Индукционный нагреватель. Огонь, вода, работающие люди, но не пожар!

Берегите глаза | 06.10.2019

Технология индукционного нагрева заготовок востребована не только в цехах горячей объёмной штамповки. Компактные индукторы необходимы, в частности, для автосервиса, занимающегося изготовлением и ремонтом стальных деталей из профилированного проката. Приобретать промышленный индуктор дорого. Есть ли альтернатива?

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.

Индуктор на кухне

Варочная индукционная плита

Индукционные варочные поверхности для кухни стали уже привычными, см. рис. По принципу действия это та же индукционная печка, только в роли короткозамкнутой вторичной обмотки выступает днище любой металлической варочной посудины, см. рис. справа, а не только из ферромагнитного материала, как часто не знаючи пишут. Просто алюминиевая посуда выходит из употребления; медики доказали, что свободный алюминий – канцероген, а медная и оловянная давно уже не в ходу по причине токсичности.

Бытовая индукционная плитка – порождение века высоких технологий, хотя идея ее зародилась одновременно с индукционными плавильными печами. Во-первых, для изоляции индуктора от стряпни понадобился прочный, стойкий, гигиеничный и свободно пропускающий ЭМП диэлектрик. Подходящие стеклокерамические композиты появились в производстве сравнительно недавно, и на долю верхней пластины плиты приходится немалая доля ее стоимости.

Схема кухонной индукционной плиты

Затем, все варочные посудины разные, а их содержимое изменяет их электрические параметры, и режимы приготовления блюд тоже разные. Осторожным подкручиванием ручек до нужной моды тут и специалист не обойдется, нужен высокопроизводительный микроконтроллер. Наконец, ток в индукторе должен быть по санитарным требованиям чистой синусоидой, а его величина и частота должны сложным образом меняться сообразно степени готовности блюда. То есть, генератор должен быть с цифровым формированием выходного тока, управляемым тем самым микроконтроллером.

Делать кухонную индукционную плиту самому нет смысла: на одни только электронные компоненты по розничным ценам денег уйдет больше, чем на готовую хорошую плитку. И управлять этими приборами пока еще сложновато: у кого есть, тот знает, сколько там кнопочек или сенсоров с надписями: «Рагу», «Жаркое» и т.п. Автор этой статьи видал плитку, где значилось отдельно «Борщ флотский» и «Суп претаньер».

Тем не менее, индукционные плиты имеют массу преимуществ перед прочими:

• Почти нулевая, в отличие от микроволновок, ППЭ, хоть сам на эту плитку садись.
• Возможность программирования для приготовления самых сложных блюд.
• Растопка шоколада, вытапливание рыбьего и птичьего жира, приготовление карамели без малейших признаков пригорания.
• Высокая экономичность как следствие быстрого нагрева и почти полного сосредоточения тепла в варочной посуде.

Разогрев варочной посуды на индукционной плите и газовой конфорке

К последнему пункту: взгляните на рис. справа, там графики разогрева стряпни на индукционной плите и газовой конфорке. Кто знаком с интегрированием, тот сразу поймет, что индуктор на 15-20% экономичнее, а с чугунным «блином» его можно и не сравнивать. Затраты денег на энергоноситель при приготовлении большинства блюд для индукционной плиты сравнимы с газовой, а на тушение и варку густых супов даже меньше. Индуктор пока уступает газу только при выпечке, когда необходим равномерный прогрев со всех сторон.

Индукционный нагреватель: схема и порядок действий при изготовлении своими руками

Уникальность человека заключается в том, что он все время изобретает приборы и механизмы, которые в значительной степени облегчают труд в той или иной сфере трудовой или жизненной деятельности.

Для этого, как правило, применяются новейшие разработки в области науки.

Исключением не стал и индукционный нагрев. В последнее время принцип индукции получил широкое применение во многих сферах, к которым можно смело отнести:

• в металлургии индукционный нагрев используется для плавки металлов;
• в некоторых отраслях промышленности используются специальные печи быстрого разогрева, функционирование которых основано на принципе индукции;
• в бытовой сфере индукционные нагреватели можно использовать, например, для приготовления пищи, нагрева воды или отопления частного дома. (Об особенностях индукционного отопления Вы можете прочитать в этой статье ).

На сегодняшний день существует великое множество индукционных установок промышленного типа. Но это отнюдь не означает, что конструкция таких приборов очень сильно замысловатая.

Простейший индукционный нагреватель вполне возможно изготовить для бытовых нужд своими руками. В этой статье подробно поговорим об индукционном нагревателе, а также о различных способах его изготовления своими руками.

Индукционные агрегаты для нагрева, которые конструируются своими руками, как правило, принято разделять на два основных вида:

• вихревые индукторные нагреватели (сокращенно – ВИН), которые в основном используются для нагрева воды и обогрева жилища;
• обогреватели, в конструкции которых предусмотрено использование различных типов электронных деталей и узлов.

Вихревой индукционный нагреватель (ВИН) состоит из следующих конструктивных компонентов:

• устройство, которое преобразует обычную электроэнергию в высокочастотный ток;
• индуктор, являющийся своего рода трансформатором, который образовывает магнитное поле;
• теплообменник или нагревательный элемент, который расположен внутри индуктора.

Принцип функционирования ВИН заключается в следующих этапах:

• преобразователь передает высокочастотный ток на индуктор, который представлен в виде цилиндра из медной проволоки;
• индуктор образовывает электромагнитное поле, которое провоцирует появление вихревых потоков;
• теплообменник, находящийся внутри индуктора, под воздействием этих вихревых потоков разогревается, и как следствие, нагревается и теплоноситель, который потом в таком виде поступает в отопительную систему.

Замечание специалиста: так как индукционная катушка считается самым важным элементом нагревателя этого вида, то к ее изготовлению нужно подойти достаточно щепетильно: медная проволока должна аккуратными витками наматываться на пластиковую трубу. Количество витков должно быть не менее 100.

Как видно из описания, конструкция ВИН достаточно не сложная, поэтому вихревой нагреватель смело можно сделать своими руками.

Виды плит

На рынке бытовой техники представлены печи различной функциональности и стоимости. Пользователи могут приобрести как недорогие индукционные плиты для кухни, так и многофункциональные системы, монтируемые в кафе и ресторанах.

К основным видам этого оборудования относятся:

• компактные настольные индукционные плиты с одной или несколькими конфорками;
• встраиваемая техника либо отдельные варочные панели;
• комбинированные плиты – совмещают элементы, работающие на принципе магнитной индукции, и электрические нагревательные конфорки.

Комбинированная индукционно-газовая плита

При выборе печки на основе энергии магнитного поля стоит обращать внимание на возможности мощности и количество режимов. Функция интенсивного нагрева позволяет приготовить блюдо быстрее

Задуматься стоит и о форме конфорки: она может быть плоской или углубленной. От этого будет зависеть возможность использования посуды с различным дном. Многофункциональные устройства, такие как индукционные плиты с духовым шкафом и большим количеством конфорок, позволят одновременно приготовить несколько блюд.

Правила и рекомендации для установки

• Индукционной нагревательной системой можно оборудовать только закрытую отопительную сеть с обеспеченной насосом принудительной циркуляцией.
• Допустимо включение прибора в систему отопления с пластиковым трубопроводом.
• Между поверхностью стен, другими приборами и индукционным котлом должна быть соблюдена дистанция не менее 30 см, от плоскости пола и потолка расстояние более 80 см.
• Рекомендовано за выводным патрубком встроить группу безопасности: манометр, автоматическое устройство для отвода воздуха, подрывной клапан.

Безусловно, с изготовлением последнего варианта придется немало повозиться, зато результат и экономический эффект без сомнений доставит удовольствие. Заводское индукционное оборудование три десятилетия работает как часы, не требуя ремонта. Самодельный прибор прослужит не меньше 25 лет, а если приложить максимум старания, то и больше.

Продуктивный вихревой индукционный котел для системы отопления — экономный вариант, с 25-тилетним сроком безупречной службы

Не исключено, что первоначально собственноручное производство индукционного вихревого котла может показаться довольно трудоемким и сложным. Но пользы от него будет немало. Кроме ощутимого для семейного бюджета расхода на приобретение дорогостоящего заводского оборудования благодаря полезной самоделке еще и существенно снизятся затраты недешевой электроэнергии.

Приложение 3

Конденсаторы

Самостоятельное изготовление индукционного водонагревателя

Помните, установка индукционного водонагревателя позволяет значительно снизить затраты на потребление электроэнергии. Конструкционные особенности данного механизма обеспечивают более быстрое нагревание теплоносителя по сравнению с остальными аналогами.

Изготовление индукционного прибора являетсянесложным процессом, который не требует значительных трудозатрат и наличия специальных навыков. Данную задачу может выполнить даже начинающий специалист.

Однако, перед проведением монтажных работ следует внимательно изучить технологическую последовательность выполнения работ.

Для самостоятельного изготовления водонагревателя необходимо подготовить следующие материалы, оборудование:

• — высокочастотный инвертор (как правило, используют механизм от сварочного аппарата);
• — толстостенный отрезок пластиковой трубы;
• — стальную нержавеющую проволоку диаметром не более 7мм ;
• — переходники;
• — металлическую сетку;
• — медную эмалированную проволоку;
• — принудительный насос;
• — бокорезы;
• — терморегулятор.

Помните, в конструкции индукционного водонагревателя отсутствуют стандартные нагревательные элементы. Именно поэтому исключена вероятность выполнения дорогостоящего ремонта в случае необходимости. Также в бойлерах отсутствуют разъемные соединения, которые, зачастую, являются причиной образования случайных протеканий.

Рекомендации, которые следует учитывать в процессе обустройства водонагрева индукционного типа

Обеспечить соответствие сварочного тока инвертора и его мощности.

Оптимальной величиной тока является показатель не менее15А.

Используйте пятисантиметровые отрезки стальной проволоки. Данные элементы станут основой нагреваемого материала, который будет расположенв высокочастотном поле. Для этого металлическую проволоку следует нарезать, используя бокорезы.

• Изготовить корпус нагревателя из толстостенной пластиковой трубы. Как правило, данный элемент конструкции должен иметь внутренний диаметр не менее 5 см.
• Подключить переходник к трубе. Арматуру следует установить со стороны коллектора, который будет соединен с системой автономного отопления или водоснабжения.
• Уложить металлическую сетку на дно пластиковой трубы. Благодаря этому будет предотвращена вероятность случайного пролития катанки.
• Засыпать подготовленные отрезки проволоки внутрь пластиковой трубы. При этом процедуру следует выполнять до полного покрытия свободного пространства.
• Установить на второй конец трубы переходной элемент.
• Обмотать медным проводом подготовленную трубу.

Количество витков, как правило, должно составлять от 80 до 90.

Помните, изготовление индукционной катушки является самым важным этапом при выполнении данной работы.

• Подключить конструкцию к автономной системе отопления или водоснабжения.
• Встроить насос для обеспечения принудительной циркуляции теплоносителя.
• Залить водой изготовленную конструкцию и подключить инвертор.
• Подключить терморегулятор в разрыве основной линии индукционного инвертора.

Выполнение данной операции позволяет обеспечить возможность регулировки воды в автоматическом режиме.

Заземлить изготовленную установку.

Помните, включать индукционный водонагреватель следует только после заполнения конструкции теплоносителем. Невыполнение данного требования ведёт к неизбежному расплавлению пластикового корпуса прибора.

Канальное плавильное устройство

Канальный тип индукционной сталеплавильной печи имеет в конструкции электромагнитный сердечник. Принцип действия прибора заключается в движении переменного магнитного потока через магнитопровод. В кольце с жидким металлом происходит возбуждение электрического тока, разогревает шихту до заданной температуры. Технология применяется в литейном производстве, миксерах, пищевых раздаточных столах. Для увеличения магнитного потока используется магнитный проводник замкнутого вида из трансформаторной стали.

Свое название канальные печи получили за наличие в пространстве агрегата двух отверстий с каналом, образующим замкнутый контур. По конструкционным особенностям прибор не может работать без контура, благодаря которому жидкий алюминий находится в непрерывном движении. При несоблюдении рекомендаций завода изготовителя оборудование самопроизвольно отключается, прерывая процесс плавки.

Жидкая бронза заливается через сифон, расположенный на торцевой стенке, присадки и шлаки загружаются и удаляются через специальные отверстия. Выдача готовой продукции осуществляется через V -образный сливной канал, сделанный в футеровке по шаблону, который расплавляется в рабочем процессе. Охлаждение обмотки и сердечника осуществляется воздушной массой, температура корпуса регулируется при помощи воды.

Схема и порядок сборки

Электрическая схема индукционного нагревателя воды. (Для увеличения нажмите) Конструирование индукционного нагревателя своими руками должно происходить согласно следующим последовательным этапам:

Нагревательный элемент. Один из торцов пластиковой трубы фиксируется металлической сеткой. Затем нержавеющая проволока нарезается кусачками на небольшие отрезки, которые плотно помещаются внутри трубы

При этом очень важно не допускать пустот. Второй торец трубы также фиксируется металлической сеткой.

Индуктор

Поверх пластиковой трубы наматывается медная проволока, которая будет создавать вихревые потоки. При этом очень важно знать, что количество витков должно быть не менее 90.

Инвертор. Этот прибор конструируется на тиристорах, которые позволяют эффективно преобразовывать обычную электроэнергию в высокочастотный ток. Тиристорный инвертор является самым важным компонентом индукционного нагревателя. Стоит также отметить, что у тиристорного преобразователя электронное управление, которое позволяет плавно регулировать подачу тока, а также надежно защищает от аварийных ситуаций.

Подключение. Когда индукционный нагреватель воды полностью смонтирован, то с помощью шаровых кранов и переходников он непосредственно подключается к отопительной системе.

Возможно, Вас заинтересует статья о том, как сделать индукционный нагреватель из сварочного инвертора.

Статью о том, как сделать индукционный нагреватель своими руками, читайте здесь .

Придерживаясь всех указанных рекомендаций, вы без особых усилий сконструируете индукционный нагреватель своими руками.

Смотрите видео, в котором специалист подробно показывает процесс сборки индукционного нагревателя воды своими руками:

Вихревые индукционные нагреватели ВИН: устройство, плюсы и минусы использования в отопительных системах

Индукционный нагреватель: схема и порядок действий при изготовлении своими руками

Индукционный котел отопления: преимущества применения и технология изготовления своими руками

Приложение 2

Источники питания ИТП (тиристорные преобразователи частоты)

Конструкционные особенности и работа теплового генератора

Для организации индивидуального отопления в качестве индукционного нагревателя этой системы можно использовать трансформатор, состоящий из двух обмоток:

1. Первичной.
2. Вторичной короткозамкнутой.

Вихревые потоки здесь образуются во внутренней составляющей. Они направляют образующееся электрическое поле на вторичный контур. Именно он выполняет одновременную роль корпуса и элемента нагрева для теплоносителя. С возрастанием плотности вихревых токов, которые нацелены на сердечник, изначально начинает греться вся его поверхность, а потом весь элемент.

Пример установки водонагревателя на индукционном токе для отопления

Для подвода холодной воды и выхода нагретого теплоносителя индукционные котлы снабжаются двумя патрубками.

Для тех, кто хочет сделать своими руками такое оборудование, нужно предусмотреть, что:

• Нижний патрубок монтируется на вводный магистральный участок;
• Верхний – на подающий участок трубопровода.

Принцип работы системы

Тепло, генерируемое котлом, передается циркулирующему в системе отопления теплоносителю. За счет гидростатического давления, нагретая вода непосредственно через подающий патрубок поступает в общую отопительную систему и постоянно отводится за счет нагнетания в нее теплоносителя. Поэтому возможность перегрева оборудования здесь полностью исключена.

Сравнение энергопотребления водонагревателя на индукции с другими

Постоянная вибрация при работе индукционной системы не дает возможности образования накипи и ее жестких отложений на внутренние стенки трубопровода. Индукционные нагреватели не имеют стандартных электрических нагревательных элементов, поэтому вероятность дорогостоящих поломок в них сводится к нулю. Кроме этого, здесь отсутствуют разъемные соединения, которые могут угрожать незапланированным неприятным протечкам. Положительной особенностью этого котла является отсутствие шума при работе, что позволяет устанавливать его в любых жилых помещениях.

Приложение 1

Тепловые характеристики металлов

Что же такое индукционный котел

Индукционные системы отопления начали использовать в 80-х годах прошлого столетия на промышленных предприятиях. Бытовые же приборы появились только в середине девяностых годов. За последние десятилетия они были доработаны, и в их конструкцию были внесены некоторые обновления, однако, принцип их работы остается неизменным.

Название данных отопительных систем и приборов уже само по себе говорит о том, что в основе их функционирования лежит электромагнитная индукция. Суть принципа работы состоит в том, что если через проволоку достаточно большого диаметра в сечении, накрученную в виде катушки, пропустить переменный ток, то вокруг этой первичной обмотки создается мощное электромагнитное поле. Если в этом поле окажется проводник, то в нем будет наводиться (индуцироваться) напряжение. Ну а если силовые линии поля пересекают расположенный в нем сердечник из сплава, обладающего магнитными свойствами, то получается своеобразный короткозамкнутый контур. И за счёт появления на нем блуждающих токов Фуко, происходит очень быстрый и сильный нагрев этого материала.

Простейшая схема принципа работы индукционного нагревателя

Такой принцип широко используется, например, в сталелитейной промышленности. Нашли ему применение и для быстрого и высокотемпературного нагрева воды. Понятно, что в качестве сердечника в этом случае будет выступать труба или иной канал, по которому циркулирует теплоноситель.

А самый доступный для понятия пример индукционного нагревателя представляет собой проволоку, намотанную на трубу, изготовленную из диэлектрика, которая будет изолировать магнитный сердечник, помещаемый в ее внутреннее пространство.

Проволочная катушка подключается к электропитанию и создает электромагнитное поле. В результате воздействия переменного электромагнитного поля металлический стержень-сердечник будет нагреваться, передавая тепло теплоносителю, который затем поступает в трубы и радиаторы отопительного контура. В качестве теплоносителя в автономных системах отопления может быть использовано масло, вода или этиленгликоль.

Вместо сердечника, в современных котлах для теплообмена задействован целый лабиринт каналов и труб. Их стенки, выполненные из ферримагнитного сплава, обеспечивают большую площадь контакта с водой и оттого — очень интенсивный нагрев циркулирующего по ним теплоносителя

Это, конечно, очень упрощенное объяснение. В индукционных котлах промышленного производства в теплообменный ферромагнитным сердечником может являться целый лабиринт труб или каналов, а нередко, например, в вихревых нагревателях, в этом процессе задействован и корпус прибора.

Один индукционный котел правильно выбранной мощности способен обеспечить нагретым теплоносителем несколько контуров разветвленной системы отопления. Естественно, при грамотной расстановке коллекторов и циркуляционных насосов.

В системах отопления небольшой протяженности теплоноситель, нагреваясь, будет подниматься вверх, и создавшегося естественного давления обычно бывает достаточно для его естественной циркуляции. Если же отопительная магистраль довольно длинная и разветвлённая, завязана на коллекторы с дальнейшим распределением потоков теплоносителя по отдельным контурам, то в систему устанавливают один или несколько циркуляционных насосов, так как без них требуемого перемещения теплоносителя будет добиться невозможно.

Лучшие электрические встраиваемые варочные панели премиум сегмент

Премиальные решения превосходно выглядят и отличаются удобством в использовании. Но аналогичные агрегаты предлагаются в продаже и по более доступной цене. Так почему же следует выбирать премиальные модели? Конечно же, из-за их надёжности. Заключительная категория нашего рейтинга собрала приборы только от немецких производителей. Дизайн, функциональность, сборка –здесь всё на высоте. Однако за эти достоинства потребителю потребуется отдать соответствующую сумму.

Kuppersberg FA6IF01

Начать мы решили из самой доступной стеклокерамической варочной панели в премиум сегменте. Модель FA6IF01 обойдётся вам примерно в 30 тысяч рублей. За эту сумму вы получите две крупных и столько же небольших зон нагрева, таймер конфорок, удобное управление сенсорного типа, индикатор остаточного тепла и защитное отключение. Также в приборе от Kuppersberg предусмотрена возможность родительского контроля, а наличие и диаметр посуды на поверхности FA6IF01 умеет распознавать автоматически.

Достоинства:

• высокая скорость разогрева;
• защитные функции;
• оригинальный дизайн;
• качество сборки и деталей;
• определение диаметра посуды;
• функция закипания;
• разумная стоимость.

Недостатки:

квадратные конфорки.

Siemens EH651FFB1E

Если вам требуется надежная варочная панель с 4 конфорками, овальной зоной нагрева и разумной стоимостью, то рекомендуем присмотреться к EH651FFB1E. Она изготовлена из стеклокерамики, отличается номинальной мощностью 7.4 кВт, а также имеет сенсорные слайдерные переключатели, позволяющие с удобством регулировать нагрев конфорок.

После отключения зоны нагрева достаточно быстро остывают, а сама панель способна отображать остаточное тепло каждой из них. Если в доме есть маленькие дети, то для их безопасности в приборе есть кнопка блокировки органов управления. Устройство также защищено от сбоев, автоматически выключаясь при работе во внештатном режиме.

Достоинства:

• отличная мощность;
• возможность поставить определенную конфорку на паузу;
• простота ухода;
• низкий уровень шума;
• плавная регулировка;
• прочная поверхность;
• красивый внешний вид.

Недостатки:

требовательная к посуде.

Bosch PIF679FB1E

Если вы мечтаете о светлой кухне, то техника в чёрном цвете может нарушить целостность выбранного вами интерьера. В таком случае идеальным вариантом для покупки станет хорошая электрическая варочная панель PIF679FB1E, производимая компанией Bosch. Этот агрегат располагает 4 конфорками и удобной панелью управления. Последняя позволяет выбрать один из 9 режимов нагрева для каждой из зон, заблокировать кнопки и установить таймер автоматического отключения. При необходимости пользователь может воспользоваться кратковременной паузой, а также овальной конфоркой в левом верхнем углу.

Достоинства:

• серебристая расцветка;
• овальная зона нагрева;
• удобное управление;
• распознавание посуды;
• шикарный внешний вид;
• качественная стеклокерамическая поверхность;
• есть функция паузы.

Bosch PXV851FC1E

Лидирует в списке лучших электрических варочных панелей премиальная модель от Bosch. Дизайн и функциональные возможности PXV851FC1E действительно впечатляют. Однако и рекомендованный ценник у данного агрегата не менее внушительный – 88000 рублей. Для встраивания устройства необходима прямоугольная прорезь в столешнице шириной 75 и глубиной 49 сантиметров.

Среди полезных функций прибора можно отметит защитное отключение и определение наличия посуды на поверхности. Последняя изготавливается из прочной стеклокерамики, быстро нагревающейся после включения плиты. Отключаться же прибор может не только вручную, но и автоматически. Для этого здесь предусмотрен звуковой таймер.

Достоинства:

• безупречная сборка;
• стильный внешний вид;
• большая зона нагрева;
• наличие металлической рамки;
• точное сенсорное управление;
• высокая мощность;
• таймер отключения.

Недостатки:

высокая цена.

Принцип действия

Если разобрать котел индукционного типа, то там вы найдете сердечник, электрическую и тепловую изоляцию, затем корпус. Отличие этого нагревателя от тех, которые используются в промышленности — это тороидальная обмотка медными проводниками. Она расположена между двух сваренных между собой труб. Эти трубы изготавливаются из ферромагнитной стали. Стенка такой трубы — более 10 мм. В результате такой конструкции нагреватель имеет гораздо меньший вес, более высокий КПД, а также небольшие размеры. В качестве сердечника здесь работает труба с обмоткой. А другая служит непосредственно для нагревания теплоносителя.

Ток индукции, который генерируется магнитным полем высокой частоты с внешней обмотки на трубу, нагревает теплоноситель. Этот процесс вызывает вибрацию стенок. Благодаря чему на них не откладывается накипь.

Нагрев происходит за счет того, что в процессе работы нагревается сердечник. Его температура повышается из-за вихревых токов. Последние образуются за счет магнитного поля, которое, в свою очередь, генерируется токами высокого напряжения. Так работает индукционный нагреватель воды и многие современные котлы.

В чем отличия от других плит?

Индукционные плиты выгодно отличаются от иных типов печек (газовых и электрических).

Стоит выделить ряд моментов:

КПД печей индукционного типа достигает 90%. Для сравнения в газовых плитах этот показатель всего 30-60%, а в электрических — не более 70%; Высокая скорость нагрева (устройства с ТЭНами или газовыми конфорками этой особенностью похвастаться не могут); Эффективность. После снятия посуды рабочую зону не нужно отключать вручную — это происходит автоматически. В электрических или газовых плитках горелка продолжает работать, что приводит к перерасходу газа и электричества

В летний период это особенно важно, ведь имеет место дополнительный нагрев воздуха, что усложняет процесс кондиционирования (охлаждения) помещения; Точная регулировка температуры. На печках с ТЭНами или работающих на газе регулирование температуры происходит «на глаз»

В случае с индукционными плитами можно поддерживать один и тот же параметр в течение всего времени приготовления пищи;

Безопасность. Если человек случайно перепутает посуду и поставит изделие с не магнитным дном, конфорка не сработает. Для активации конфорки посуда должна максимально покрывать ее площадь, от 50% и более; Множество дополнительных функций, чем не могут похвастаться классические газовые или электрические плиты.

Водяной котел с трансформатором

Для начала достаньте или купите недорогой сварочный инвертор (трансформатор) с регулировкой тока на 18-25 ампер. В качестве элементов для нагрева воды в водонагревателе применяют небольшие обрезки катанки или нержавеющей стали. Проволоку нарезают кусками длиной от 3,8 до 5,5 см (если используется катанка диаметром 6-8 мм). Затем из толстостенной пластиковой трубы диаметром 45-50 мм делают корпус нагревателя. Один конец этого отрезка трубы закрывают мелкой, ячеистой сеткой и засыпают со свободного открытого конца корпуса нарезанную проволоку.

схема устройства индукционного нагревателя.

Заполнив трубу обрезками доверху, приступают к изготовлению катушки индуктора. Берут эмалированный медный провод не менее 1,5-2 мм и наматывают вокруг сделанного корпуса. Количество витков колеблется (в зависимости от ампеража сварочного индуктора) и составляет 85-95. Катушку располагают по центру корпуса (трубы с обрезками). К системе водоснабжения или сети отопления нагреватель подсоединяют с помощью переходников.

Чтобы сделать на основе полученного нагревателя вихревой индукционный котел-водонагреватель, надо сварить из двух труб напоминающую бублик конструкцию. Это нагревательный элемент для воды. Берут любой подходящий по диаметру бак и вставляют в него входной (в верхней части бака) и выходной патрубки для воды. В этот корпус вставляют сделанную ранее индукционную катушку. Затем присоединяют нагреватель (бублик) к патрубкам так, чтобы он проходил внутри индуктора строго по центру. Изолируют выходные концы катушки и подсоединяют к трансформатору. Чтобы тепло не покидало водонагреватель, его покрывают теплоизоляционным экраном.

Вода, проходя внутри катушки по трубам, нагревается и из выходного патрубка выходит в горячем виде.

Такой индукционный котел-водонагреватель можно подсоединять и к системе, выполненной из пластиковых труб. С целью обеспечения безопасности котел устанавливают на расстоянии 80-90 см от пола и потолка и на 30-40 см от стены. Данный водонагреватель надо оснастить установленным на патрубке клапаном для сброса воздуха из системы. Подобный котел можно применить и как обогреватель небольшого помещения, добавив радиатор отопления.

Дуговая печь

Дуговые печи – устройства, работающие от электросети. В данном случае для разогрева содержимого камеры используются электроды, создающие тепловую дугу, накаляющую металлы. Температура дуги может достигать 1800˚, в результате чего внутри камеры создаётся экстремально высокая температура, переплавляющая цветные и чёрные металлы.

Составляющие дуговой печи

• Плавильная ванна.
• Регулятор мощности.
• Механизм закрытия, открытия и герметизации камеры.
• Сборки шлака.
• Изъятия жидкого металла из печи.

Регуляция тепловой интенсивности электродуги выполняется при помощи специального программного обеспечения, перемещающего электроды в вертикальном пространстве. Ранее использовались электромеханические регуляторы, но сегодня они практически не применяются, т. к. имеют большую инерционность.

Чтобы работа устройства показывала ожидаемые результаты, принято использовать своеобразный «печной» трансформатор, подключённый напрямую к высоковольтным проводам или трансформатору, имеющему мощность до 300 МВА.

Преимуществами дуговой печи является:

• Возможность плавить металлы с любым составом.
• Можно вручную регулировать температуру накала печи.
• Допустимо изготавливать при помощи такого оборудования сплавы из нескольких комбинаций металла.

Чтобы использовать дуговую печь для плавки, в первую очередь следует загрузить сырьё внутрь через печную шихту, расположенную сверху. Загрузку сырья выполняют при помощи специальной корзины – загрузочной бадьи. Во избежание поломки устройства крупными кусками металлов, на низ загружают мелкие детали, а затем вводят 2-3% извести (от общей массы загруженного сырья).

После того как дуговую печь полностью загрузили, внутрь камеры помещают электроды и включают высоковольтный выключатель, в результате чего образовывается высоковольтная раскалённая дуга, отдающая тепло загруженному внутрь металлу.

Применение дуговой печи

Дуговые печи для плавки стали, алюминия, золота, меди, бронзы, никеля, вольфрама нашли применение в различных сферах промышленности, таких как литейные цеха, заводы по изготовлению ювелирных украшений, а также металлургическая, машиностроительная, химическая промышленность. Также такие печи применяют для проведения исследований в лабораториях, экспериментирующих с металлами, путём их подвержения экстремально высоким температурам.

Расчет мощности

Так как индукционный способ плавки стали менее затратный, чем аналогичных методик, основанных на использовании мазута, угля и других энергоносителей, то расчет индукционной печи начинается с вычисления мощности агрегата.

Мощность индукционной печи подразделяется на активную и полезную, для каждой из них есть своя формула.

В качестве исходных данных нужно знать:

• емкость печи, в рассматриваемом для примера случае она равна 8 тоннам;
• мощность агрегата (берется максимальное ее значение) – 1300 кВт;
• частота тока – 50 Гц;
• производительность печной установки – 6 тонн в час.

Требуется также учитывать расплавляемый металл или сплав: по условию он цинковый. Это важный момент, тепловой баланс плавки чугуна в индукционной печи, также как и других сплавов свой.

Полезная мощность, которая передается жидкому металлу:

• Рпол = Wтеор×t×П,
• Wтеор – удельный расход энергии, он теоретический, и показывает перегрев металла на 10С;
• П – производительность печной установки, т/ч;
• t – температура перегрева сплава или металлической заготовки в ванной печи, 0С
• Рпол = 0,298×800×5,5 = 1430,4 кВт.

Активная мощность:

• Р = Рпол/Ютерм,
• Рпол – берется с предыдущей формулы, кВт;
• Ютерм – КПД литейной печи, его пределы от 0,7 до 0,85, в среднем принимают 0,76.
• Р =1311,2/0,76=1892,1кВт, проводится округление значения до 1900 кВт.

На заключительном этапе рассчитывается мощность индуктора:

• Ринд = Р/N,
• Р – активная мощность печной установки, кВт;
• N – количество индукторов, предусмотренных на печи.
• Ринд =1900/2= 950 кВт.

Потребление мощности индукционной печью при плавке стали зависит от ее производительности и вида индуктора.

Применение

Отопление, основанное на вихревых токах, созданных электромагнитными полями может найти своё применение при:

• обогреве жилого хозяйства, дома, бани, гаража, промышленного или административного здания;
• в системе горячего водоснабжения;
• обогреве сооружений и конструкций, имеющих определённые требования к источникам тепла (по безопасности).