Caldera de calentamiento por inducción hágalo usted mismo:

¿El esquema de calentamiento de los transportadores de calor por inducción tiene alguna ventaja real? ¿Qué tan económico es en comparación con los elementos de calefacción? ¿Cómo funciona una caldera de inducción? ¿Es posible montarlo usted mismo? Tratemos de responder estas preguntas.

Que es

La esencia del fenómeno de la inducción electromagnética, descubierta por Michael Faraday en 1831, es que una corriente eléctrica se excita en un conductor colocado en un campo magnético. El efecto, en particular, formó la base del principio de funcionamiento de cualquier transformador moderno.

Si dos devanados aislados se enrollan en un núcleo ferromagnético y se aplican a uno de ellos, por ejemplo, 220 voltios, el segundo causará un voltaje relacionado con estos 220 voltios, igual que el número de vueltas del devanado secundario se refiere al número de vueltas del primario.

Desde los devanados del transformador, puede eliminar el voltaje con las características necesarias y utilizarlo para operar el motor eléctrico o la electrónica. Pero, ¿qué sucede si coloca un ferromagnet que no está conectado a nada en el devanado que genera bobinado?

Obviamente, la FEM resultante (fuerza electromotriz) se convierte completamente en la energía cinética de movimiento de sus moléculas. Simplemente poner - en el calor.

Referencia: así es como funcionan las cocinas de inducción y los hornos de fusión en las acerías.

Vamos ¿Qué pasa si pones un núcleo ferromagnético en una corriente de agua que se mueve en un circuito cerrado? Obviamente, el agua lo enfriará y se calentará.

Así, en la salida conseguimos una caldera eléctrica terminada para el calentamiento de la casa de campo.

Uno solo tiene que resolver algunos problemas técnicos:

• Elija un núcleo de material no corrosivo.
• Aíslelo de la bobina, al tiempo que garantiza la integridad de la estructura.
• Asegúrese de que la bobina no se sobrecaliente cuando grandes corrientes pasan a través de ella.

Ventajas del circuito de inducción.

Como regla general, el precio de las calderas de inducción hechas en fábrica es, en promedio, notablemente más alto que el de los análogos de TEN, y comienza desde 20 hasta 25 mil rublos con 4 kilovatios de potencia del dispositivo.

Para no ser infundados, presentamos los parámetros de varios dispositivos presentes en el mercado ruso.

Como justificación del mayor costo, los fabricantes y vendedores citan dos argumentos:

1. La caldera de inducción es más duradera en comparación con el análogo de Tenov.
2. Proporciona ahorros de electricidad significativos (hasta 40-50%)., Lo que permitirá que los gastos se paguen rápidamente.

Intentemos evaluar la veracidad de ambas afirmaciones.

Durabilidad

Las afirmaciones de que el diseño de inducción es excepcionalmente tolerante a fallas y duradero es la verdad absoluta.

Las razones

• No hay piezas móviles en la caldera. Si es así, no hay desgaste mecánico de la estructura.
• Está libre del problema principal de los elementos calefactores: el encalado de elementos calefactores. Las incrustaciones de cal calientan gradualmente los calentadores tubulares y los sobrecalientan.

Es curioso: cuando se excita en el núcleo de un inductor de corrientes de Foucault, vibra sutilmente, lo que contribuye a la autolimpieza de la superficie.

Eficiencia

Recordemos los fundamentos de la física.

• Desde el punto de vista de Sir Isaac Newton, la energía no va a ninguna parte y no se toma de ninguna parte. El movimiento perpetuo no es posible; para calentar un volumen fijo de aire a 10 grados, debe gastar una cantidad estrictamente definida de energía térmica, independientemente del diseño del calentador.

• Para cualquier transformación de energía de cualquier tipo, eventualmente realiza un trabajo físico (es decir, mueve un objeto con una masa que no es cero contra el vector de gravedad), o se usa para calentar el ambiente.

Destacamos: La eficiencia de cualquier dispositivo eléctrico de calentamiento directo es del 100%.

Toda la electricidad consumida se convierte completamente en calor; 1 kW de potencia eléctrica se pueden obtener 1 kW de calor.

Por lo tanto, lo único que podría explicar teóricamente la eficacia supuestamente mayor de una caldera de inducción es una menor disipación de calor en el ambiente.

Este argumento no contiene agua:

1. Al instalar la caldera en una habitación con calefacción, el calor que no es absorbido por el refrigerante todavía se consume para calentar.

1. Es un 50% menos de pérdida de calor con un aislamiento comparable o peor del aspecto del cuerpo de la caldera, por decirlo suavemente, es dudoso.

Las conclusiones son obvias:

• El valor de mercado de los dispositivos de inducción es erróneamente alto.
• Su economía, como dijo uno de los héroes de Bulgakov, un caso típico de las llamadas mentiras. La energía eléctrica del dispositivo se selecciona en base a 40 vatios estándar por metro cúbico de sala climatizada. Intentar calentar una casa de 200 metros de largo con un dispositivo de 4 kilovatios solo llevará a que el comprador reciente se dé cuenta de que era demasiado ingenuo.

Manos locas

A pesar de los montones de información errónea, el circuito de inducción en sí tiene más que derecho a la vida. El valor de mercado inflado conduce naturalmente a la idea de hacer calderas de calentamiento por inducción con sus propias manos. ¿Cómo hacer esto?

Vivienda

Debería ser:

• Dieléctrico.
• Bastante fuerte
• Permitiendo conectarlo herméticamente al circuito de calefacción.

La solución más simple y obvia es un tubo de polipropileno con un diámetro de 40 milímetros. Idealmente, con refuerzo de fibra, que tendrá un efecto muy positivo en las propiedades de resistencia del casco.

Sinuoso

Con el fin de aislar la bobina de inductancia que se calienta del polipropileno termoplástico cuando está energizado, es conveniente pegar varias tiras de textolita sobre la caja. ¿Qué pegar? La solución más simple y obvia es el sellador de silicona: tiene una adhesión aceptable a los plásticos y es bien tolerado por el calor moderado.

Un punto importante: es mejor tomar selladores de fabricantes famosos (Ceresit, Moment, etc.). Los selladores baratos difieren de ellos en primer lugar por una adhesión mucho peor a las superficies problemáticas, que, por supuesto, incluye la pared lisa de la tubería de polipropileno.

La bobina en sí misma está enrollada con alambre de cobre esmaltado con un diámetro de aproximadamente 1,5 milímetros (sección transversal de 2,25 mm2). La longitud total del devanado debe ser de 10-15 metros. Las bobinas se aplican mejor con un pequeño espacio constante.

Núcleo

¿Qué debería ser?

• Conductivo Las corrientes de Foucault no serán inducidas en el dieléctrico.
• Ferromagnético. Diamagnetic no interactuará con el campo electromagnético.
• Inoxidable La corrosión en un circuito cerrado de calefacción es claramente inútil.

Aquí hay algunas soluciones posibles.

• Tornillo sinfín, encajando firmemente en el tubo. Moviéndose a lo largo de las ranuras, el agua tomará el máximo calor.
• Alambre de acero inoxidable picado. No es muy conveniente porque la caldera improvisada tendrá que estar limitada en ambos lados por una rejilla metálica.
• Los erizos se enrollaron a partir de un hilo de nicrom, firmemente insertado en la tubería.
• Finalmente, la instrucción más simple: de la misma manera, se pueden colocar paños de cocina metálicos (inoxidables) en la tubería.

Después de que el núcleo haya tomado su lugar, la caldera se suministra en ambos lados con adaptadores de polipropileno con un diámetro de 40 mm a roscas DU20 o DU25. No permitirán que el núcleo se caiga y permitirá que la caldera se monte en cualquier circuito, dejando las conexiones plegables.

Convertidor de potencia

¿Qué sucede si simplemente conecta la herida del inductor con la toma de corriente?

Vamos a hacer un cálculo simple.

• La resistividad del conductor de cobre a + 20 ° С es de 0.175 Ω * mm2 / m.
• Con una sección transversal de 2.25 mm y una longitud de 10 metros, la resistencia total de la bobina será igual a 0.175 / 2.25 * 10 = 0.7 Ohm.
• Por lo tanto, cuando se aplica a un conductor de 220 voltios, una corriente de 220 / 0.7 = 314 A fluirá a través de él.

A modo de comparación: al calcular el cableado para el cobre, la sección transversal se selecciona a una velocidad de 10 A / mm2.

El resultado es un poco predecible: cuando la corriente se suministra más de 10 veces más alta que la calculada, nuestro conductor simplemente se fundirá.

La solución obvia es reducir la tensión de alimentación. El convertidor debe ser lo suficientemente potente como para proporcionar al menos 2,5 a 3 kilovatios.

Un inversor acabado de tal potencia puede ser un inversor de soldadura con corriente ajustable. El ajuste no solo evita que el devanado se sobrecaliente, sino que también le permite ajustar sin problemas la potencia efectiva de la caldera de calefacción. Con un voltaje de salida del inversor de 80 voltios, la potencia máxima segura para la temperatura del devanado será de aproximadamente 2 kW.

Los gastos

De todos los costos significativos, vale la pena mencionar, tal vez, un inversor de soldadura (de 6000 rublos) y un soldador para polipropileno (de 1000 rublos). Todavía un máximo de 1000 se ajustará a todas las demás compras.

Conclusión

Esperamos que nuestras recomendaciones sean de utilidad para el lector. En el video adjunto al artículo puede encontrar información adicional sobre la producción independiente de una caldera de inducción. ¡Éxitos!