En el mercado de los electrodomésticos, una caldera de calentamiento por inducción sigue siendo una novedad, aunque la popularidad de una solución tan innovadora está creciendo rápidamente. Entre calderas electricas la proporción de modelos de inducción representa alrededor del 30%. ¿En qué se diferencia esta unidad de sus competidores con elementos calefactores o electrodos convencionales?
Te contamos todo sobre el principio de funcionamiento y las ventajas únicas de los equipos basados en el uso de la inducción. En el artículo que hemos propuesto, se dan y describen en detalle sus variedades. Nuestros consejos de instalación lo ayudarán a equipar o actualizar fácilmente el sistema de calefacción de una casa de campo, tienda o almacén.
El contenido del artículo:
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Características de diseño y funcionamiento.
- El dispositivo de la unidad de inducción.
- Especificaciones de uso en circuitos de calefacción.
- Variedades de calderas de inducción.
- ¿Qué necesitas saber sobre la instalación?
- Ventajas de las calderas de calentamiento por inducción.
- Desventajas de los modelos de inducción
- Reglas de selección de equipo
- Conclusiones y video útil sobre el tema.
Características de diseño y funcionamiento.
Una caldera de inducción es capaz de generar calor y calentar ambientes gracias a la inducción electromagnética. Este fenómeno físico fue descubierto por Faraday durante sus experimentos con una barra magnética cilíndrica, alrededor de la cual se enrollaba un alambre de cobre en forma de espiral.
El dispositivo de la unidad de inducción.
Una caldera de calentamiento por inducción moderna también incluye un inductor y un núcleo. Cuando una corriente eléctrica alterna pasa a través de una bobina, se genera un campo electromagnético.
El campo genera corrientes eléctricas de remolino 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 varios componentes. Para comprender mejor el principio de funcionamiento de un dispositivo de inducción, vale la pena recordar un curso de física escolar.
La caldera de calentamiento por inducción consta de dos partes principales. En uno de ellos, formado por 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 portador de calor se realiza con agua ordinaria o una mezcla de agua y etilenglicol. Es posible utilizar otros líquidos, cuya elección depende del modelo específico de la caldera.
El sistema de calefacción con una caldera de inducción siempre se enciende a circuito cerrado. El esquema de instalación 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 está incluido en el paquete, se compra por separado.
Especificaciones de uso en circuitos de calefacción.
Las calderas de inducción están diseñadas para trabajar en un sistema de circulación forzada. Por lo tanto, el diagrama de conexión debe contener bomba de circulación, 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 rápido calentamiento, el agua en ellos hierve más rápido de lo que ocurre la circulación gravitacional.
Las calderas de inducción se suministran con una unidad de control remoto diseñada para automatizar el funcionamiento de los equipos de calefacción.
En los sistemas de circuitos múltiples, se instalan bombas de circulación en cada circuito. Si un sistema de calefacción por suelo radiante funciona en la casa, entonces se debe incluir el colector de distribución y una bomba adicional.
El sistema de control de la caldera incluye, además del termostato y los sensores de temperatura, los llamados grupo de seguridad, que está diseñado para evitar el sobrecalentamiento, la sobrepresión y la resistencia a la tracción de las piezas.
El grupo de seguridad suele incluir un manómetro, salidas de aire y válvulas de seguridad. La protección contra sobretensiones se implementa mediante componentes automáticos. El procesamiento de piezas individuales con un compuesto aumenta su seguridad. Gracias a los componentes de protección, se garantiza un funcionamiento seguro e ininterrumpido de la caldera.
El esquema de montaje del sistema de calefacción con caldera de inducción debe incluir un vaso de expansión y un grupo de seguridad que evite el exceso de presión en un circuito cerrado
Las calderas de inducción domésticas, según la potencia nominal, funcionan con un voltaje de 220 V o 380 V a una frecuencia de corriente de 50 Hz. A caldera electrica conectado a la red, deberá notificar a la compañía eléctrica local (proveedor de electricidad) y obtener su aprobación.
La conexión puede ser monofásica o trifásica. Los cables utilizados para conectar la fuente de alimentación deben tener la sección transversal adecuada.
En un aparato de inducción, el calentamiento se controla encendiéndolo y apagándolo. Este proceso es asistido sensores de temperatura (termopar) incluido en el sistema de control.
Una caldera de inducción en una sección que muestra la dirección del movimiento del refrigerante. En estado frío, el refrigerante ingresa a través de la tubería inferior y después de calentar se suministra a través de la tubería superior al sistema de calefacción.
El usuario establece el régimen de temperatura óptimo y la caldera, después de calentar el refrigerante a una temperatura determinada, se apaga automáticamente y, después de enfriarse, se vuelve a encender.
Gracias al ciclo de calentamiento continuo del refrigerante, se mantiene un microclima confortable en las habitaciones con calefacción. En muchos modelos se visualizan datos de temperatura y otros parámetros de funcionamiento, lo que facilita el control del funcionamiento del equipo.
Opcionalmente, las calderas de calentamiento por inducción están equipadas con módulos GSM para controlar la temperatura en la habitación y controlarla a través de un teléfono inteligente desde cualquier lugar del mundo donde esté disponible Internet. Al regresar de vacaciones o viaje de negocios, puede encender el sistema de calefacción con anticipación y preparar la casa para la llegada.
Variedades de calderas de inducción.
Todos los modelos de calderas de inducción funcionan según el mismo principio, pero existen diferencias en su diseño. De acuerdo con este criterio, se dividen condicionalmente en varios tipos, que se discutirán a continuación.
Caja calderas. La carcasa de la caldera tiene forma cilíndrica. La carcasa contiene un inductor. Un intercambiador de calor pasa tanto por dentro como por fuera del serpentín.
El fluido de trabajo que ingresa a la tubería de entrada pasa a través del intercambiador de calor, se calienta y ingresa al circuito de calefacción a través de la tubería superior. Calderas caja tipo en Rusia produce PNJ «INERA». En el mercado se conocen bajo la marca SAV.
Calderas con intercambiadores de calor a granel. Este tipo de caldera también se llama inductiva-conductivo. La unidad tiene una caja de metal en forma de cilindro.
La carcasa contiene una bobina de inducción con una varilla ferromagnética, que actúa como intercambiador de calor. Por inducción-conductivo Las calderas en el mercado están representadas por la serie VIN. Fabricante – planta de equipos térmicos "Energías Alternativas".
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 un inductor. Esta unidad fue la primera en el mercado.
Calderas de inducción con inverter. La caldera de inducción se puede complementar con un inversor, en el que la corriente eléctrica continua de las baterías se convierte en corriente alterna de alta frecuencia y solo luego pasa al inductor.
Esta solución ayuda a obtener las corrientes de Foucault necesarias para la generación de calor en ausencia de suministro de red 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 protegerlos de sobretensiones.
¿Qué necesitas saber sobre la instalación?
El conjunto de entrega de dispositivos eléctricos incluye un pasaporte técnico con una descripción detallada de las características e instrucciones, que indican las reglas para la instalación y operación. La instalación de las calderas debe realizarse de acuerdo con el manual adjunto.
En caso de deficiencias, 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 que en la instalación participen plomeros experimentados o empleados capacitados de la organización que vendió el equipo eléctrico.
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, asegúrese de seguir las reglas estándar para todos los calentadores eléctricos.
El calefactor debe estar al menos a 80 cm del techo y del suelo. El espacio con la pared debe ser de al menos 30 cm. Como 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 corrugación.
Ventajas de las calderas de calentamiento por inducción.
Las calderas de inducción tienen muchas ventajas absolutas y comparativas, incluidas las siguientes:
- la mayor eficiencia entre todas calderas electricas;
- invariabilidad de las características energéticas;
- requisitos mínimos para refrigerante;
- mayor confiabilidad;
- registrar una larga vida útil;
- capacidad para trabajar de forma autónoma;
- instalación sencilla sin sistema de ventilación;
- sistema de control automático;
- no hay necesidad de entrega y almacenamiento de combustible:
- calentar el refrigerante hasta 95 grados;
- alto nivel de seguridad.
El dispositivo convierte la energía eléctrica en energía térmica con una eficiencia del 98-99%. Se tarda entre 7 y 10 minutos en calentar el refrigerante. Con un diseño simple sin partes mecánicas móviles, las aleaciones de acero utilizadas como materiales de construcción hacen que las calderas de inducción duren récords.
Solo el daño a dicho equipo puede inhabilitar aislamiento electrico. Pero como muestra la práctica de operar transformadores, que en su diseño son en muchos aspectos similares a las calderas de inducción, son realmente capaces de durar muchas décadas.
Según los fabricantes, las unidades que funcionan por efecto de la inducción electromagnética, proporcionar calefacción ininterrumpida durante 100 000 horas, es decir, 30 horas de calefacción estaciones. Al mismo tiempo, su potencia no disminuye con el tiempo, lo que no se puede decir sobre los electrodos y los convencionales. elementos de calentamiento calderas.
Las calderas de inducción se pueden utilizar tanto como equipo principal como adicional. Por ejemplo, prepare un refrigerante para un sistema de calefacción por suelo radiante utilizado irregularmente
Las mismas razones que determinan la durabilidad y la mayor confiabilidad de los calentadores de inducción también reducen el costo de operación. La caldera de inducción no necesita mantenimiento y reparación regulares, lo que ahorra dinero.
En comparación con muchos otros combustibles, el uso de electricidad para calentar los hogares sigue siendo el más rentable. Especialmente se refiere no gasificado asentamientos
El diseño de la caldera de inducción certificada evita los cortocircuitos. Los fabricantes afirman que cualquier modelo tiene la clase más alta. seguridad ELECTRICA. Una caldera de inducción no debe confundirse con un horno de microondas, ya que para su funcionamiento se utiliza una frecuencia diferente de corriente eléctrica.
El calentamiento del refrigerante en la caldera de inducción se produce de manera uniforme – diferencia de temperatura en el sistema no es más de 30°С. Es decir, no hay sobrecalentamientos locales que puedan provocar un incendio, lo que hace que este tipo de unidades sean ignífugas.
Debido a la magnetización del refrigerante, vibración fina, imperceptible para otros y remolinos turbulentos, en las calderas de inducción prácticamente no forman depósitos minerales, lo que afecta favorablemente eficiencia. Recuerde que una gruesa capa de incrustaciones ralentiza la velocidad y la eficiencia del calentamiento del refrigerante.
Para aumentar la potencia se puede utilizar una cascada de tres o más calderas de inducción con un armario de control común. Esta solución ayudará a calentar una mansión de dos pisos.
Si sigue las reglas de operación especificadas en las instrucciones, luego de la instalación y el ajuste del régimen de temperatura, no puede recordar la caldera durante toda la temporada de calefacción. a diferencia de combustible sólido "hermanos", los aparatos de inducción no requieren carga regular de leña y carbón y eliminación de cenizas. No se requiere limpieza de tuberías, lo que las distingue de otros tipos calderas electricas.
La caldera en sí y sus accesorios 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 de equipos domésticos inteligentes 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;
- gran peso;
- ruido.
En la fabricación de calderas de inducción se utilizan materiales caros, incluidos ferroimanes que reaccionan a un campo magnético.
Para que la caldera realice 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. Luego, 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 provoca 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 importante peso, que se explica por la gran cantidad de piezas de acero. Algunos modelos pesan 40 kg. La caldera de inducción hace un ligero ruido durante el funcionamiento, pero esta desventaja se elimina fácilmente con absorbente de ruido juntas recomendadas para la instalación.
Reglas de selección de equipo
Al elegir un modelo de caldera de inducción, los criterios principales son su potencia y las características de la habitación calentada. Se supone que para calentar 10 m2. m con una altura de techo de hasta 3 metros, se requiere 1 kW.
Por lo tanto, basta con dividir el área de la habitación calentada por 10 y, como resultado, se obtendrá la potencia nominal requerida. caldera electrica. Por ejemplo, para una casa de 100 m2. Se requiere un calentador de inducción de 10 kW.
Si no desea calcular la potencia requerida de la caldera con alta precisión, puede usar una versión simplificada. Según él, las calderas de inducción con una potencia 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 en caso de falta, es necesario evaluar las características específicas de una casa u otra objeto, incluidos los materiales de las paredes, el área de la ventana, el aislamiento térmico, etc., y en base a estos datos, elija el equipo de calefacción.
No está de más preguntarle al vendedor sobre el factor de potencia, es decir, la relación entre la potencia activa y total del modelo seleccionado. Este indicador se llama el coseno de phi (Porque φ) y se mide en voltios-amperios. Ayuda a determinar qué proporción de la electricidad consumida se gasta directamente en calentar el refrigerante y qué proporción se utiliza para generar un campo magnético.
Los valores del factor de potencia están entre 0 y 1. En calderas de inducción bien diseñadas Porque φ es 0,97-0,98 kVA, 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 principal o de respaldo. Las potentes calderas que funcionan con un voltaje de 380 V pueden calentar de forma independiente hogares, instalaciones comerciales e industriales de grandes plazas.
Eficiente para usar en la casa de campo o en el garaje. caldera de inducción Puedes hacer el tuyo. El siguiente artículo lo familiarizará con una guía detallada para ensamblar un producto casero útil.
Conclusiones y video útil sobre el tema.
El video demostrará claramente el principio de funcionamiento de la unidad de inducción:
Opinión de expertos sobre la seguridad de funcionamiento de una caldera de inducción:
Presentaciones en video de calderas de inducción de ZSTM (Planta de construcción de maquinaria tecnológica siberiana):
Las calderas de calentamiento por inducción tienen muchas ventajas y ventajas competitivas con deficiencias menores o fáciles de eliminar. La rentabilidad de esta opción para calentar una casa en particular solo se puede decidir sopesando todos los pros y los contras.
El hecho indiscutible sigue siendo el crecimiento constante de la demanda de dichos equipos, y es probable que esta tendencia continúe en el futuro.
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