Indukční vytápěcí kotel do domu: teoretický základ a

Má systém indukčního ohřevu nosiče tepla nějaké skutečné výhody? Jak ekonomické jsou v porovnání s topnými prvky? Jak indukční kotle? Je možné sami sestavit? Pokusíme se odpovědět na tyto otázky.

Co to je?

Podstatou fenoménu elektromagnetické indukce, objeveného Michaelem Faradayem v roce 1831, je, že elektrický proud je vzrušen v vodiči umístěném v magnetickém poli. Účinek byl zejména základem principu fungování jakéhokoli moderního transformátoru.

Pokud jsou na feromagnetické jádro navinuty dva izolované vinutí a platí na jeden z nich, například 220 voltů, pak druhý způsobí napětí související s tímto 220 voltem, stejně jako počet otáček sekundárního vinutí se vztahuje k počtu otáček primárního.

Z vinutí transformátoru můžete odstranit napětí s potřebnými vlastnostmi a použít ho k ovládání elektromotoru nebo elektroniky. Ale co když vložíte feromagnetu, který není připojen k ničemu v vinutí generujícím vinutí?

Je zřejmé, že výsledná EMF (elektromotorická síla) je zcela převedena na kinetickou energii pohybu svých molekul. Jednoduše řečeno - v teple.

Odkaz: takto pracují indukční vařiče a tavicí pece v ocelárnách.

Pojď dál. Co když vložíte feromagnetické jádro do proudění vody v uzavřeném okruhu? Samozřejmě, že voda ochladí a ohřívá se sama.

Takto jsme na výstupu dostali hotový elektrický kotel na vytápění dacha.

Jeden má pouze vyřešit několik technických problémů:

• Vyberte jádro nekorozivního materiálu.
• Izolujte ho z cívky a zároveň zajistěte integritu konstrukce.
• Udělejte tak, aby se samotná cívka nepřehřívala, když procházejí velkými proudy.

Výhody indukčního obvodu

Zpravidla je cena továrenských indukčních kotlů v průměru znatelně vyšší než cena analogů TEN a začíná od 20 do 25 tisíc rublů s výkonem 4 kilowattů zařízení.

Abychom nebyli neopodstatněni, uvedeme parametry několika zařízení přítomných na ruském trhu.

Jako zdůvodnění vyšších nákladů uvádějí výrobci a prodejci dva argumenty:

1. Indukční kotel je mnohem odolnější než analog Tenov.
2. Poskytuje významné (až 40-50%) úspory elektrické energie, co umožní rychlé splacení výdajů.

Pokusíme se zhodnotit pravdivost obou tvrzení.

Trvanlivost

Tvrdí, že indukční design je výjimečně odolný proti chybám a odolný je absolutní pravda.

Důvody?

• V kotli nejsou žádné pohyblivé části. Pokud ano, nedochází k mechanickému opotřebení konstrukce.
• Neobsahuje hlavní problém topných těles - vápnění topných těles. Vápenná stupnice postupně tepelně izoluje trubkové ohřívače a způsobuje jejich přehřátí.

Je zvědavý: když je v jádře induktoru vířivých proudů vzrušen, vibruje jemně, což přispívá k samočistícímu povrchu.

Účinnost

Zapamatujme si základy fyziky.

• Z pohledu sir Isaaca Newtona, energie nikam nechodí a není odňata odkudkoli. Neustálý pohyb není možný; k ohřevu pevného objemu vzduchu na 10 stupňů je potřeba vynaložit přesně definované množství tepelné energie bez ohledu na návrh ohřívače.

• Pro jakoukoli transformaci energie jakéhokoli typu, nakonec buď provádí fyzickou práci (to znamená, pohybuje objekt s nenulovou hmotností proti gravitačnímu vektoru), nebo se používá k ohřevu životního prostředí.

Zdůrazňujeme: Účinnost každého elektrického přímotopu je 100%.

Veškerá spotřebovaná elektrická energie je zcela převedena na teplo; 1 kW elektrické energie lze získat 1 kW tepla.

Jediná věc, která teoreticky vysvětluje údajně vyšší účinnost indukčního kotle, je tedy méně rozptylu tepla v prostředí.

Tento argument neobsahuje vodu:

1. Při instalaci kotle do vytápěné místnosti je teplo, které není absorbováno chladicí kapalinou, stále spotřebováno k ohřevu.

1. Při 50% méně tepelné ztráty se srovnatelnou nebo horší izolací tělesa kotle vypadá, mírně řečeno, je to pochybné.

Závěry jsou zřejmé:

• Tržní hodnota indukčních zařízení je špatně vysoká.
• Jejich ekonomika - jak jeden z hrdinů Bulgakov řekl, typický případ tzv. Lží. Elektrická síla zařízení je vybrána na základě standardních 40 wattů na metr krychlový vytápěné místnosti. Pokus o zahřátí 200 metrů dlouhého domu se zařízením o délce 4 kilowattů povede pouze k nedávnému pochopení kupujícího, že je příliš naivní.

Bláznivé ruce

Navzdory hromadám dezinformací je samotný indukční obvod více než oprávněn k životu. Narušená tržní hodnota zcela přirozeně vede k tomu, že indukční ohřívací kotle mají vlastní ruce. Jak to udělat?

Bydlení

Mělo by být:

• Dielektrické.
• Silné.
• Umožňuje jej hermetické připojení k topnému okruhu.

Nejjednodušším a nejzřetelnějším řešením je polypropylenová trubka o průměru 40 milimetrů. V ideálním případě s vláknovou výztuží, která bude mít velmi pozitivní vliv na pevnostní vlastnosti trupu.

Natáčení

Za účelem izolace indukčního spirálového ohřívání z termoplastického polypropylenu, když je pod napětím, je žádoucí, aby se na skříni lepidlo několik textolitových proužků. Co lepidlo? Nejjednodušším a nejzřetelnějším řešením je silikonový tmel: má přijatelnou přilnavost k plastům a snáší mírné teplo.

Důležitým bodem je lepší vzít těsnicí materiály od známých výrobců (Ceresit, Moment atd.). Lacné těsnicí materiály se od nich liší především v mnohem horší přilnavosti k problematickým plochám, které samozřejmě zahrnují hladkou stěnu polypropylenové trubky.

Samotná cívka je navíjena měděným smaltovaným drátem o průměru asi 1,5 milimetru (průřez 2,25 mm2). Celková délka vinutí by měla být 10-15 metrů. Cívky se nejlépe aplikují s malou konstantní mezerou.

Core

Co by mělo být?

• Vodivost. V dielektriku nebudou indukovány vířivé proudy.
• Feromagnetické. Diamagneticka nebude interagovat s elektromagnetickým polem.
• Nerezové. Koroze v uzavřeném topném okruhu je zjevně zbytečná.

Zde je několik možných řešení.

• Šroubová vrtačka, těsně zasunutá do trubky. Pohybující se podél drážky v ní bude mít voda teplo.
• Nasezený nerezový drát. Není to příliš výhodné, protože improvizovaný kotel musí být na obou stranách omezen kovovou mřížkou.
• Ježek zrolovaný z nichromového drátu, těsně zasunutý do potrubí.
• Konečně, nejjednodušší instrukce: Stejným způsobem lze do potrubí umístit kovové (nerezové) utěrky.

Po zastavení jádra je kotel dodáván na obou stranách s adaptéry z polypropylenu o průměru 40 mm do závitu DU20 nebo DU25. Neumožní jádru vypadnout a nechat kotel namontovat v jakémkoliv okruhu a ponechat sestavy sklopné.

Převodník výkonu

Co se stane, když nás jednoduše připojíte do zásuvky?

Uděláme jednoduchý výpočet.

• Měření odporu měděného vodiče při + 20 ° C je 0,175 Ω * mm2 / m.
• Při průřezu 2,25 mm a délce 10 metrů bude celková odolnost cívky 0,175 / 2,25 * 10 = 0,7 Ohm.
• Při použití na 220 V vodič proto protéká proud 220 / 0,7 = 314 A.

Pro porovnání: při výpočtu kabeláže pro měď je průřez zvolen rychlostí 10 A / mm2.

Výsledek je trochu předvídatelný: když je proud dodáván více než desetkrát vyšší než vypočítaný, náš vodič se jednoduše roztaví.

Zřejmým řešením je snížení napájecího napětí. Převodník musí být dostatečně výkonný, aby poskytl alespoň 2,5 - 3 kilowatty.

Dokončený měnič takového výkonu může být svařovací střídač s nastavitelným proudem. Úprava nejenom šetří vinutí z přehřátí, ale také umožňuje plynule nastavit efektivní výkon topného kotle. Při výstupním napětí měniče 80 voltů bude maximální bezpečný výkon pro vinutí teploty přibližně 2 kW.

Výdaje

Z významných nákladů stojí za zmínku snad svařovací střídač (od 6000 rublů) a páječka pro polypropylen (od 1000 rublů). Stále maximálně 1000 se hodí pro všechny ostatní nákupy.

Závěr

Doufáme, že naše doporučení budou pro čtenáře užitečná. Ve videu připojeném k článku naleznete další informace o nezávislé výrobě indukčního kotle. Úspěchy!