Induktionsvärmarens anordning och funktion
Förenklad induktionsvärmare består av tre komponenter:
- generator (1);
- induktor (2);
- kärna (3).
En ledande (metall-, grafit) stav placeras i en spole som består av ett visst antal varv hos en ledare med en viss tvärsnittsarea utan direkt kontakt med den, varefter en spänning appliceras på spolens kontakter från generator. Ett elektromagnetiskt fält bildas runt spolens varv, under påverkan av vilka Foucault virvelströmmar uppstår i stången och värmer kärnan. Således sker ingen värmeöverföring till kärnan, värme genereras av den oberoende under påverkan av strömmar som flyter i den och kan överföras med hjälp av ett kylvätska. Stångens temperatur stiger inte samtidigt under hela massan utan från ytskikten till centrum, beroende på värmekonduktiviteten hos kärnmaterialet. Samtidigt minskar frekvensen för växelströmmen den induktiva uppvärmningens djup, men ökar dess intensitet. Särskilt anmärkningsvärt är det faktum att spolen runt kärnan förblir praktiskt taget kall under drift.
Denna process ser ut så här:
Användningsområden
Inom industrin används induktionsvärmare för följande komplexa processer:
- smältning av ultrarent metall (framställt i kanal - kontaktlösa induktionsugnar);
- böjning av stålrör med stor diameter;
- ythärdning av stålprodukter (konstruktionsdelar, delar till verktygsmaskiner för överföring av verktyg etc.);
- värmebehandling av små delar av komplex konfiguration;
I vardagen används induktionsvärmeenheter också i stor utsträckning. Områden för deras tillämpning:
- hushålls autonoma värmesystem (för sommarstugor, lägenheter, privata hus);
- induktionshällar och köksplattor;
- smältdegelugnar för smältning av hushållsmetaller;
- smycken hantverk.
Eftersom huvudämnet i artikeln är en induktionsvärmare, kommer vi att detalj i detalj på en värmepanna, som bygger på idén om induktiv uppvärmning av ett kylvätska.
Induktionsvärmare - värmepanna
Sedan dess, när husägare började installera autonoma värmesystem i sina hem, är frågan om effektiviteten hos värmepannor för dem fortfarande en av de viktigaste. Enligt denna indikator, åtminstone bland enheter som genererar värme från el, är induktionsvärmepannor i ledningen. Samtidigt tillåter deras kraft, som inte är jämförbar med samma parameter för en sådan anordning som en baseboardvärmare, användning av enheter som huvudmetoden för uppvärmning i stora rum.
Induktionsvärmepannor består av två kretsar - primära (elektromagnetiska) och sekundära (värmeväxlarrör). Den första kretsen, som består av en spänningsomvandlare och en värmegenerator med en induktionsvärmare, skapar ett elektromagnetiskt fält, virvelströmmar och genererar värme. Den andra kretsen, som inkluderar en värmeväxlare med ett rörsystem, överför denna värme genom kylvätskans cirkulation till värmeanläggningens radiatorer. Rent vatten eller med tillsatser används som värmebärare.
Förutom dessa två kretsar inkluderar värmesystemet automatisering, som ansvarar för driften av enskilda enheter i enheten.
Moderna induktionsvärmepannor installeras endast i en sluten värmeväxlarkrets, som har en expansionsbehållare av membrantyp och en tvingad cirkulationspump i sin design. Användningen av en cirkulationspump är ett påtvingat mått och beror på kylvätskans lilla volym vid hög värmeintensitet hos värmeväxlaren. Möjligheten till naturlig cirkulation i ett sådant system är utesluten - utan pump kokar vatten innan det rör sig genom rören.
Viktig! Induktionspannan måste alltid vara jordad. Dessutom måste värmemedelsfördelningskretsen installeras från plaströr av säkerhetsskäl vid installation av värmesystemet, eller så måste värmeenheten isoleras från stålkretsen genom att infoga polypropylenbeslag.
Induktionsvärmepannor klassificeras på samma sätt som andra elektriska uppvärmningsenheter - när det gäller effekt, design, parametrar för förbrukad el. Men dessa enheter har också en klassificering enligt den elektriska delens konstruktiva lösning.
Installera en induktionsanordning
Systemet med en induktionspanna är utrustat med en cirkulationspump, en expansionstank, avstängnings- och justerbar utrustning (kulventiler etc.). I privata hus används som regel ett typiskt anslutningsschema.
Installation av induktionspannor utförs i enlighet med instruktionerna eller det tekniska databladet. Enheten är placerad strikt vertikalt, det nedre inloppsgrenröret är anslutet till returen, det övre - till försörjningsledningen. Endast metall- eller metall-plaströr används.
Om du bestämmer dig för att installera en elpanna med dina egna händer, glöm inte jordningen. En säkerhetsgrupp, ett styrskåp installeras i omedelbar närhet, filter, en cirkulationspump och en flödesgivare installeras vid inloppet.
Induktionspannor översikt
På den ryska marknaden representeras elpannor av induktionstyp av CJSC NPK INERA (varumärke SAV), LLC Alternative Energy (varumärke VIN), NPK Miratron (märke Miratron).
Recensioner av SAV-induktionsvärmare är lika positiva och negativa:
”SAV-pannan värmer upp vattnet i värmesystemet snabbare än värmeelementet, men det svalnar också omedelbart - den låga trögheten påverkar. Besparingar uppnås genom att justera automatikens produktivitet: först värms den upp maximalt och sedan för att bibehålla temperaturen på vätskan som den slår på med halva effekten. "
Sergey Boldovsky, Alexandrov.
”CAB 5-pannan fungerar enligt säljarens försäkringar från uttaget. Faktum är att han behöver en trefas kraftledning och en jordfelsbrytare för att arbeta över +60 ° C. Efter ett fel eller minskad spänning i nätverket stängs automatiseringen av, du måste starta den manuellt. När de kontaktade tillverkaren erbjöd de sig att byta ut den. Samma problem med pannan du fick. "
Enligt recensioner motsvarar VIN-virvelinduktionsvärmare till viss del de deklarerade egenskaperna.
”Jag installerade VIN-7 för 2 år sedan. Inga klagomål, det fungerar normalt. Jag märkte inte besparingarna som sådan, men skala bildas inte. I allmänhet skiljer det sig från priset till skillnad från vanliga pannor. "
Alexander Sokin, Rostov vid Don.
Enligt köpare är ljudlösheten hos induktionspannor ett villkorligt värde.
”Jag kopplade golvvärmesystemet till Miraton 6-pannan. Han värmde upp mycket snabbt, men brummen är konstant, obehagligt. Regulatorn fungerar inte, den inställda temperaturnivån stöder inte. "
Rekommendationer för urval
1. När du väljer en panna ska tonvikten läggas på korrekt teknisk beräkning av värmeförlusten hemma. Detta är den första och viktigaste parametern.
2. Det andra kriteriet är antalet faser. Enfas kan anslutas direkt till uttaget, trefas - bara en separat kraftledning. Jordning sker under alla omständigheter.
3. Man bör också överväga hur induktionspannan ska användas. Om det krävs att bibehålla en reducerad stabil temperatur räcker det med en effekt på 2,5-6 kW.
4. Vissa tillverkare erbjuder separat inköp av lägesprogrammerare, en GSM-fjärrkontrollenhet och andra. Med deras hjälp optimeras pannans funktion och kostnaden ökar därefter.
Vi erbjuder dig att titta på en introduktionsöversikt av elpannor för induktion:
Varianter av induktionspannor
Det finns följande typer av värmepannor av induktionstyp, vilka betecknas både av driftsprincipen och av tillverkarens varumärke:
- SAV är en typ och samtidigt ett varumärke för nya generationens pannor med en kapacitet på 2,5 till 100 kW, tillverkade i Ryssland sedan 2007;
- VIN - förkortningen är inte bara en förkortning för namnet på typen av induktionsanordningar (virvelinduktionsvärmare) utan också det patenterade namnet på pannorna som produceras av Izhevsk.
Induktionsvärmare SAV
Drift av SAV-enheter kräver inte användning av en växelriktare; en ström på 50 Hz matas till induktorn. Det elektromagnetiska fältet som induceras av primärlindningen orsakar bildning av virvelströmmar i sekundärlindningen, vars roll i pannor av denna typ spelas av en sektion av en sluten krets av rör med kylvätska. Denna del av röret - sekundärlindningen värms intensivt under påverkan av Foucault-strömmar och överför värme till kylvätskan, som tvingas cirkuleras i värmesystemet med en cirkulationspump.
Installationen av uppvärmningssystemet utförs med hjälp av radiatorer eller på ett labyrint sätt som påminner om baseboardvärme för att öka den totala ytan av rörets yttre yta (värmeöverföring) - värmekretsen bör åtminstone inte vara minimal i längd.
SAV-pannor produceras under spänningen 220V och 380V. De använder vatten (i ren form eller med frysskyddsmedel) som kylvätska, liksom frostskyddsmedel. Det tar cirka 5-20 minuter för enheten att nå full driftskapacitet (beroende på kylvätskans volym), effektiviteten för värmarna för sådana enheter är minst 98%. För effektiv uppvärmning av lokaler upp till 30 kvm M. en induktionsanordning med en kapacitet på 2,5 kW räcker, vars köp, komplett med automatiserings- och styrsystem, kommer att kosta cirka 30 tusen rubel.
VIN-värmeenheter
Pannor av denna typ är mer avancerade när det gäller drift och design, vilket naturligtvis påverkar deras kostnad. För drift av VIN-enheter krävs en växelriktare - en enhet för att öka frekvensen för den inkommande strömmen. Den högfrekventa strömmen orsakar bildandet av ett högintensivt elektromagnetiskt fält, vilket i sin tur orsakar uppkomsten av kraftigare virvelströmmar i sekundärlindningen. Dessutom är värmeväxlaren och pannkroppen gjorda av ferromagnetiska legeringar med eget magnetfält. Resultatet av alla dessa processer är en hög intensitet för uppvärmning av värmeväxlaren och naturligtvis värmebäraren.
En VIN-enhet med en kapacitet på 3 kW räcker för att värma ett rum med en yta på 35-40 kvadratmeter. (beroende på klimatförhållanden och kvaliteten på värmeisolering av externa byggnadsstrukturer).
På grund av sin högre produktivitet kan VIN-enheter inte bara användas i värmesystem för bostäder utan också för varmvattenförsörjning. För att göra detta skärs ytterligare lagringstankar utrustade med skyddsautomation i kylvätskekretsen, vars kapacitet beräknas beroende på antalet intagspunkter för varmvatten. Dessa behållare är försedda med varmt vatten genom att cirkulera det i ett system med direktflödesuppvärmning av en induktionsvärmare.
Varumärkets popularitet
Den inre delen av varmvattenberedarna är tillverkad av bioglasporslin, vilket ger skydd mot korrosion och ökar enhetens livslängd. Alla Edison varmvattenberedare har enkla instruktioner, enkla att installera även i ett litet rum. Varumärket blev snabbt populärt inte bara på grund av dess kvalitet utan också på grund av sitt låga pris. Enligt recensioner är Edison varmvattenberedare tillgängliga för alla.
Visste du att ...
Varumärket håller regelbundet kampanjer och Edison-pannor säljs med rabatter på upp till 30%.
Vad köparen får när han väljer en varmvattenberedare från Edisson-varumärket:
- enkel installation;
- ett års garanti;
- minsta energiförbrukning för uppvärmning;
- funktion för temperaturunderhåll;
- hög skyddsnivå mot tryckfall och överhettning;
- en komplett uppsättning delar samt möjligheten att enkelt köpa dem separat.
Edison varmvattenberedaren kan ge varmvatten när som helst på dagen året runt.
Utvärdera marknadsföringskrav
Induktionsvärmepannor har många fördelar, ofta utan argument. Låt oss lista dessa egenskaper och ge en bedömning av i vilken utsträckning uttalandena motsvarar det faktum:
Lönsamhet
Påstående
Elförbrukningen med induktionspannor är 20-30% mindre än andra elektriska värmare.
Faktum
Alla elektriska värmeapparater som inte utför mekaniskt arbete omvandlar 100% av den elektriska strömmen till värme, deras effektivitet är alltid under 100%, men skiljer sig åt i olika enheter för olika enheter under olika förhållanden. För att generera 1 kW termisk energi är det nödvändigt att spendera mer än 1 kW el, men hur mycket mer beror på parametrarna för avledningsmediet. Inuti pannan är naturligtvis också förluster närvarande - till exempel för uppvärmning av spolen, eftersom något ledarmaterial har motstånd, men alla dessa förluster förblir inne i rummet
Viktig! Gammal mätare (bakelit) kommer att registrera en lägre (1,6 - 1,8 gånger) elförbrukning än moderna elektroniska, eftersom de inte är utformade för att ta hänsyn till den induktiva pannornas reaktiva effekt.
Kanske beror detta på uttalandet om effektiviteten hos induktionspannor.
Varaktighet
Påstående
Hög tillförlitlighet och lång livslängd för utrustningen - över 25 år.
Faktum
Frånvaron av rörliga delar utesluter faktiskt mekaniskt slitage på induktionspannor. Men värmesystemet med en VIN-enhet innehåller en cirkulationspump, vars resurs är mycket mer blygsam. Dessutom innehåller kontroll- och automatiseringssystemet mekanismer som också består av många komponenter som är föremål för slitage.
Kärnan i en induktionsvärmare fungerar under förhållanden med konstant cyklisk uppvärmning och kylning, temperaturdeformationer, som också är en negativ faktor. Därför är det en överdrift att kalla resursen för induktionspannor nästan obegränsad. Det är dock faktiskt flera gånger högre än värmeelement.
Överensstämmelse av egenskaper under hela livslängden
Påstående
Frånvaron av skalbildning på rörens inre yta garanterar konstant värme- och värmeväxlares effektivitet.
Faktum
Skala är avsättning av salter i vatten (värmeöverföringsvätska). Mängden av dessa föroreningar i en begränsad volym av kylvätskan är också begränsad och liten, så effekten av skalan på värmarens effektivitet är obetydlig. Och i en induktionspanna är sekundärlindningen nästan konstant vibrerad och ingen skalbildning uppträder alls. Så uttalandet är korrekt, bara dess betydelse är överdriven.
Ljudlöshet
Påstående
Driften av induktionsvärmepannor är tyst, vilket skiljer dem från andra elektriska värmare.
Faktum
Uttalandet är sant, men - alla pannor på el brusar inte under drift, eftersom akustiska vågor inte kommer in i svängningsområdet. Endast cirkulationspumpen kan göra ljud, men om du vill kan du välja en modell för tyst drift.
Kompakthet
Påstående
Induktionspannor är kompakta, vilket är praktiskt när man väljer en plats för installationen.
Faktum
Detta är verkligen fallet om du inte använder en kaskad av induktionspannor och inte installerar mellanbehållare i närvaro av flera varmvattenintagspunkter i varmvattenförsörjningssystemet, eftersom en induktionsvärmare i stort sett är en liten bit av rör med en lindning.
säkerhet
Påstående
Enhetens säkerhet är absolut.
Faktum
Det finns inga helt säkra elektriska värmare. Vid manövrering av induktionsanordningar utesluts inte risken för kylmediumläckage från systemet, och den elektromagnetiska fältgeneratorn fortsätter att fungera och systemet med tomma rör värms upp. För att förhindra att en sådan situation inträffar finns en automatisk avstängningsanordning i pannkonstruktionen, men den kan också misslyckas.
Därför är induktionsvärmare, som överträffar konkurrenter i vissa säkerhetskriterier, inte helt säkra.
Fördelar och nackdelar
Enligt tillverkarnas försäkringar är användningen av induktionsvärmepannor för uppvärmning av ett hus en kontinuerlig fördel utan några nackdelar alls. Låt oss försöka lista ut var sanningen är och var marknadsföringen är.
1. Hög effektivitet. Effektivitet upp till 99% är typisk för alla typer av elektriska pannor.
2. Maximalt skydd mot kalk. Eftersom det inte finns någon direktkontakt mellan induktionslindningen och kylvätskan (till skillnad från värmeelementet), kan avskalning endast bildas inuti rören. Men slutna system kännetecknas av en genomgående låg mängd salter. Det vill säga det finns inga förutsättningar för bildandet av insättningar.
3. Spara resurser på upp till 35%. Innan du köper en induktionstyp och installerar den, kom ihåg att dess huvudsakliga uppgift är att omvandla energi till värme. För att generera 1 kW krävs enligt lagen om energibesparing också att spendera 1 kW el. Den enda skillnaden är i uppvärmningshastigheten - induktionsenheten arbetar snabbare med cirka 20-30%.
4. Fullständig frånvaro av löstagbara anslutningar i strukturen, vilket utesluter sannolikheten för läckage. Inte helt sant: pannan innehåller 4-6 komponenter anslutna till ett block. Kostnaden för VIN-induktionsvärmesystemet inkluderar själva pannan i ett hopfällbart hölje, ett kontrollskåp, en säkerhetsgrupp (sensorer och reläer) och kondensorer, tryckavlastningsventiler, en uppsättning kontakter för anslutning av externa enheter.
5. Hög grad av elektrisk och brandsäkerhet. Detta är sant, men man måste se till att det inte finns något läckage och mängden termisk bärare förblir konstant. I annat fall värms enheten upp mycket snabbt och det finns risk för explosion.
6. Den har inga element som utsätts för mekaniskt slitage, därför är livslängden mer än 30 år. För det första är kärnan hållbar, men lackisoleringen på den primära (toroidformade) lindningen utsätts för åldrande. Hennes servicetid är 7-10 år. Resultatet av förstörelsen kommer att vara en stängning med varv med motsvarande konsekvenser. För det andra är induktionspannor en relativt ny produkt som inte har klarat tidens test, uttalandet om 30 års drift är knappast sant.
7. Kompatibilitet med andra system. Du kan ansluta golvvärme, gas- eller vedpannor.
En smart mätare som sparar el. Lönar sig om två månader! Alla behöver veta detta för att spara pengar!
8. Behöver inte ett separat rum och ventilation.
9. Behöver inte förebyggande underhåll. Panna - i alla fall, utrustning med många sensorer, reläer, terminaler, som måste bytas regelbundet, dras åt.Naturligtvis är detta obetydligt, jämfört med gasspannor.
Således motsvarar de flesta positiva egenskaperna andra typer av elektriska enheter. Låt oss nu analysera de brister som identifierats under flera års drift.
1. Kostnad. Priset på en induktionspanna SAV 5 kW är 40000 rubel. Medan värmeelementet Protherm Skat 6 kW - 23.000.
2. Stor vikt med små dimensioner. Eftersom även den minsta enheten väger 20 kg eller mer rekommenderas att montera dem på golvet eller hänga dem på en bärande vägg med starka fästen.
3. Det elektromagnetiska fältet genererar stark interferens i lång-, medelvåg- och VHF-banden. Även om tillverkare hävdar att de inte påverkar människokroppen, säger sanitära och medicinska tjänstemän tvärtom. Det är inte för ingenting SNiP innehåller standarder och regler för placering av enheter med hög strålningsnivå.
4. För att arbeta i värmesystemet i ett hus med 2-3 våningar krävs en kraftfull cirkulationspump.
Nackdelar med induktionsvärmare
- Den höga kostnaden för enheter.
- Betydande vikt och kompakthet.
- Förekomsten av en påverkningsfaktor för det elektromagnetiska fältet på kroppen och enheterna.
Låt oss överväga den sista punkten mer detaljerat.
Det elektromagnetiska fältet påverkar levande organismer på ungefär samma sätt som mat i en mikrovågsugn - värmer dem till ett visst djup, och detta kan få konsekvenser. Intensiteten av fältets inverkan, inklusive på en person, bestäms av en sådan indikator som energiflödestätheten (PES), som växer med en ökning av frekvensen för strömmen som matas till primärlindningen. Vid manövrering av induktionsvärmare är det nödvändigt att följa hygiennormen för PES-gränsvärdet, som fastställs i SanPiN 2.2.4 / 2.1.8.055-96, beror på fältets exponeringstid och är till exempel , för en 8-timmars exponering - 25 μW / kvm, en timme - 200 μW / kvm.
Dessutom påverkar strålning från induktorn negativ elektronik och radioutrustning i närheten, vilket stör störningen.
Viktig! För att skydda dig mot effekterna av det elektromagnetiska fältet kan du stänga pannan med ett finmaskigt (1x1, 2x2 mm) metallnät (Faraday-bur) som inte är i kontakt med pannkroppen och är jordad.
Val
Det är ganska svårt att välja en värmeenhet. Det är värt att överväga fakta, veta att det blir lättare att välja en panna. Kostnaden för induktionsvärmare är på en ganska hög nivå. Men denna nackdel kompenseras av en lång livslängd och ekonomisk drift. Dessutom minskar inte induktionspannornas kraft över tiden, vilket skiljer dem från gasapparater. Utrustningens effekt väljs baserat på beräkningen av 60 watt per 1 m2.
Den obestridliga lättheten vid installation och drift talar för valet av en induktionstyp. Pannan håller temperaturnivån i alla typer av rum, den kan förinstalleras och kontrolleras.
Det elektroniska styrsystemet hjälper till att fjärrstyra enheten, vilket ökar användarkomforten.
Induktionspanna ansluten till värmekretsen
Driftregler
Säker drift av induktionsvärmepannor, liksom alla andra tekniska anordningar, säkerställs genom att följa ett antal regler gällande både installation och användning efter installation:
- Pannan måste jordas.
- Avståndet från enheten till väggarna på sidorna bör vara minst 30 cm, från pannans bottenpunkt till golvet - 80 cm, från toppunkten till taket - 80 cm.
- Induktionspannor installeras endast i en sluten krets med en expansionsbehållare av membrantyp.
- Systemet bör innehålla ett block av säkerhetsanordningar (manometer, luftventil, övertrycksventil, avstängningssystem för övertemperatur).
Installation av ett induktionssystem
Vortex induktionspannor installeras strikt vertikalt, endast i ett slutet värmesystem med en expansionstank och centralvärme. För att komma åt utrustningen utförs installationen på ett avstånd av minst 300 mm från väggen och 800 mm från golv och tak. Särskild uppmärksamhet ägnas åt montering på väggen: de måste tåla inte bara själva enhetens vikt utan även kylvätskans volym.
Pannan är ansluten med flänsar och kopplingar till värmesystemets kretsar: tillförselröret till utloppet, returröret till inloppet. Värmesystemet måste innehålla ett säkerhetsblock med tryckmätare, luft och säkerhetsventil.
Nästa steg är att ansluta till elnätet och jordning. Försörjningsnätet och kabeltvärsnittet måste motsvara pannans utgång. Efter installation och rörledning av pannan utförs idrifttagning.
Vi rekommenderar också att du läser:
Granskning av kända tillverkare
- Edison - induktionsvärmare med en kapacitet på 4,7 till 500 kW, producerade av Novosibirsk, för hushålls- och industribehov;
- Miratron - produkter från den ryska tillverkaren av induktionsuppvärmningsutrustning NPK Miratron för hushållsbruk, kännetecknad av en avancerad design som gör det möjligt att använda utrustningen utan att skada det inre av rummet;
- Teco-House - induktionsvärmepannor med ett unikt styrsystem, producerat av det ukrainska företaget med samma namn enligt EU: s och Ryska federationens standarder.
Funktionsprincip
Funktionen hos en induktionspanna baseras på användningen av fenomenet elektromagnetisk induktion. När en stor ström passerar genom trådspolen sprids ett elektromagnetiskt fält runt den. När en kärna finns, som är gjord av ett ferromagnetiskt material, uppstår virvelströmmar i den inuti spolen, vilket tvingar metallpartiklar att röra sig med hög hastighet. Den förbrukade elektriska energin omvandlas till det elektromagnetiska fältets energi, och den omvandlas i sin tur till termisk energi.
Det elektromagnetiska fältet värmer upp kärnan och kärnan avger värmeenergi till kylvätskan, som spelas av vatten, oljelösning, etylenglykol. Rummet värms upp genom att placera en serie induktorer i värmekretsen.
Funktionsmekanismen för en induktionsvärmepanna
Diagrammet visar kylvätskans rörelse inuti induktansens kropp, när ström appliceras på vilken det kalla mediet värms upp.
Kylvätskans snabba uppvärmningshastighet orsakar konvektionsflöden i den. Vid uppvärmning expanderar kylvätskan och rusar upp. En droppe skapas, vilket är nödvändigt för att en måttligt lång krets fungerar. Om det är nödvändigt att öka cirkulationshastigheten ska en cirkulationspump användas. Designen med fenomenet elektromagnetisk induktion är bättre än de andra, eftersom den sparar upp till 30% av elektrisk energi. Detta faktum gör att du kan välja just denna version av pannan.
