используются нержавеющие материалы? Чтобы не вызвать коррозию в последствии, а спокойно использовать агрегат по умолчанию.
2. Дальше понадобится металлическая мелкоячеистная сеточка – нужно проверить, чтобы те «запчасти», которые были помещены внутрь трубы, не могли пройти через сеточку. Именно она удерживает их внутри. И закройте дно основной трубы одной сеточкой, а свободной отверстие трубки – другой сеточкой.
3. Далее приступите к созданию индукционной катушки: накрутите на подготовленную пластиковую трубу медную эмалированную проволоку: нужно сделать около 95 витков и предусмотреть одинаковое расстояние между ними. Для обеспечения электроизоляции обмотки нужно обмазать ее специальным клеем – «Эпоксидный».
4. Снизу необходимо закрепить вводной переходник, который обеспечит подачу воды, а сверху – выводной. При этом входы и выходы целесообразно «обогатить» шаровым вентилем на случай, если вы соберетесь произвести демонтаж котла (при их наличии воду спускать нет необходимости) и аварийный клапан для сброса давления.
5. В итоге получилось устройство, которое уже можно использовать, остались последние штрихи – его нужно подключить к системе отопления. Вырежете из трубопровода часть трубы, которая соответствует размерам полученного агрегата и вставьте самодельный котел. Здесь же можно использовать шкаф (корпус), закрепив устройство на кронштейны (или текстолит).
6. Далее его нужно соединить с инвертором и уже можно запускать воду, то есть заполнять систему теплоносителем и испытывать действие самодельного индукционного котла «на себе». Но и здесь есть одна особенность: не включайте котел при отсутствии теплоносителя в отопительной системе, иначе он может расплавиться и все труды станут бессмысленными.
7. После наполнения водой можно производить запуск индукционного котла отопления и настройку режима его работы.

Достоинства

Собранный своими руками котлоагрегат, будет обладать целым рядом достоинств, среди которых можно выделить следующие важные моменты:

• быстрый нагрев теплоносителя в котле за 3–5 минут;
• минимальная температура нагрева теплоносителя составляет 35 0С;
• магнитное поле, помимо создания тепловой энергии образует вибрации, которые отлично препятствуют появлению накипи;
• коэффициент полезного действия приближается к 100%, иначе говоря, вся электроэнергия перерабатывается в тепло практически без потерь;
• при функционировании агрегата не выделяются продукты сгорания, вследствие чего, нет необходимости возведения дымохода, а также частого технического обслуживания;
• срок бесперебойного функционирования индукционного котла может достигать до 30 лет благодаря тому, что в конструкции агрегата не предусмотрено механическое движение деталей, и как следствие, отсутствует износ и повреждение комплектующих элементов.

Таким образом, мы раскрыли все характеристики индукционного котлоагрегата, а также указали на все нюансы изготовления котла своими руками. Мы искренне надеемся, что все наши советы и рекомендации, изложенные в этой статье, станут для вас настольным руководством при сборке индукционного агрегата своими руками.

Смотрите видео, в котором опытный пользователь демонстрирует устройство и работу индукционного котла отопления, сделанного своими руками:

Обзор производителей индукционных котлов

Индукционный котел заводского производства

Но что делать, если требуются индукционные электрокотлы для отопления заводского производства? Увы, но в настоящее время на рынке не так много производителей, продукция которых отвечает мировым стандартам.

При комплектации индукционного отопления, которое делается своими руками, рекомендуется проанализировать текущие предложения на рынке. При этом необходимо не только ознакомиться с отзывами об индукционных отопительных котлах, но и проверить их соответствие текущим нормам. Сделать последнее будет непросто, так как в настоящее время нет ГОСТов и СНиПОв, регламентирующих производственный процесс их изготовления. Максимум, с чем можно свериться – с внутренними техническими условиями производителя.

Но как в таком случае укомплектовать индукционное отопление частного дома надежным оборудованием? Для решения этого вопроса предлагаем обзор производителей котлов для индукционных отопительных систем.

Гейзер

Одна из самых больших и надежных компаний по производству оборудования для электрического теплоснабжения. В настоящее время потребитель может выбрать индукционный котел отопления мощностью от 4,5 до 250 кВт. Примечательно, что конструкция имеет класс электробезопасности «2», что не требует организации дополнительного контура заземления.

В моделях серии «Е» есть накопительная емкость, что позволяет делать индукционный нагрев теплоносителя для отопления более экономичным.

Эдисон

Компания специализируется на выпуске больших отопительных систем, предназначенных для теплоснабжения общественных и производственных здании. В поставляемый комплекс оборудования входят все необходимые компоненты. В ассортименте есть модели, рассчитанные для отопления от индукционной плиты небольшой мощности. Но их количество крайне мало.

Миратрон

Особенностью электрических отопительных котлов индукционного типа от этой компании является модульная компоновка. Это дает возможность в любое время увеличить мощность системы теплоснабжения без полной замены оборудования. В ассортименте есть котлы от 4,5 до 30 кВт.

Перед приобретением электрокотла для индукционного отопления рекомендуется ознакомиться с его техническим паспортом. В нем должны быть указаны условия эксплуатации оборудования.

Сердечник

У него должны быть следующие свойства:

• проводящие — вихревые токи не будут наводиться в диэлектрике;
• сопротивляемость ржавчине – коррозия в закрытом контуре до добра не довет;
• ферромагнитными – диамагнетик исключает связь с электро-магнитным полем.

Варианты решения:

• он должен располагать рубленой проволокой, которая не подвергается ржавению – её неудобство содержит ограничение импровизированного котла с обеих сторон металлической сеткой;
• плотно входящий в трубу винтовой шнек отличное решение – при движении по канавам в нем, самый большой тепло-объем будет взиматься водой;
• скатанные из нихромовой проволоки «ежики», плотно помещенные в трубу;
• соответствующим методом в трубу можно вставить кухонные мочалки из нержавеющего металла.

Ниже расположен чертеж котла отопления своими руками.

Делаем индукционный котел отопления своими руками

Индукционный котел для отопительной системы своими руками изготовить достаточно просто, для этого потребуется только специальная схема. Такое устройство очень эффективно, однако, нужны определенные навыки для процесса работы со сварочным переносным аппаратом, кроме того нужно подготовить трехфазный инвертор, который должен крепится стационарно, материалы и инструменты.

Первичная обмотка преобразует электричество в вихревые токи, направляя электромагнитное поле сразу же на вторичную обмотку.

Она и передает энергию теплоносителю. Корпус современного индукционного котла включает в себя:

• Внешний контур;
• Сердечник с двойной стенкой;
• Слой тепло- или электроизоляции.

Котлы имеют незначительный вес, но при этом значительно повышается КПД. Такие котлы отопления намного более экономичные, нежели привычные системы отопления. Носитель тепла проходит систему двойного нагрева, в результате чего процесс обогрева сокращается почти что вдвое. Достигается этот эффект благодаря достаточно невысокому уровню инерции. В процессе нагревания теплоносителя возникает магнитная индукции, в результате чего в трубопроводе не образуется накипь.

Медная обмотка устанавливается строго на корпус котла, в результате чего достигается высокая производительность, небольшие габариты и маленький вес устройства. Чтобы можно было подводить и отводить теплоноситель, то в индуктор монтируются специальные патрубки.

При монтаже индукционных котлов отопительной системы дома нужно учитывать такие требования к монтажу:

• Устройство можно монтировать исключительно в закрытые отопительные системы;
• Прибор может монтироваться в системы, использующие пластиковые трубы;
• Между стеной и системой отопления должно быть достаточно свободного места.

Такое устройство очень производительное, поэтому, способно обеспечить гарантированно не только очень качественное отопление любого типа помещения, но и прослужит на протяжении длительного времени.

Общие советы

Ориентируясь на схемы, можно достаточно быстро собрать индукторы различной мощности для нагрева воды, металлов, обогрева дома, гаража и автосервиса. Необходимо помнить и о правилах безопасности для эффективной службы нагревателей такого типа, ведь утечка теплоносителя из самодельного устройства может закончиться пожаром.

Есть определенные условия организации работы:

• расстояние между индукционным котлом, стенами, электроприборами должно быть не меньше 40 см, а от пола и потолка лучше отступить 1 м;
• с помощью манометра и устройства по сбросу воздуха обеспечивается система безопасности за выходным патрубком;
• пользоваться устройствами желательно в закрытых контурах с принудительной циркуляцией теплоносителя;
• возможно применение в пластиковых трубопроводах.

Самостоятельная сборка индукционных генераторов обойдется недорого, но и не бесплатно, ведь нужны комплектующие достаточно хорошего качества. Если у человека нет специальных знаний и опыта в радиотехнике и сварке, то не стоит самостоятельно собирать обогреватель для большой площади, ведь мощность нагрева не превысит 2,5 кВт.

Однако самостоятельная сборка индуктора может рассматриваться как самообразование и повышение квалификации хозяина дома на практике. Можно начать с небольших приборов по простым схемам, а поскольку принцип действия в более сложных устройствах тот же, только добавляются дополнительные элементы и преобразователи частоты, то и освоить его поэтапно будет легко и вполне бюджетно. Вконтакте

Вихревой индукционный котел в чем отличие

С принципом работы индукционного отопительного прибора мы уже знакомы. Существует его разновидность: вихревой индукционный котел или ВИН, действующий несколько иначе. Как и индукционный аналог, он работает от высокочастотного напряжения, поэтому обязательно оборудуется инвертором. Особенность ВИН устройства заключается в том, что вторичная обмотка у него отсутствует.

Ее роль выполняют все металлические детали прибора. Их обязательно изготавливают  из материалов, которые проявляют ферромагнитные свойства. Таким образом, когда на первичную обмотку устройства поступает ток, резко возрастает напряженность электромагнитного поля.

Оно в свою очередь генерирует ток, сила которого стремительно увеличивается. Вихревые токи провоцируют перемагничивание, в результате которого все ферромагнитные поверхности очень быстро, почти мгновенно, разогреваются.

Вихревые устройства достаточно компактны, но за счет использования металла, их вес велик. Это дает дополнительное преимущество, поскольку все массивные элементы корпуса принимают участие в теплообмене. Таким образом КПД агрегата приближается к 100%. Эту особенность устройства нужно учитывать, если принято решение самостоятельно изготовить котел ВИН. Он может быть выполнен только из металла, пластик использоваться не должен.

Основное отличие вихревого индукционного котла заключается в том, что его корпус выступает в роли вторичной обмотки. Поэтому его всегда изготавливают из металла

Индукционный котел, 7 кВт, для нагрева поверхности 120 м² — 140 м²

Современное отопительное устройство, не имеющее электронагревателей. Котел центрального отопления работает по принципу электромагнитной индукции, который заключается в создании электродвижущего поля в змеевике котла за счет изменения магнитного потока. Электромагнитное поле улавливается нержавеющей сталью. Благодаря электромагнитной индукции создаются вихревые токи, обеспечивающие эффективную и экономичную работу индукционной печи.Покупка одиночного котла — это долгие инвестиции со многими преимуществами. Не так уж и мощно, но и удобно. Определенно дешевле в эксплуатации по сравнению с другими доступными устройствами, оснащенными традиционными изнашивающимися нагревателями и камнями в системе центрального отопления (центральное отопление). Печи устраняют проблему благодаря отсутствию традиционного нагревателя и могут работать намного дольше без сбоев и без обслуживания.

Заявка:

Чаще всего покупатели нашего магазина выбирают котлы для отопления дома, часто устанавливая теплый пол или воздушные завесы, питающие энергию от котла.Индукционные печи нашей компании чаще всего используются параллельно с подогревом технической воды в котле. Возможностей использования и использования энергии, поступающей от котла, действительно много.

Экономика и производительность:

Время работы котла регулируется. Эффективность и экономичность обеспечивают работу в автоматическом режиме. Одинарный индукционный котел сводит к минимуму потери тепла на 98% (установка дымохода не требуется), потому что он нагревает воду немедленно, а не окружающую среду.Кроме того, он может нагреваться намного быстрее, поэтому вам не нужно включать его на несколько часов раньше, чтобы обогреть дом. Экономия здесь за счет того, что мы греем только тогда, когда нам это нужно. Например, когда мы идем на работу, мы устанавливаем минимальный нагрев, чтобы поддерживать минимальную температуру, необходимую для оптимальной работы домашней установки. Покупая котел в нашем магазине, вы не несете никаких расходов, связанных с использованием, переоборудованием или созданием котельной. Котел, представленный в этой товарной карточке, отапливает здания площадью до 140 кв.м.Другие индукционные котлы для обогрева больших помещений доступны здесь.

Технические параметры:

• Модель: 7кВт 400В x3.
• Мощность: 7кВт
исправлено
• Отапливаемая площадь в (м²): 140 м².

Преимущества тройного индукционного котла:

• Не занимает много места.
• Безопасен в использовании.
• Идеально подходит для надводных домов, студий, офисов.
• Полностью не требует обслуживания.

vitality

Индукционный котел — это инвестиции на долгие годы. Срок службы около 30 лет. Корпус котла из стального проката, покрытого полной антикоррозийной защитой, или из нержавеющей стали, в зависимости от модели. Медная индукционная катушка с высокотемпературной крышкой и металлический держатель для вертикального монтажа обеспечивают удобство при установке.

Экономия:

• A ++ и A + и A затраты на нагрев индукционного котла ниже, чем на твердом топливе,

• B затраты сопоставимы с затратами на использование природного газа,

• C затраты сопоставимы с затратами, понесенными при использовании природного газа.

При правильно завершенной термомодернизации здания (термомодернизация — мероприятия, направленные на снижение улетучивания горячего воздуха, и те, которые будут обеспечены за счет экономичного обогрева здания), одиночный индукционный котел обеспечивает очень низкое энергопотребление. спрос (ЕС).

Универсальные возможности подключения

Наш котел можно подключить к уже существующей системе отопления. Одиночный котел 6.0 работает с такими системами отопления, как: топка, твердотопливный котел, тепловой насос, фотоэлектрическая установка, воздушная завеса и т. Д.Индукционный котел может работать в установках из медных и стальных труб, из синтетических материалов.

Котельная установка

Наши котлы могут быть установлены в зданиях, где медные, стальные или пластиковые трубы используются для строительства центрального отопления. Также материал, из которого изготовлены радиаторы, не создает препятствий; для установки можно использовать стальные, медные, чугунные или алюминиевые радиаторы.

Котлы можно разделить на части, что позволяет увеличить отапливаемую площадь.

Примерная схема установки водогрейного котла ГВС

Примерная схема установки индукционного котла.

Примерная схема установки индукционного котла.

1 — индукционный котел; 2 — пульт управления; 3 — группа безопасности; 4 — твердотопливный котел; 5 — аккумулятор тепла; 6 — шаровой кран; 7 — обратный клапан; 8 — циркуляционный насос; 9 — трехходовой клапан; 10 — радиатор; 11 — теплые полы; 12 — расширительный бачок.

Примерная схема подключения индукционного котла к твердотопливному котлу.

1 — котлы индукционные; 2 — пульт управления; 3 — предохранительный клапан; 4 — твердотопливный котел; 5 — емкость для воды; 6 — водопровод; 7 — Шаровой кран; 8 — циркуляционный насос; 9 — обратный клапан; 10 — стрела гидравлическая; 11 — предохранительный клапан; 12 — сосудистый расширительный бачок; 13 — распределитель; 14 — клапан; 15 — душевая кабина; 16 — теплый пол; 17 — радиаторы; 18 — ванна.

Основы технологии индукционного нагрева

Индукционный нагрев

Проще говоря, индукционный нагрев является наиболее чистым, эффективным, рентабельным, точным и повторяемым 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 находится в переменном магнитном 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, кажется, что они движутся вихрями на водоворотах внутри твердой массы материала. Вихретоковые потери намного важнее гистерезисных потерь при индукционном нагреве. Обратите внимание, что индукционный нагрев применяется к немагнитным материалам, в которых отсутствуют гистерезисные потери.

Для нагрева стали для закалки, ковки, плавки 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 при выполнении повторяющихся операций.После того, как машина индукционного нагрева правильно отрегулирована, 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 сделал возможным размещение таких операций, 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. С помощью индукции можно 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 является выбором для деталей, требующих чистого нагрева, например, при пайке. Поскольку в индукционном нагреве используются магнитные поля, проницаемые через стекло или другие материалы, возможен контролируемый нагрев 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 индукцией возник 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 друг от друга, 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 промышленной 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 своего 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 новых способах дальнейшего развития методов и процессов индукционного нагрева на новых, ранее заброшенных территориях. 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 передовых 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 бытового отопления

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 приблизительно соответствует значению около 6,5- Электроэнергия 10 кВт,

, что в разумных пределах для жилья.

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

рассматривается система индукционного нагрева для нагрева воды. Новая бытовая система солнечного отопления + индукционная вода

показана на рис. 1. Система была спроектирована и изготовлена ​​для отопления дома. В этом исследовании

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

как «унверный» водонагреватель.

2. Материалы и метод

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

, и 32 хромоникелевых диска, просверленных с противоположных сторон, размером Ø154 мм x 2 мм, 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

отверстий.

В котел использовалась вода, подаваемая 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 медной проволоки Ø4мм с изоляцией из стеклопластика

.

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, равны

, приведенным в таблице 1.

Таблица 1. Значения для спроектированного индукционного нагревательного котла.

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

рассчитаны 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)

Электрические индукционные отопительные котлы, HME Boilers Pvt Ltd

О компании

Год основания 2003

Юридический статус компании с ограниченной ответственностью (Ltd./Pvt.Ltd.)

Характер бизнеса Производитель OEM

Количество сотрудников от 11 до 25 человек

Годовой оборот 2–5 крор

Участник IndiaMART с марта 2008 г.

GST24AADCH6937M1Z7

Код импорта и экспорта (IEC) AADCH *****

В Heat-Max качество — наша миссия. Независимо от того, что вы ищете, мы стремимся предоставить вам именно то, что вам нужно, и тогда, когда вам это нужно.Наши клиенты любят работать с нами, потому что мы производим высококачественную продукцию в исключительно короткие сроки. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы получить первоначальное предложение и начать совместную работу.

В нашей компании мы гордимся исключительным качеством. От первоначальной концепции до конечного продукта наше внимание к деталям не имеет себе равных. В постоянно развивающейся отрасли LTD производители установили планку инноваций и поставок. Изучите наш сайт и убедитесь сами — мы любим свою работу и уверены, что вы тоже.

Видео компании

U.S. Solid 15 кВт высокочастотный индукционный нагреватель 30-80 кГц, 220 В или 110 В

Описание продукта

Когда дело доходит до индукционного нагрева, высокочастотный индукционный нагреватель USS-HFIH00001 является одним из лучших.В нем используются новейшие блоки питания MOSFET и IGBT, а также новейшие методы и методы управления частотой, а также обеспечивается высокая эффективность, низкое энергопотребление и очень высокая выходная мощность. Благодаря этому он обеспечивает эффективный и быстрый нагрев любой целевой области и очень полезен при нагревании металлов.

Он рассчитан на 100% нагрузку, что означает, что он может работать 24 часа без остановки. В случае возникновения проблем имеется инфракрасный датчик температуры, который предупреждает оператора о перегреве машины, а также упрощает контроль температуры и упрощает ручное управление.

Спецификация

1. Нагревательный змеевик диаметром 30 мм и медная трубка M6 длиной 1,5 м будут включены бесплатно. Если вы хотите заказать дополнительные нагревательные змеевики или другие размеры, свяжитесь с нами по электронной почте service @ ussolid.com , указав номер вашего заказа и необходимую информацию о катушке.
2. Данную машину нельзя использовать с вилкой. Для прямого подключения машины к источнику питания потребуется провод (площадь поперечного сечения линии электропередачи должна быть больше 6 квадратных миллиметров).

Приложения
1. Работает с золотом, серебром, алюминием и т. Д. Весом от 0,5 до 2 кг;
2. Размер тигля, который можно использовать, составляет от 60 * 80 мм до 100 * 125 мм (обычно 75 * 90 мм).

Упаковочный лист
1 индукционный нагреватель
1 x стандартный нагревательный змеевик (диаметр 30 мм, 3 витка)
1 ножная педаль
1 x руководство на английском языке
1 x 1,5 м медная трубка M6 (подарок)

Пользовательское поле

категория продуктов google Бизнес и промышленность> Производство

Ih55AB 45 кВт, 30–80 кГц Индукционный нагрев, плавление и ковка Нагреватель / печь

Примечание. Эта модель доступна только с трехфазным напряжением 460–480 Вольт.

Среднечастотные индукционные нагреватели серии International IH разработаны для работы в диапазоне от 30 до 80 кГц. Среднечастотные нагреватели отлично подходят для нагрева мелких деталей, резки, пайки алмазным инструментом, пайки медной сантехнической арматуры, термообработки автомобильных деталей, отжига контейнеров из нержавеющей стали и многого другого.

Среднечастотные индукционные нагреватели самые простые по конструкции и исполнению. Благодаря низкой стоимости владения и обслуживания они являются самыми популярными и надежными машинами.Модели мощностью 15 кВт особенно популярны благодаря своей большой мощности и малой занимаемой площади по доступной цене. Это делает их стандартным оборудованием для многих заводов, лабораторий и мастерских, где имеется 230 В переменного тока.

Индукционный нагрев заключается не во внешнем приложении тепла, а во внутреннем выделении тепла в самой заготовке. Этот процесс не требует длительных периодов нагрева и позволяет ограниченное подведение тепла локально и точно по времени, таким образом достигая высокой степени эффективности и максимального использования энергии.По сравнению с традиционными методами нагрева, индукционный нагрев обеспечивает максимальный уровень качества и эффективности в практически неограниченном диапазоне применений.

Основные принципы индукционного нагрева были изучены и применялись в производстве с 1920-х годов. Во время Второй мировой войны технология быстро развивалась, чтобы удовлетворить насущные потребности военного времени в быстром и надежном процессе упрочнения металлических деталей двигателя. В последнее время акцент на бережливых производственных технологиях и упор на улучшенный контроль качества привели к новому открытию индукционной технологии, наряду с разработкой полностью контролируемых твердотельных индукционных источников питания.Что делает этот метод нагрева таким уникальным? В наиболее распространенных методах нагрева к металлической части непосредственно прикладывают горелку или открытое пламя. Но при индукционном нагреве тепло фактически «индуцируется» внутри самой детали за счет циркулирующих электрических токов. Поскольку тепло передается продукту посредством электромагнитных волн, деталь никогда не вступает в прямой контакт с каким-либо пламенем, сам змеевик не нагревается, и продукт не загрязняется. При правильной настройке процесс становится очень повторяемым и управляемым.

КАК ДЕЙСТВУЕТ ИНДУКЦИОННЫЙ НАГРЕВ

Как именно работает индукционный нагрев? Это помогает получить базовое представление о принципах электричества. Когда переменный электрический ток подается на первичную обмотку трансформатора, создается переменное магнитное поле. Согласно закону Фарадея, если вторичная обмотка трансформатора находится в магнитном поле, индуцируется электрический ток.

В базовой установке индукционного нагрева твердотельный высокочастотный источник питания передает переменный ток через медную катушку, а нагреваемая часть помещается внутри катушки.Катушка служит первичной обмоткой трансформатора, а нагреваемая часть становится вторичной обмоткой короткого замыкания. Когда металлическая деталь помещается в индукционную катушку и попадает в магнитное поле, внутри детали индуцируются циркулирующие вихревые токи. Эти вихревые токи протекают против удельного электрического сопротивления металла, генерируя точное и локализованное тепло без какого-либо прямого контакта между деталью и катушкой.

ВАЖНЫЕ ФАКТОРЫ, КОТОРЫЕ СЛЕДУЕТ УЧИТАТЬ
Эффективность системы индукционного нагрева для конкретного применения зависит от нескольких факторов: характеристик самой детали, конструкции индукционной катушки, мощности источника питания и степени нагрева. изменение температуры, необходимое для применения.

МЕТАЛЛ ИЛИ ПЛАСТИК
Во-первых, индукционный нагрев работает напрямую только с проводящими материалами, обычно с металлами. Пластмассы и другие непроводящие материалы часто можно нагревать косвенно, сначала нагревая проводящий металлический приемник, который передает тепло непроводящему материалу.

МАГНИТНЫЙ ИЛИ НЕМАГНИТНЫЙ
Магнитные материалы легче нагревать. Помимо тепла, вызванного вихревыми токами, магнитные материалы также выделяют тепло за счет так называемого эффекта гистерезиса.Во время процесса индукционного нагрева магниты, естественно, оказывают сопротивление быстро меняющимся электрическим полям, и это вызывает достаточное трение, чтобы обеспечить вторичный источник тепла. Этот эффект перестает проявляться при температурах выше «точки Кюри» — температуры, при которой магнитный материал теряет свои магнитные свойства. Относительное сопротивление магнитных материалов оценивается по шкале проницаемости от 100 до 500; в то время как немагнитные материалы имеют проницаемость 1, магнитные материалы могут иметь проницаемость до 500.

ТОЛЩАЯ ИЛИ ТОЛЩАЯ
В случае проводящих материалов около 80% эффекта нагрева происходит на поверхности или «коже» детали; интенсивность нагрева уменьшается по мере удаления от поверхности. Таким образом, маленькие или тонкие детали обычно нагреваются быстрее, чем большие толстые, особенно если большие детали необходимо нагреть полностью. Исследования показали взаимосвязь между глубиной проникновения нагрева и частотой переменного тока. Частоты от 100 до 400 кГц производят относительно высокоэнергетическое тепло, идеально подходящее для быстрого нагрева небольших деталей или поверхности / кожи больших деталей.Было показано, что для глубокого проникающего тепла наиболее эффективными являются более длительные циклы нагрева с частотой от 5 до 30 кГц.

СОПРОТИВЛЕНИЕ
Если вы используете один и тот же индукционный процесс для нагрева двух кусков стали и меди одинакового размера, результаты будут совершенно разными. Почему? Сталь наряду с углеродом, оловом и вольфрамом имеет высокое удельное электрическое сопротивление. Поскольку эти металлы сильно сопротивляются току, быстро накапливается тепло. Металлы с низким удельным сопротивлением, такие как медь, латунь и алюминий, нагреваются дольше.Удельное сопротивление увеличивается с повышением температуры, поэтому очень горячая сталь будет более восприимчива к индукционному нагреву, чем холодная.

КОНСТРУКЦИЯ ИНДУКЦИОННОЙ КАТУШКИ
Именно внутри индукционной катушки создается переменное магнитное поле, необходимое для индукционного нагрева, через поток переменного тока. Таким образом, конструкция змеевика — один из наиболее важных аспектов всей системы. Хорошо спроектированная катушка обеспечивает правильный режим нагрева для вашей детали и максимизирует эффективность источника питания индукционного нагрева, при этом позволяя легко вставлять и извлекать деталь.

Индукционные змеевики обычно изготавливаются из медных трубок — очень хороших проводников тепла и электричества — диаметром от 1/8 дюйма до 3/16 дюйма; медные змеевики большего размера предназначены для таких применений, как нагрев полосы металла и нагрев труб. Индукционные змеевики обычно охлаждаются циркулирующей водой и чаще всего изготавливаются по индивидуальному заказу, чтобы соответствовать форме и размеру нагреваемой детали. Таким образом, катушки могут иметь один или несколько витков; иметь винтообразную, круглую или квадратную форму; или быть спроектированным как внутреннее (часть внутри катушки) или внешнее (часть рядом с катушкой).Существует пропорциональная зависимость между величиной протекающего тока и расстоянием между катушкой и деталью. Размещение детали близко к катушке увеличивает ток и количество тепла, индуцируемого в детали. Это соотношение называется эффективностью связи катушки.

: индукция + газовая печь против газовой печи + индукция | 2018-02-09

При определенных обстоятельствах гибридный нагрев с использованием как газовых, так и индукционных печей может быть желательным и рентабельным.Здесь рассматривается вопрос о том, следует ли использовать индукцию с последующим газовым нагревом или газовый нагрев с последующей индукцией.

Температура сильно влияет на формуемость металлов для получения желаемых форм. Есть много способов нагрева металлических материалов, включая использование индукционных нагревателей, газовых печей, инфракрасных нагревателей, электрических и других. У каждого метода есть свои преимущества и ограничения. Стальные детали, безусловно, составляют большинство горячекатаных и горячекатаных деталей (рис.1). В то же время сплавы Al, Cu, Co, Mg, Ni, Ti и другие металлические сплавы и суперсплавы также могут эффективно нагреваться индукционным нагревом.

В некоторых случаях гибридные конструкции, состоящие из комбинации индукционного нагревателя и газовой печи, могут иметь преимущества. Это может произойти, когда, например, у клиента уже есть существующая газовая печь и он планирует расширить свой бизнес, увеличить производительность и / или обрабатывать различные размеры заготовок и сплавов, которые могут потребовать более высоких заданных температур.

Существует две типичных гибридных конструкции:

• Индукционный нагрев (IH) с последующим нагревом в газовой печи
• Предварительный нагрев стали в газовой печи до повышенных температур (например, 800-900 ° C) с последующим нагревом до конечной температуры с использованием индукционных нагревателей

Оба подхода имеют свои преимущества и могут обеспечить привлекательное сочетание экономической эффективности, экономии места и технически выгодной обработки.

Индукция обеспечивает быстрый и высокоэффективный электрический нагрев ферромагнитных материалов (например.г., углеродистые стали). Электрический КПД катушки часто превышает 80-85%. При превышении точки Кюри (при которой материалы теряют свои магнитные свойства) эффективность нагрева в некоторой степени снижается, и происходит гораздо более глубокое тепловыделение, что усиливает тепловой поток к внутренним областям заготовки и ее сердечника.

После получения большей части необходимой тепловой энергии от индукционной системы, заготовка может быть перенесена в газовую печь (рис. 2), которая может обеспечить лишь незначительное повышение средней температуры заготовки.Газовая печь в первую очередь действует как раздаточная печь для достижения требуемой объемной однородности температуры.

Этот подход может быть особенно полезным при проектировании систем для нагрева деталей неправильной формы или компонентов с различной массой и сложным поперечным сечением (включая треугольные, трапециевидные, ромбовидные, шестиугольные, многоугольные и т. Д.). Способность индукционного нагрева действовать в качестве ускорителя и приводить к высокоэффективному и быстрому разогреву массы является привлекательной, поскольку позволяет увеличить пропускную способность.Это также значительно снижает образование накипи из-за сокращенного времени, в течение которого поверхность стали подвергается воздействию высоких температур.

В отличие от гибридной конструкции A, поковочные заготовки можно сначала предварительно нагреть до температур в диапазоне 800-900 ° C в газовой печи, чтобы воспользоваться преимуществами более низкая стоимость газа. Затем заготовки можно переносить в горизонтальный или вертикальный индукционный нагреватель для достижения конечных тепловых условий и преимуществ (рис.3). Несмотря на то, что индукционный нагрев применяется выше температуры Кюри, общая эффективность нагрева сталей все еще значительно выше по сравнению с газовыми печами и часто находится в диапазоне 60-75%.

Помимо преимущества использования более дешевой утилиты для обогрева в объеме, будет дополнительная экономия за счет более низких затрат на техническое обслуживание газовой печи из-за ее работы при низких температурах. Если для достижения температур ковки стали используется только газовый или резистивный нагрев, внутри камеры печи потребуются заметно более высокие температуры для развития плотности теплового потока на поверхности заготовки, достаточной для обеспечения необходимой производительности.Это резко сократит безотказную жизнь газовой печи.

Эта гибридная концепция также привлекательна при нагреве сплавов, которые проявляют крайнюю хрупкость. Радиальные и продольные трещины (рис. 4, слева и справа соответственно) могут быть проблемой при нагревании металлических материалов, которые показывают низкую вязкость. Трещины могут появиться из-за чрезмерных термических напряжений на начальном этапе нагрева. Допустимая величина температурных градиентов является сложной функцией геометрии, химического состава, предшествующих условий обработки (например,g., литая сталь по сравнению с деформируемой сталью), микроструктурные неровности и т. д.

Литые стали, например, особенно склонны к растрескиванию при интенсивном нагреве и требуют особого внимания. Дефекты затвердевания (усадка, макро- и микросегрегация, пористость), газовые дефекты (раковины / микроканалы, межкристаллитная пористость, воздушные карманы и т. Д.), Горячие разрывы и другие факторы напряжения также оказывают заметное влияние на максимально допустимую интенсивность нагрева. на начальном этапе нагрева. В таких случаях гибридная концепция может дать ощутимые преимущества.

Эта гибридная конструкция также может помочь минимизировать потери металла из-за накипи. Образование накипи является серьезной проблемой для отрасли, поскольку оно оказывает многомерное негативное влияние на общую рентабельность и срок службы продукции и инструментов. Накипь снижает ценность продукта с добавленной стоимостью, и ее устранение или значительное сокращение абсолютно необходимы для сталелитейных компаний. Ссылка 1 обсуждает несколько способов подавления образования накипи в сталях. Одним из них является сокращение времени, в течение которого поверхность детали подвергается воздействию высоких температур в окислительной атмосфере.

Индукционный нагрев позволяет быстрее достичь требуемых тепловых режимов по сравнению с пламенным нагревом топлива. Следовательно, поверхность заготовки остается при высокой температуре в течение значительно более короткого времени, что приводит к ощутимому уменьшению окалины.

Также легче включить защитную атмосферу в конструкцию индукционных систем, особенно при использовании вертикальных индукторов. В таких случаях индуктор может быть полностью или частично заключен в герметичную камеру.

Способность технологии InductoForge (рис. 5) обеспечивать мгновенное перераспределение мощности вдоль линии нагрева для различных производственных циклов и минимизировать время, в течение которого металл подвергается воздействию высоких температур, имеет важное значение для уменьшения окалины.

Нагрев с помощью электромагнитной индукции — очень важная тема. Недавно опубликованное 2-е издание Справочника по индукционному нагреву является результатом амбициозного начинания по составлению совершенно нового всеобъемлющего справочника по индукционному нагреву и термообработке.Большинство материалов, представленных в первом издании, было полностью переписано, и добавлено значительное количество новых материалов, в том числе:

• Индукционные технологии нагрева черных и цветных металлов перед горячей и горячей обработкой, нанесением покрытий и стыков. Влияние быстрого нагрева на кинетику образования аустенита. Рассмотрены влияние предыдущей микроструктуры, ее неоднородность и наличие остатков.
• Новые индукционные технологии для автомобильной, аэрокосмической, внедорожной и других отраслей.Инновации и изобретения в конструкции оборудования, обеспечивающие максимальное металлургическое качество, надежность процесса и гибкость оборудования. Понимание индукционной закалки, отпуска и снятия напряжений.
• Простые решения для типичных проблем, анализ отказов и предотвращение растрескивания и чрезмерной деформации.
• Современные средне- и высокочастотные источники питания для нужд индукционного нагрева.
• Модульные конструкции в IH металлических материалов перед ковкой, экструзией, прокаткой и осадкой.Концепция точного контроля температуры и предотвращения поверхностного и подповерхностного перегрева.
• Важные советы, которые должны знать руководители относительно компьютерного моделирования индукционного нагрева.

2-е издание представляет собой следующий шаг в области рентабельной и энергоэффективной индукционной обработки, предлагая многочисленные тематические исследования, готовые к использованию таблицы и упрощенные формулы. Он предназначен для широкого круга читателей, включая практиков, студентов, инженеров, металлургов, менеджеров и ученых.

Клиент обратился ко мне со следующим вопросом: «Мы обрабатываем заготовки из медных сплавов на нашем заводе. Для нагрева заготовок из медных сплавов марок С14500, С44300, С64200 применялись газовые печи. Диаметр заготовок находится в диапазоне от 200 до 240 мм. Максимальная температура нашей печи составляет 860 ° C (1580 ° F), что достаточно для этих работ. Однако мы расширяем наш бизнес и будем обрабатывать марки (например, C71500, C63000), требующие температуры 950-1050 ° C.Можно ли использовать нашу газовую печь для предварительного нагрева заготовок, а затем использовать портальную систему для перемещения заготовок в индукционный нагреватель для окончательного нагрева? »

Простой ответ — да. Гибридный подход поможет снизить ваши капитальные затраты, потому что ваша новая индукционная система потребует только повышения средней (средней) температуры заготовки ниже 200 ° C. В зависимости от требуемой производительности и однородности температуры (от поверхности к сердцевине и от конца до конца) вы можете использовать несколько статических индукционных нагревателей для достижения заданных температур.Имейте в виду, что если длина ваших заготовок заметно различается, вам нужно будет должным образом контролировать электромагнитные концевые эффекты, применяя регулируемые повороты, расширители магнитного потока или концентраторы потока. Учитывая диаметры ваших заготовок, уместным будет использование низких частот (50-120 Гц).

Проблемы с индукционным нагревом некоторых медных сплавов (например, C71500) связаны с их чрезвычайно низкой теплопроводностью, которая более чем в 14 раз ниже, чем у чистой меди, и более чем в 12 раз ниже, чем у сплава C14500, обрабатываемого сейчас.Следовательно, будет происходить гораздо более низкая теплопередача от поверхности к сердцевине, что потребует достаточного времени для компенсации недостаточной теплопроводности. Кроме того, электропроводность C71500 составляет всего 4,6% от чистой меди. Это увеличивает как электрический КПД, так и глубину тепловыделения, что может до некоторой степени компенсировать снижение теплопроводности.

Удельное электрическое сопротивление сплава C71500 составляет всего около 54% ​​от аустенитной нержавеющей стали, а его теплопроводность составляет около 1.В 6 раз больше, чем у нержавеющей стали. Следовательно, реакция медного сплава C71500 на индукционный нагрев ближе к реакции нержавеющей стали, чем чистой меди. При проектировании индукционного нагревателя, устанавливаемого после газовой печи, необходимо учитывать тонкости новых медных сплавов.

В последние несколько десятилетий нагрев с помощью электромагнитной индукции становится все более популярным выбором для горячей и горячей обработки металлов.В большинстве случаев индукция используется как единственный источник нагрева металлов. В то же время есть приложения, в которых гибридные подходы могут дать определенные преимущества. Как правило, при работе с массивными сложными геометрическими формами и материалами, которые обладают достаточной вязкостью и пластичностью (особенно на начальной стадии нагрева), гибридная конструкция A (индукционная печь с последующей газовой печью) может оказаться полезной. Напротив, при работе с деталями классической формы, изготовленными из хрупких материалов (высокоуглеродистая сталь или металлические материалы после литья), может быть рассмотрен гибридный дизайн B (газовая печь с последующей индукцией).