Індукцыйны кацёл ацяплення сваімі рукамі: тэарэтычная база і

Ці дае індукцыйная схема нагрэву цепланосбіта нейкія рэальныя перавагі? Наколькі яна эканамічная у параўнанні з ТЭНами? Як уладкованы індукцыйны кацёл? Трубавай Ці сабраць яго самастойна? Паспрабуем адказаць на гэтыя пытанні.

Што гэта такое

Сутнасць з'явы электрамагнітнай індукцыі, адкрытай Майклам Фарадеем ў 1831 годзе - у тым, што ў змешчаным у магнітнае поле правадыру ўзбуджаецца электрычны ток. Эфект, у прыватнасці, лёг у аснову прынцыпу працы любога сучаснага трансфарматара.

Калі наматаць на ферамагнітных стрыжань дзве ізаляваныя абмоткі і падаць на адну з іх, скажам, 220 вольт, то на другі паўстане напружанне, якое адносіцца да гэтых 220 вольт гэтак жа, як колькасць віткоў другаснай абмоткі ставіцца да колькасці віткоў першаснай.

З абмотак трансфарматара можна зняць напружанне з неабходнымі характарыстыкамі і выкарыстоўваць яго для працы электрарухавіка або электронікі. А што, калі ў генерыруючых віхравыя токі абмотку змясціць ня падлучаны ні да чаго ферромагнетик?

Відавочна, якая ўзнікае ЭРС (электрарухаючая сіла) цалкам пераўтворыцца ў кінэтычную энергію руху яго малекул. Прасцей кажучы - у нагрэў.

Даведка: менавіта такім чынам працуюць індукцыйныя кухонныя пліты і плавільныя печы на ​​сталеліцейных прадпрыемствах.

Пойдзем далей. Што, калі змясціць ферамагнітных стрыжань ў струмень вады, якая рухаецца ў замкнёным контуры? Відавочна, вада стане астуджаць яго і награвацца сама.

Такім чынам, на выхадзе мы атрымаем гатовы электрычны кацёл для ацяплення дачы.

Варта толькі вырашыць некалькі тэхнічных праблем:

• Падабраць стрыжань з некорродирующего матэрыялу.
• Ізаляваць яго ад шпулькі, забяспечыўшы пры гэтым герметычнасць канструкцыі.
• Зрабіць так, каб сама шпулька не перагравацца пры праходжанні праз яе вялікіх токаў.

Годнасці індукцыйнай схемы

Як правіла, цана індукцыйных катлоў завадскога вырабу ў сярэднім прыкметна вышэй, чым у Тэнов аналагаў, і пачынаецца ад 20-25 тысяч рублёў пры 4-киловаттной магутнасці прылады.

Каб не быць галаслоўнымі, прывядзём параметры некалькіх прылад, прысутных на расійскім рынку.

У якасці абгрунтавання больш высокай кошту вытворцы і прадаўцы прыводзяць два аргументу:

1. Індукцыйны кацёл больш даўгавечны ў параўнанні з Тэнов аналагам.
2. Ён забяспечвае значную (да 40-50%) эканомію электрычнасці, што дазволіць выдатках хутка акупіцца.

Давайце паспрабуем ацаніць праўдзівасць абодвух сцвярджэнняў.

даўгавечнасць

Сцвярджэнні аб тым, што індукцыйная канструкцыя выключна ад збояў і даўгавечная - абсалютная праўда.

Прычыны?

• У катле няма рухаюцца частак. Раз так - цалкам адсутнічае механічны знос канструкцыі.
• Ён пазбаўлены ад асноўнай праблемы Тэнов - вапнавання награвальных элементаў. Вапнавая накіп паступова цеплаізалюючая трубчастыя награвальны і прыводзіць да іх перагрэву.

Дзіўна, што, пры ўзбуджэнні ў стрыжні індуктара віхравых токаў ён ледзь прыкметна вібруе, што спрыяе самаачысткі паверхні.

эканамічнасць

Давайце ўспомнім асновы фізікі.

• З пункту гледжання сэра Ісаака Ньютана, энергія нікуды не дзяецца і ніадкуль не бярэцца. Вечны рухавік немагчымы; для нагрэву фіксаванага аб'ёму паветра на 10 градусаў трэба выдаткаваць строга пэўную колькасць цеплавой энергіі па-за залежнасці ад канструкцыі награвальніка.

• Пры любых пераўтварэннях энергіі любога тыпу яна, у канчатковым рахунку, або ўчыняе фізічную працу (гэта значыць перамяшчае які валодае ненулявое масай аб'ект супраць вектара гравітацыі), альбо выкарыстоўваецца для нагрэву навакольнага асяроддзя.

Падкрэслім: ККД любога электрычнага прыбора прамога нагрэву роўны 100%.

Уся выдаткаваная электраэнергія цалкам пераўтворыцца ў цяпло; на 1 кВт электрычнай магутнасці можна атрымаць 1 кВт цеплавой.

Такім чынам, адзінае, чым можна было б у тэорыі растлумачыць нібыта больш высокую эфектыўнасць індукцыйнага катла - меншае рассейванне цяпла ў навакольным асяроддзі.

Гэты аргумент не вытрымлівае ніякай крытыкі:

1. Пры ўсталёўцы катла ў ацяпляным памяшканні цёпла, ня паглынутае цепланосбітам, усё роўна расходуецца на абаграванне.

1. На 50% меншыя цепластраты пры супастаўнай або горшай цеплаізаляцыі корпуса катла выглядаюць, мякка кажучы, сумнеўна.

Высновы відавочныя:

• Рынкавы кошт індукцыйных прылад неправамерна завышаная.
• Іх эканамічнасць - як казаў адзін з герояў Булгакава, тыповы выпадак гэтак званае хлуснi. Электрычная магутнасць прыбора падбіраецца з разліку стандартных 40 ват на кубаметр ацяплянага памяшкання. Спроба абагрэць 4-киловаттным прыборам 200-метровы дом прывядзе толькі да ўсведамлення нядаўнім пакупніком таго, што ён быў занадта наіўны.

очумелые ручкі

Нягледзячы на ​​нагрувашчванні дэзінфармацыі, сама па сабе індукцыйная схема больш чым мае права на жыццё. Завышаная рынкавы кошт цалкам заканамерна прыводзіць да думкі вырабляць індукцыйныя катлы ацяплення сваімі рукамі. Як гэта зрабіць?

корпус

Ён павінен быць:

• Дыэлектрычным.
• Дастаткова трывалым.
• Якія дазваляюць герметычна падключыць яго да ацяпляльнага контуры.

Самае простае і відавочнае рашэнне - поліпрапіленавая труба дыяметрам 40 міліметраў. У ідэале - з армаваннем фібры, якая вельмі станоўча паўплывае на трывальныя якасці корпуса.

абмотка

Для таго, каб ізаляваць нагреваемой пры падачы харчавання катушку індуктыўнасці ад термопластичного поліпрапілена, па-над корпуса пажадана наляпіць некалькі тэксталітавую палосак. Чым ляпіць? Самае простае і відавочнае рашэнне - сіліконавы герметык: ён валодае прымальнай адгезіяй да пластыку і выдатна пераносіць слабы нагрэў.

Важны момант: лепш браць герметыкі ад знакамітых вытворцаў (Ceresit, Момант і г.д.). Танныя герметыкі адрозніваюцца ад іх у першую чаргу куды горшай адгезіяй да праблемных паверхням, да якіх, зразумелая справа, адносіцца і гладкая сценка поліпрапіленавай трубы.

Сама шпулька намотваецца медным эмаляваным провадам дыяметрам каля 1,5 міліметраў (перасек 2,25 мм2). Агульная даўжыня абмоткі павінна складаць 10-15 метраў. Віткі лепш накладваць з невялікім пастаянным зазорам.

стрыжань

Якім ён павінен быць?

• Якія праводзяць. Віхравыя токі не будуць наводзіцца ў дыэлектрыку.
• Ферамагнітных. Диамагнетик не стане ўзаемадзейнічаць з электрамагнітным полем.
• Нержавеючая. Карозія ў замкнёным контуры ацяплення нам відавочна ні да чаго.

Вось некалькі магчымых рашэнняў.

• Вінтавой шнек, шчыльна ўваходзіць у трубу. Рухаючыся па канаўках ў ім, вада будзе адбіраць максімум цяпла.
• Сечаная нержавеючая дрот. Яна не вельмі зручная тым, што імправізаваны кацёл прыйдзецца абмежаваць з абодвух бакоў металічнай сеткай.
• Скатанные з нихромовой дроту вожыкі, шчыльна ўстаўленыя ў трубу.
• Нарэшце, самая простая інструкцыя: аналагічным чынам у трубе можна размясціць металічныя (нержавеючыя) вяхоткі для посуду.

Пасля таго, як стрыжань заняў сваё месца, кацёл забяспечваецца з абодвух бакоў перахаднікамі з поліпрапілена дыяметрам 40 мм на разьбы ДУ20 або ДУ25. Яны не дадуць выпасці стрыжня і дазволяць мантаваць кацёл у любой контур, пакінуўшы злучэння разборнымі.

пераўтваральнік харчавання

Што будзе, калі проста падключыць наматляную намі катушку індуктыўнасці да разеткі?

Давайце выканаем нескладаны разлік.

• Ўдзельнае супраціў меднага правадыра пры + 20С роўна 0,175 Ом * мм2 / м.
• Пры перасеку ў 2,25 мм і даўжыні 10 метраў поўны супраціў шпулькі будзе роўным 0,175 / 2,25 * 10 = 0,7 Ома.
• Такім чынам, пры падачы на ​​правадыр 220 вольт праз яго пацячэ ток у 220 / 0,7 = 314 А.

Для параўнання: пры разліку праводкі для медзі перасек падбіраецца з разліку 10 А / мм2.

Вынік трохі прадказальны: пры падачы току ў 10 з лішнім разоў вышэй разліковага наш правадыр папросту расплавіцца.

Відавочнае рашэнне - знізіць напружанне харчавання. Пераўтваральнік павінен быць досыць магутным, каб аддаць як мінімум 2,5 - 3 кілавата.

Гатовым пераўтваральнікам такой магутнасці можа стаць зварачны інвертар з рэгулявання току. Рэгуляванне не толькі зберажэ абмотку ад перагрэву, але і дазволіць плыўна рэгуляваць эфектыўную магутнасць ацяпляльнага катла. Пры выходным напрузе інвертар ў 80 вольт максімальная бяспечная для тэмпературы абмоткі магутнасць складзе каля 2 кВт.

выдаткі

З калі-небудзь істотных выдаткаў варта згадаць хіба што зварачны інвертар (ад 6000 рублёў) і паяльнік для поліпрапілена (ад 1000 рублёў). Яшчэ максімум ў 1000 ўкладуцца ўсе іншыя пакупкі.

заключэнне

Спадзяемся, што чытачу спатрэбяцца нашы рэкамендацыі. У далучаным да артыкулу відэа можна знайсці дадатковую інфармацыю аб самастойным вырабе індукцыйнага катла. Поспехаў!