Caldeiras de aquecimento por indução: tipos, uma visão geral das vantagens e desvantagens de como escolher um bom modelo

A caldeira de aquecimento por indução continua sendo uma novidade no mercado de eletrodomésticos, embora a popularidade de uma solução inovadora esteja crescendo rapidamente. Entre okotl elétrico modelos de indução representam cerca de 30%. Qual a diferença entre esta unidade e seus concorrentes com elementos de aquecimento ou eletrodos convencionais?

Vamos falar sobre o princípio da operação e as vantagens exclusivas de equipamentos cuja operação é baseada no uso da indução. Em nosso artigo proposto, suas variedades são fornecidas e descritas em detalhes. Nossas dicas de instalação ajudarão você a equipar ou atualizar com facilidade o sistema de aquecimento da casa, loja ou armazém.

Características de construção e operação

Uma caldeira de indução é capaz de gerar salas de calor e aquecimento graças à indução eletromagnética. Esse fenômeno físico foi descoberto por Faraday durante seus experimentos com uma barra magnética cilíndrica, em torno da qual um fio de cobre era enrolado em espiral.

Projeto da unidade de indução

Uma caldeira de aquecimento por indução moderna também inclui um indutor e um núcleo. Quando uma corrente elétrica alternada passa através de uma bobina, um campo eletromagnético surge.

O campo gera correntes elétricas de Foucault que aquecem o núcleo, cujo calor é transferido para o líquido de refrigeração. A quantidade deste calor é determinada pela fórmula de Joule-Lenz.

A caldeira de aquecimento por indução é uma unidade complexa de múltiplos componentes. Para entender melhor o princípio de operação de um dispositivo de indução, vale lembrar um curso de física escolar

A caldeira de aquecimento por indução consiste em duas partes principais. Em um deles, constituído por uma bobina e um núcleo, forma-se um campo magnético. A segunda parte é um trocador de calor com um fluido de trabalho (líquido de refrigeração).

A função do líquido refrigerante é a água comum ou uma mistura de água com etileno glicol.Você pode usar outros fluidos, cuja escolha depende do modelo específico da caldeira.

O sistema de aquecimento com caldeira de indução está sempre ligado circuito fechado. O esquema de montagem também inclui um tanque de membrana, necessário para receber o excesso de água que ocorre devido à sua expansão térmica. Se esse tanque não for fornecido com um conjunto completo, ele será adquirido separadamente.

Especificidade de uso em circuitos de aquecimento

As caldeiras de indução são projetadas para operar em um sistema de circulação forçada. Portanto, o diagrama de conexão deve estar presente bomba de circulação, estimulando o movimento do fluido de trabalho ao longo do circuito de aquecimento.

Essa necessidade se deve aos volumes relativamente pequenos de trocadores de calor. – devido ao aquecimento rápido, a água ferve neles mais rapidamente do que a circulação gravitacional.

As caldeiras de indução são fornecidas completas com uma unidade de controle remoto projetada para automatizar a operação de equipamentos de aquecimento

Nos sistemas de múltiplos circuitos, bombas de circulação são instaladas em cada circuito. Se a casa tiver um sistema de piso aquecido, o conjunto completo deverá ter um coletor de distribuição e uma bomba adicional.

O sistema de controle da caldeira inclui, além dos sensores de termostato e temperatura, os chamados grupo de segurança, projetado para evitar superaquecimento, sobrepressão e resistência à tração das peças.

O grupo de segurança geralmente inclui um manômetro, saídas de ar e válvulas de segurança. A proteção contra sobretensão é implementada usando componentes automáticos. O tratamento de partes individuais com um composto aumenta sua segurança. Graças aos componentes de proteção, é garantida a operação segura e ininterrupta da caldeira.

O circuito de expansão do sistema de aquecimento com uma caldeira de indução deve incluir um tanque de expansão e um grupo de segurança que evite a sobrepressão no circuito fechado

Caldeiras de indução domésticas, dependendo da potência nominal, operam em 220 V ou 380 V a uma frequência atual de 50 Hz. Para caldeira elétrica para conectar-se à rede, você precisará notificar a empresa de energia local (fornecedor de eletricidade) e obter sua aprovação.

A conexão pode ser monofásica e trifásica. Os fios usados ​​para conectar a fonte de alimentação devem ter uma seção transversal adequada.

Em um aparelho de indução, o aquecimento é controlado ao ligar e desligar o aparelho. Esse processo é ajudado sensores de temperatura (termopar) incluído no sistema de controle.

Caldeira de indução no contexto de indicação da direção do movimento do líquido de refrigeração. No estado frio, o líquido de arrefecimento entra pelo tubo inferior e após o aquecimento é alimentado pelo sistema superior ao sistema de aquecimento.

O usuário define o regime de temperatura ideal e a caldeira desliga-se automaticamente após o aquecimento do líquido de arrefecimento a uma determinada temperatura e o liga novamente após o resfriamento.

Graças ao ciclo contínuo de aquecimento do líquido de refrigeração em salas aquecidas, é mantido um microclima confortável. Em muitos modelos, são exibidos dados sobre temperatura e outros parâmetros operacionais, o que facilita o controle sobre a operação do equipamento.

As caldeiras de aquecimento por indução opcionais estão equipadas com módulos GSM para monitorar a temperatura na sala e controlar via smartphone a partir de qualquer lugar do mundo em que a Internet esteja disponível. Ao retornar de uma viagem de férias ou de negócios, você pode ligar o sistema de aquecimento com antecedência e preparar a casa para a chegada

Variedades de caldeiras de indução

Todos os modelos de caldeiras de indução funcionam com o mesmo princípio, mas existem diferenças em seu design. De acordo com esse critério, eles são divididos condicionalmente em várias espécies, que serão consideradas posteriormente.

Shell caldeiras. A carcaça da caldeira tem uma forma cilíndrica. No invólucro é um indutor.Um trocador de calor passa dentro e fora da bobina.

O fluido de trabalho que entra no tubo de entrada passa através de um trocador de calor, aquece e entra no circuito de aquecimento através do tubo superior. Caldeiras invólucro tipo na Rússia produz NPK «INERA" No mercado, eles são conhecidos sob o nome da marca. Sav.

Caldeiras com trocadores de calor volumétricos. Este tipo de caldeira também é chamado de indutivocondutivo. A unidade possui uma caixa de metal na forma de um cilindro.

Uma bobina de indução com uma haste ferromagnética, que serve como trocador de calor, é colocada no alojamento. Indutivocondutivo caldeiras no mercado são representadas pela série VIN. Fabricante – Planta de equipamentos térmicos "Energia alternativa".

Caldeiras com trocador de calor tubular. Caldeiras de indução clássicas têm um trocador de calor na forma de um conjunto de tubos que envolvem o indutor. O primeiro no mercado era exatamente esse agregado.

Caldeiras de indução com inversores. A caldeira de indução pode ser complementada com um inversor, no qual a corrente elétrica constante das baterias é convertida em uma de alta frequência alternada e só então entra no indutor.

Essa solução ajuda a obter as correntes parasitas necessárias para a geração de calor na ausência da fonte de alimentação principal.

O uso de um inversor em um circuito com caldeiras de indução permite estabilizar a fonte de alimentação do equipamento elétrico e protegê-lo contra sobretensões

O que você precisa saber sobre a instalação?

O conjunto de entrega de equipamentos elétricos inclui um passaporte técnico com uma descrição detalhada das características e instruções que especificam as regras de instalação e operação. A instalação das caldeiras deve ser realizada de acordo com o manual em anexo.

No caso de defeitos, por exemplo, se o sistema não tiver uma bomba para circulação forçada, a caldeira pode ser removida do serviço de garantia. Portanto, os fabricantes recomendam envolver encanadores experientes ou funcionários treinados da organização que vendem equipamentos elétricos para instalação.

A caldeira de indução pode ser integrada a um sistema de aquecimento existente como principal ou de reserva com uma conexão paralela. Quanto ao local da instalação, é imperativo aderir às normas de regras para todos os aparelhos de aquecimento elétrico.

O aquecedor deve estar a pelo menos 80 cm do teto e do piso. A folga na parede deve ser de pelo menos 30 cm. Como qualquer equipamento elétrico poderoso, a caldeira de indução deve ser aterrada de acordo com GOST 12.2.007.0.

A seção transversal do cabo usado para conectar a caldeira de indução é calculada com base na potência do equipamento. A fiação é estabelecida em canais a cabo ou em papelão ondulado

Vantagens das caldeiras de aquecimento por indução

Caldeiras de indução têm muitas vantagens absolutas e comparativas, incluindo as seguintes:

• maior eficiência entre todos caldeiras elétricas;
• invariância das características energéticas;
• requisitos mínimos para refrigerante;
• maior confiabilidade;
• recorde de longa vida útil;
• capacidade de trabalhar autonomamente;
• instalação simples sem sistema de ventilação;
• sistema de controle automático;
• não há necessidade de entrega e armazenamento de combustível:
• portador de calor que aquece até 95 graus;
• alto nível de segurança.

O dispositivo converte energia elétrica em calor com uma eficiência de 98 a 99%. Demora 7-10 minutos para aquecer o líquido de refrigeração. Um design simples, no qual não existem peças mecânicas móveis, ligas de aço usadas como materiais de fabricação, faz com que as caldeiras de indução registrem longa vida útil.

Tais danos só podem ser danificados. isolamento elétrico. Porém, como a prática de operar transformadores, que em seu design é muito semelhante às caldeiras de indução, mostra que eles são realmente capazes de durar muitas décadas.

De acordo com as garantias dos fabricantes, as unidades que operam devido ao efeito da indução eletromagnética fornecem aquecimento ininterrupto das instalações por 100 mil horas, ou seja, 30 estações de aquecimento. Ao mesmo tempo, sua potência não diminui com o tempo, o que não pode ser dito sobre eletrodos e sistemas convencionais. elementos de aquecimento caldeiras.

Caldeiras de indução podem ser usadas como equipamento primário e como equipamento adicional. Por exemplo, para preparar um líquido de refrigeração para um sistema de piso quente usado irregularmente

Os mesmos motivos que determinam a durabilidade e o aumento da confiabilidade dos aquecedores por indução reduzem ao mesmo tempo o custo da operação. A caldeira de indução não precisa de manutenção e reparo regulares, o que economiza dinheiro.

Comparado a muitos outros tipos de combustível, o uso de eletricidade para aquecer residências continua sendo o mais rentável. Isto é especialmente verdade não gaseificado assentamentos.

O projeto certificado da caldeira de indução evita curtos-circuitos. Os fabricantes afirmam que qualquer modelo tem a classe mais alta. segurança elétrica. A caldeira de indução não deve ser confundida com o forno micro-ondas, pois é utilizada uma frequência diferente de corrente elétrica para sua operação.

O aquecimento do líquido de refrigeração na caldeira de indução ocorre uniformemente – a diferença de temperatura no sistema não é superior a 30 ° C. Ou seja, o superaquecimento local que pode levar ao incêndio está ausente, o que torna essas unidades à prova de fogo.

Devido à magnetização do líquido de arrefecimento, pequena vibração, invisível a outros e turbulência turbulenta, praticamente nenhum depósito de minerais é formado nas caldeiras de indução, o que afeta favoravelmente a eficiência. Lembre-se de que uma espessa camada de balança diminui a velocidade e a eficiência do aquecimento do líquido de refrigeração.

Para aumentar a capacidade, ele pode usar uma cascata de três ou mais caldeiras de indução com um gabinete de controle comum. Essa solução ajudará a aquecer a mansão de dois andares.

Se você observar as regras de operação especificadas nas instruções, após a instalação e instalação do regime de temperatura, a caldeira não poderá ser lembrada durante a estação de aquecimento. Ao contrário "irmãos" de combustível sólidoOs dispositivos de indução não requerem carregamento regular de lenha e remoção de carvão e cinzas. Não é necessária limpeza de tubos, o que os diferencia de outros tipos caldeiras elétricas.

A própria caldeira e equipamentos adicionais ocupam pouco espaço e podem ser instalados em uma pequena área. Os componentes do sistema de controle permitem o uso de caldeiras de indução em um pacote com outro equipamento climático.

Caldeiras de indução podem ser integradas em um sistema de controle doméstico inteligente chamado “Smart Home”

Desvantagens dos modelos de indução

As soluções técnicas ideais ainda não existem. Até o equipamento mais avançado tem suas desvantagens e uma caldeira de aquecimento por indução não é exceção.

É caracterizado por:

• preço alto;
• peso pesado;
• o barulho.

Na fabricação de caldeiras de indução, materiais caros são usados, incluindo ferromagnetos que reagem a um campo magnético.

Para que a caldeira cumpra sua função, os engenheiros devem calcular com precisão o diâmetro do fio da bobina, o número de voltas, o tamanho do núcleo e outros parâmetros. Todos esses cálculos devem ser implementados no produto final.

Assim, a produção de dispositivos de indução é um processo intensivo em mão-de-obra e metal, o que leva a altos custos de produção. Ao mesmo tempo, essa desvantagem é nivelada devido à longa vida útil e aos custos operacionais mínimos.

As dimensões compactas da caldeira são combinadas com seu peso considerável, o que é explicado por um grande número de peças de aço. Alguns modelos pesam 40 kg. A caldeira de indução faz um leve ruído durante a operação, mas essa desvantagem é facilmente eliminada por absorção de som juntas recomendadas para instalação.

Regras para a seleção de equipamentos

Ao escolher um modelo de caldeira de indução, os principais critérios são sua potência e as características da sala aquecida. Supõe-se que para o aquecimento de 10 metros quadrados. m. com uma altura de teto de até 3 metros, é necessário 1 kW.

Assim, basta dividir a área da sala aquecida por 10 e, como resultado, a potência nominal necessária será obtida caldeira elétrica. Por exemplo, para uma casa de 100 metros quadrados. m) é necessário um aquecedor de indução de 10 kW.

Se não houver desejo de calcular a potência necessária da caldeira com alta precisão, você poderá usar a opção simplificada. Segundo ele, caldeiras de indução com capacidade de apenas 3-4 kW são capazes de aquecer uma sala com uma área de 30 a 40 m²

Para não pagar a mais por energia desnecessária e não congelar se for insuficiente, é necessário avaliar as características específicas de uma casa ou outro objeto, incluindo materiais de parede, área da janela, presença de isolamento etc. e escolher equipamentos de aquecimento com base nesses dados.

Não custa perguntar ao vendedor e o fator de potência, ou seja, a proporção de potência ativa e total do modelo selecionado. Esse indicador é chamado de cosseno phi (Cos φ) e medido em volt-ampères. Ajuda a determinar quanto da eletricidade consumida é gasta diretamente no aquecimento do líquido de arrefecimento e na geração de um campo magnético.

Os valores do fator de potência variam de 0 a 1. Para caldeiras de indução com um design bem projetadoCos φ é 0,97-0,98 kVA, que é considerado um excelente indicador, uma vez que quase toda a eletricidade consumida é gasta no aquecimento do fluido de trabalho.

Uma variedade de modelos permite escolher uma opção para uso como fonte de calor primária ou de backup. Caldeiras poderosas operando com uma tensão de 380 V são capazes de aquecer independentemente casas, instalações comerciais e industriais de grande quadratura.

Para operação no país ou na garagem eficaz caldeira de indução Você pode fazer isso sozinho. O artigo a seguir o familiarizará com o manual detalhado para a montagem de produtos caseiros úteis.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

O rolo demonstrará claramente o princípio de operação da unidade de indução:

Opinião de especialistas sobre a segurança de operação da caldeira de indução:

Apresentações em vídeo de caldeiras de indução da ZSTM (planta da engenharia tecnológica da Sibéria):

Caldeiras de aquecimento por indução têm muitas vantagens e vantagens competitivas, com desvantagens menores ou facilmente elimináveis. O quão benéfica é essa opção para o aquecimento de uma casa em particular só pode ser decidida pesando todos os prós e contras.

Um fato indiscutível continua sendo o crescimento constante da demanda por esses equipamentos, e é provável que essa tendência continue no futuro.

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