La caldera de calentamiento por inducción sigue siendo una novedad en el mercado de electrodomésticos, aunque la popularidad de una solución tan innovadora está creciendo rápidamente. Entre los okotl eléctricos, la proporción de modelos de inducción es de aproximadamente el 30%. ¿Cuál es la diferencia entre esta unidad y sus competidores con elementos calefactores o electrodos convencionales?
Le contaremos todo sobre el principio de funcionamiento y las ventajas únicas de los equipos cuyo funcionamiento se basa en el uso de la inducción. En nuestro artículo propuesto, sus variedades se dan y describen en detalle. Nuestros consejos de instalación lo ayudarán a equipar o actualizar fácilmente el sistema de calefacción de la cabaña, tienda o almacén.
Características de diseño y operación.
Una caldera de inducción es capaz de generar calor y calefacción de habitaciones gracias a la inducción electromagnética. Faraday descubrió este fenómeno físico durante sus experimentos con una barra magnética cilíndrica alrededor de la cual se enrollaba un alambre de cobre en espiral.
Diseño de la unidad de inducción
Una moderna caldera de calentamiento por inducción también incluye un inductor y un núcleo. Cuando una corriente eléctrica alterna pasa a través de una bobina, surge un campo electromagnético.
El campo genera corrientes eléctricas de Foucault que calientan el núcleo, cuyo calor se transfiere al refrigerante. La cantidad de este calor está determinada por la fórmula de Joule-Lenz.
La caldera de calentamiento por inducción es una unidad compleja de múltiples componentes. Para comprender mejor el principio de funcionamiento de un dispositivo de inducción, vale la pena recordar un curso escolar de física
La caldera de calentamiento por inducción consta de dos partes principales. En uno de ellos, que consiste en una bobina y un núcleo, se forma un campo magnético. La segunda parte es un intercambiador de calor con un fluido de trabajo (refrigerante).
La función del refrigerante es agua ordinaria o una mezcla de agua con etilenglicol. Es posible utilizar otros líquidos, cuya elección depende del modelo específico de la caldera.
Un sistema de calefacción con una caldera de inducción siempre se incluye en un circuito cerrado. El esquema de montaje también incluye un tanque de membrana, que es necesario para recibir el exceso de agua que se produce debido a su expansión térmica. Si dicho tanque no cuenta con un juego completo, se compra por separado.
Especificidad de uso en circuitos de calefacción.
Las calderas de inducción están diseñadas para funcionar en un sistema de circulación forzada. Por lo tanto, la bomba de circulación debe estar presente en el diagrama de cableado, estimulando el movimiento del fluido de trabajo a lo largo del circuito de calefacción.
Esta necesidad se debe a los volúmenes relativamente pequeños de intercambiadores de calor. – Debido al calentamiento rápido, el agua hierve en ellos más rápido que la circulación gravitacional.
Las calderas de inducción se suministran completas con una unidad de control remoto diseñada para automatizar la operación de los equipos de calefacción.
En sistemas de múltiples circuitos, las bombas de circulación se instalan en cada circuito. Si la casa tiene un sistema de piso calefactado, entonces el conjunto completo debe tener un distribuidor múltiple y una bomba adicional.
El sistema de control de la caldera incluye, además del termostato y los sensores de temperatura, el denominado grupo de seguridad, que está diseñado para evitar el sobrecalentamiento, la sobrepresión y la resistencia a la tracción de las piezas.
Un grupo de seguridad generalmente incluye un manómetro, salidas de aire y válvulas de seguridad.La protección contra sobretensiones se implementa mediante componentes automáticos. El tratamiento de partes individuales con un compuesto aumenta su seguridad. Gracias a los componentes de protección, se garantiza el funcionamiento seguro e ininterrumpido de la caldera.
El circuito de expansión del sistema de calefacción con una caldera de inducción debe incluir un tanque de expansión y un grupo de seguridad que evite la sobrepresión en el circuito cerrado.
Las calderas de inducción domésticas, dependiendo de la potencia nominal, funcionan con voltajes de 220 V o 380 V a una frecuencia de corriente de 50 Hz. Para conectar la caldera eléctrica a la red, deberá notificar a la compañía energética local (proveedor de electricidad) y obtener su aprobación.
La conexión puede ser monofásica y trifásica. Los cables utilizados para conectar la fuente de alimentación deben tener una sección transversal adecuada.
En un aparato de inducción, el calentamiento se controla encendiéndolo y apagándolo cíclicamente. Los sensores de temperatura (termopar) incluidos en el sistema de control ayudan a este proceso.
Caldera de inducción en el contexto de indicar la dirección de movimiento del refrigerante. En estado frío, el refrigerante ingresa a través de la tubería inferior y después del calentamiento se suministra a través de la tubería superior al sistema de calefacción.
El usuario establece el régimen de temperatura óptimo y la caldera se apaga automáticamente después de calentar el refrigerante a una temperatura determinada, y lo vuelve a encender después de enfriarse.
Gracias al ciclo continuo de calentamiento del refrigerante en habitaciones con calefacción, se mantiene un microclima confortable. En muchos modelos, se muestran datos sobre temperatura y otros parámetros de operación, lo que facilita el control sobre la operación del equipo.
Las calderas de calentamiento por inducción opcionales están equipadas con módulos GSM para monitorear la temperatura en la habitación y controlar a través de un teléfono inteligente desde cualquier parte del mundo donde Internet esté disponible. Al regresar de unas vacaciones o un viaje de negocios, puede encender el sistema de calefacción con anticipación y preparar la casa para su llegada.
Variedades de calderas de inducción.
Todos los modelos de calderas de inducción funcionan con el mismo principio, pero hay diferencias en su diseño. Según este criterio, se subdividen condicionalmente en varias especies, que se considerarán más adelante.
Calderas de concha. La carcasa de la caldera tiene forma cilíndrica. En la carcasa hay un inductor. Un intercambiador de calor pasa tanto dentro como fuera de la bobina.
El fluido de trabajo que ingresa al tubo de entrada pasa a través del intercambiador de calor, se calienta y entra al circuito de calefacción a través del tubo superior. NPK INERA produce calderas de tipo caldera en Rusia. Son conocidos en el mercado bajo la marca SAV.
Calderas con intercambiadores de calor volumétricos. Este tipo de caldera también se llama inductivo-conductor. La unidad tiene una carcasa de metal en forma de cilindro.
Una bobina de inducción con una varilla ferromagnética, que sirve como intercambiador de calor, se coloca en la carcasa. Las calderas inductivas-conductoras en el mercado están representadas por una serie de VIN. Fabricante – Planta de Equipos Térmicos "Energía Alternativa".
Calderas con intercambiador de calor tubular. Las calderas de inducción clásicas tienen un intercambiador de calor en forma de un conjunto de tuberías que envuelven el inductor. El primero en el mercado fue tal agregado.
Calderas de inducción con inversores. La caldera de inducción puede complementarse con un inversor, en el que la corriente eléctrica constante de las baterías se convierte en una alterna de alta frecuencia y solo luego ingresa al inductor.
Esta solución ayuda a obtener las corrientes parásitas necesarias para la generación de calor en ausencia de una fuente de alimentación principal.
El uso de un inversor en un circuito con calderas de inducción le permite estabilizar el suministro de energía a los equipos eléctricos y protegerlo de sobretensiones
¿Qué necesitas saber sobre la instalación?
El conjunto de entrega de equipos eléctricos incluye un pasaporte técnico con una descripción detallada de las características e instrucciones que especifican las reglas de instalación y operación. La instalación de calderas debe realizarse de acuerdo con el manual adjunto.
En caso de defectos, por ejemplo, si el sistema no tiene una bomba para circulación forzada, la caldera puede retirarse del servicio de garantía. Por lo tanto, los fabricantes recomiendan involucrar a plomeros experimentados o empleados capacitados de la organización que vendió equipos eléctricos para la instalación.
La caldera de inducción se puede integrar en un sistema de calefacción existente como principal o de respaldo cuando se conecta en paralelo. En cuanto al sitio de instalación, es imprescindible cumplir con las normas estándar para todos los aparatos de calefacción eléctrica.
El calentador debe estar al menos a 80 cm del techo y el piso. El espacio con la pared debe ser de al menos 30 cm. Al igual que cualquier equipo de potencia potente, la caldera de inducción debe estar conectada a tierra de acuerdo con GOST 12.2.007.0.
La sección transversal del cable utilizado para conectar la caldera de inducción se calcula en función de la potencia del equipo. El cableado se coloca en canales de cable o en corrugado
Ventajas de las calderas de calentamiento por inducción.
Las calderas de inducción tienen muchas ventajas absolutas y comparativas, incluidas las siguientes:
- mayor eficiencia entre todas las calderas eléctricas;
- invariancia de las características energéticas;
- requisitos mínimos de portador de calor;
- mayor confiabilidad;
- registrar una larga vida útil;
- capacidad de trabajar de forma autónoma;
- instalación simple sin sistema de ventilación;
- sistema de control automático;
- sin necesidad de entrega y almacenamiento de combustible:
- portador de calor que calienta hasta 95 grados;
- Alto nivel de seguridad.
El dispositivo convierte la energía eléctrica en calor con una eficiencia del 98-99%. Lleva 7-10 minutos calentar el refrigerante. Un diseño simple, en el que no hay piezas mecánicas móviles, las aleaciones de acero utilizadas como materiales de fabricación, hacen que las calderas de inducción tengan una larga vida útil.
Dichos equipos solo pueden dañarse por daños al aislamiento eléctrico. Pero como la práctica de operar transformadores, que en su diseño son muy similares a las calderas de inducción, muestra que realmente pueden durar muchas décadas.
Según las garantías de los fabricantes, las unidades que funcionan debido al efecto de la inducción electromagnética proporcionan un calentamiento ininterrumpido de las instalaciones durante 100 mil horas, es decir, 30 temporadas de calefacción. Al mismo tiempo, su potencia no disminuye con el tiempo, lo que no se puede decir sobre los electrodos y los elementos calefactores convencionales.
Las calderas de inducción pueden usarse tanto como equipo primario como adicional. Por ejemplo, para preparar un refrigerante para un sistema de piso cálido de uso irregular
Las mismas razones que determinan la durabilidad y la mayor confiabilidad de los calentadores de inducción, al mismo tiempo reducen el costo de operación. La caldera de inducción no necesita mantenimiento y reparación regulares, lo que ahorra dinero.
En comparación con muchos otros tipos de combustible, el uso de electricidad para calentar hogares sigue siendo el más rentable. Esto es especialmente cierto para los asentamientos no gasificados.
El diseño certificado de la caldera de inducción evita cortocircuitos. Los fabricantes declaran que cualquier modelo tiene la clase de seguridad eléctrica más alta. La caldera de inducción no debe confundirse con el horno de microondas, ya que se utiliza una frecuencia diferente de corriente eléctrica para su funcionamiento.
El calentamiento del refrigerante en la caldera de inducción se produce de manera uniforme. – La diferencia de temperatura en el sistema no es superior a 30 ° C.Es decir, el sobrecalentamiento local que puede provocar incendios está ausente, lo que hace que tales unidades sean incombustibles.
Debido a la magnetización del refrigerante, la pequeña vibración, invisible para los demás y la turbulencia turbulenta, prácticamente no se forman depósitos minerales en las calderas de inducción, lo que afecta favorablemente la eficiencia. Recuerde que una gruesa capa de escala reduce la velocidad y la eficiencia del calentamiento del refrigerante.
Para aumentar la capacidad, puede usar una cascada de tres o más calderas de inducción con un gabinete de control común. Tal solución ayudará a calentar la mansión de dos pisos.
Si observa las reglas de funcionamiento especificadas en las instrucciones, después de la instalación y la instalación del régimen de temperatura, la caldera no puede recordarse durante la temporada de calefacción. A diferencia de los "hermanos" de combustible sólido, los dispositivos de inducción no requieren la carga regular de leña y carbón y la eliminación de cenizas. No se requiere limpieza de tuberías, lo que los distingue de otros tipos de calderas eléctricas.
La caldera en sí y el equipo adicional para ella ocupan poco espacio y se pueden instalar en un área pequeña. Los componentes del sistema de control permiten el uso de calderas de inducción en un paquete con otros equipos climáticos.
Las calderas de inducción se pueden integrar en un sistema de control inteligente para el hogar llamado "Smart Home"
Desventajas de los modelos de inducción.
Las soluciones técnicas ideales aún no existen. Incluso el equipo más avanzado tiene sus inconvenientes y una caldera de calentamiento por inducción no es una excepción.
Se caracteriza por:
- precio alto;
- peso pesado
- ruido.
En la fabricación de calderas de inducción, se utilizan materiales caros, incluidos los ferromagnetos que reaccionan a un campo magnético.
Para que la caldera cumpla su función, los ingenieros deben calcular con precisión el diámetro del cable de la bobina, el número de vueltas, el tamaño del núcleo y otros parámetros. Entonces, todos estos cálculos deben implementarse en el producto terminado.
Por lo tanto, la producción de dispositivos de inducción es un proceso intensivo en mano de obra y metal, lo que conduce a un alto costo de producción. Al mismo tiempo, este inconveniente se nivela debido a la larga vida útil y los costos operativos mínimos.
Las dimensiones compactas de la caldera se combinan con su considerable peso, que se explica por una gran cantidad de piezas de acero. Algunos modelos pesan 40 kg. La caldera de inducción produce un ligero ruido durante el funcionamiento, pero este inconveniente se elimina fácilmente mediante juntas de absorción de sonido, que se recomiendan para la instalación.
Reglas para la selección de equipos.
Al elegir un modelo de caldera de inducción, los criterios principales son su potencia y las características de la habitación con calefacción. Se supone que para calentar 10 metros cuadrados. m. con una altura de techo de hasta 3 metros, se requiere 1 kW.
Por lo tanto, es suficiente dividir el área de la habitación calentada por 10 y, como resultado, se obtendrá la potencia nominal necesaria de la caldera eléctrica. Por ejemplo, para una casa de 100 metros cuadrados. Se requiere un calentador de inducción de 10 kW.
Si no desea calcular la potencia necesaria de la caldera con alta precisión, puede utilizar la opción simplificada. Según él, las calderas de inducción con una capacidad de solo 3-4 kW pueden calentar una habitación con un área de 30-40 m²
Para no pagar de más por energía innecesaria y no congelarse si es insuficiente, es necesario evaluar las características específicas de la casa u otro objeto, incluidos los materiales de la pared, el área de la ventana, la presencia de aislamiento, etc., y elegir equipos de calefacción en función de estos datos.
No está de más preguntarle al vendedor y el factor de potencia, es decir, la relación entre la potencia activa y total del modelo seleccionado. Este indicador se llama coseno phi (Cos φ) y se mide en voltios-amperios.Ayuda a determinar cuánto de la electricidad consumida se gasta directamente en calentar el refrigerante y cuál es la generación de un campo magnético.
Los valores del factor de potencia están en el rango de 0 a 1. Para las calderas de inducción con un diseño bien pensado, Cos φ es 0.97-0.98 kVA, lo que se considera un excelente indicador, ya que casi toda la electricidad consumida se gasta en calentar el fluido de trabajo.
Una variedad de modelos le permite elegir una opción para usar como fuente de calor primaria o de respaldo. Las potentes calderas que funcionan con un voltaje de 380 V pueden calentar independientemente hogares, instalaciones comerciales e industriales de gran cuadratura.
Para operar en el campo o en el garaje, se puede hacer una caldera de inducción eficiente con sus propias manos. El siguiente artículo lo familiarizará con una guía de ensamblaje detallada para productos caseros útiles.
El rodillo demostrará claramente el principio de funcionamiento de la unidad de inducción:
Opinión experta sobre la seguridad de funcionamiento de la caldera de inducción:
Presentaciones en video de calderas de inducción de ZSTM (Planta de la Ingeniería Tecnológica de Siberia):
Las calderas de calentamiento por inducción tienen muchas ventajas y ventajas competitivas con desventajas menores o fáciles de eliminar. Lo beneficiosa que es esta opción para calentar una casa en particular solo se puede decidir sopesando todos los pros y los contras.
Un hecho indiscutible sigue siendo el constante crecimiento de la demanda de dichos equipos, y es probable que esta tendencia continúe en el futuro.
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