Sur le marché de l'électroménager, une chaudière à induction reste une nouveauté, bien que la popularité d'une solution aussi innovante croît rapidement. Parmi chaudières électriques la part des modèles à induction représente environ 30 %. En quoi cet appareil diffère-t-il de ses concurrents avec des éléments chauffants ou des électrodes conventionnels ?
Nous vous dirons tout sur le principe de fonctionnement et les avantages uniques des équipements basés sur l'utilisation de l'induction. Dans l'article que nous avons proposé, ses variétés sont données et décrites en détail. Nos conseils d'installation vous permettront d'équiper ou de moderniser facilement le système de chauffage d'un chalet, d'un magasin ou d'un entrepôt.
Le contenu de l'article :
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Caractéristiques de conception et de fonctionnement
- Le dispositif de l'unité d'induction
- Spécificités d'utilisation dans les circuits de chauffage
- Variétés de chaudières à induction
- Que devez-vous savoir sur l'installation ?
- Avantages des chaudières à induction
- Inconvénients des modèles à induction
- Règles de sélection des équipements
- Conclusions et vidéo utile sur le sujet
Caractéristiques de conception et de fonctionnement
Une chaudière à induction est capable de générer de la chaleur et de chauffer des pièces grâce à l'induction électromagnétique. Ce phénomène physique a été découvert par Faraday lors de ses expériences avec un barreau magnétique cylindrique, autour duquel un fil de cuivre était enroulé en forme de spirale.
Le dispositif de l'unité d'induction
Une chaudière à induction moderne comprend également un inducteur et un noyau. Lorsqu'un courant électrique alternatif traverse une bobine, un champ électromagnétique est généré.
Le champ génère des courants électriques de Foucault qui chauffent le noyau, dont la chaleur est transférée au liquide de refroidissement. La quantité de cette chaleur est déterminée par la formule de Joule-Lenz.
La chaudière à induction est une unité complexe à plusieurs composants. Pour mieux comprendre le principe de fonctionnement d'un appareil à induction, il convient de rappeler un cours de physique scolaire
La chaudière à induction se compose de deux parties principales. Dans l'un d'eux, composé d'une bobine et d'un noyau, un champ magnétique se forme. La deuxième partie est un échangeur de chaleur avec un fluide de travail (liquide de refroidissement).
La fonction de caloporteur est assurée par de l'eau ordinaire ou un mélange d'eau et d'éthylène glycol. Il est possible d'utiliser d'autres liquides, dont le choix dépend du modèle spécifique de la chaudière.
Le système de chauffage avec une chaudière à induction s'allume toujours à circuit fermé. Le schéma d'installation comprend également un réservoir à membrane, qui est nécessaire pour recevoir l'excès d'eau, qui se produit en raison de sa dilatation thermique. Si un tel réservoir n'est pas inclus dans le package, il est acheté séparément.
Spécificités d'utilisation dans les circuits de chauffage
Les chaudières à induction sont conçues pour fonctionner dans un système à circulation forcée. Par conséquent, le schéma de connexion doit contenir pompe de circulation, stimulant le mouvement du fluide de travail le long du circuit de chauffage.
Ce besoin est dû aux volumes relativement faibles des échangeurs de chaleur – en raison du chauffage rapide, l'eau qu'ils contiennent bout plus vite que la circulation gravitationnelle ne se produit.
Les chaudières à induction sont fournies avec une télécommande conçue pour automatiser le fonctionnement des équipements de chauffage
Dans les systèmes multi-circuits, des pompes de circulation sont installées sur chaque circuit. Si un système de chauffage par le sol fonctionne dans la maison, le collecteur de distribution et une pompe supplémentaire doivent être inclus.
Le système de contrôle de la chaudière comprend, en plus du thermostat et des capteurs de température, ce que l'on appelle groupe de sécurité, qui est conçu pour éviter la surchauffe, la surpression et la résistance à la traction des pièces.
Le groupe de sécurité comprend généralement un manomètre, des bouches d'aération et soupapes de sécurité. La protection contre les surtensions est mise en œuvre par des composants automatiques. Le traitement de pièces individuelles avec un composé augmente leur sécurité. Grâce aux composants de protection, un fonctionnement sûr et ininterrompu de la chaudière est assuré.
Le schéma de montage de l'installation de chauffage avec une chaudière à induction doit comporter un vase d'expansion et un groupe de sécurité qui évite les surpressions en circuit fermé
Les chaudières à induction domestiques, selon la puissance nominale, fonctionnent sur une tension de 220 V ou 380 V à une fréquence de courant de 50 Hz. À chaudière électrique connecté au réseau, vous devrez en aviser la compagnie d'électricité locale (fournisseur d'électricité) et obtenir son approbation.
La connexion peut être monophasée ou triphasée. Les fils utilisés pour connecter l'alimentation doivent avoir la section appropriée.
Dans un appareil à induction, le chauffage est contrôlé en l'allumant et en l'éteignant. Ce processus est assisté capteurs de température (thermocouple) inclus dans le système de contrôle.
Une chaudière à induction dans une section indiquant le sens de déplacement du liquide de refroidissement. À l'état froid, le liquide de refroidissement pénètre par le tuyau inférieur et après le chauffage est fourni par le tuyau supérieur au système de chauffage
L'utilisateur définit le régime de température optimal et la chaudière, après avoir chauffé le liquide de refroidissement à une certaine température, s'éteint automatiquement et après refroidissement, elle se rallume.
Grâce au cycle de chauffage continu du liquide de refroidissement, un microclimat confortable est maintenu dans les pièces chauffées. Dans de nombreux modèles, des données sur la température et d'autres paramètres de fonctionnement sont affichées, ce qui facilite le contrôle du fonctionnement de l'équipement.
En option, les chaudières à induction sont équipées de modules GSM pour contrôler la température dans la pièce et la contrôler via un smartphone depuis n'importe où dans le monde où Internet est disponible. De retour de vacances ou d'un voyage d'affaires, vous pouvez allumer le système de chauffage à l'avance et préparer la maison pour l'arrivée
Variétés de chaudières à induction
Tous les modèles de chaudières à induction fonctionnent sur le même principe, mais il existe des différences dans leur conception. Selon ce critère, ils sont conditionnellement divisés en plusieurs types, qui seront discutés ci-dessous.
Enveloppe chaudières. L'enveloppe de la chaudière a une forme cylindrique. Le boîtier contient une inductance. Un échangeur de chaleur passe à la fois à l'intérieur et à l'extérieur du serpentin.
Le fluide de travail entrant dans le tuyau d'entrée traverse l'échangeur de chaleur, se réchauffe et pénètre dans le circuit de chauffage par le tuyau supérieur. Chaudières enveloppe type en Russie produit PNJ «INÉRA». Sur le marché, ils sont connus sous le nom de marque SAV.
Chaudières avec échangeurs de chaleur en vrac. Ce type de chaudière est aussi appelé inductif-conducteur. L'unité a un boîtier métallique sous la forme d'un cylindre.
Le boîtier contient une bobine d'induction avec une tige ferromagnétique, qui agit comme un échangeur de chaleur. Inductivement-conducteur chaudières sur le marché sont représentées par la série VIN. Fabricant – centrale d'équipements thermiques "Énergie Alternative".
Chaudières avec échangeur de chaleur tubulaire. Les chaudières à induction classiques ont un échangeur de chaleur sous la forme d'un ensemble de tuyaux qui s'enroulent autour d'un inducteur. Cette unité a été la première sur le marché.
Chaudières à induction avec onduleurs. La chaudière à induction peut être complétée par un onduleur, dans lequel le courant électrique continu des batteries est converti en courant alternatif haute fréquence et ne va ensuite qu'à l'inducteur.
Cette solution permet d'obtenir les courants de Foucault nécessaires à la génération de chaleur en l'absence d'alimentation secteur.
L'utilisation d'un onduleur dans un circuit avec des chaudières à induction permet de stabiliser l'alimentation électrique des équipements électriques et de les protéger des surtensions
Que devez-vous savoir sur l'installation ?
L'ensemble de livraison d'appareils électriques comprend un passeport technique avec une description détaillée des caractéristiques et des instructions, qui indiquent les règles d'installation et de fonctionnement. L'installation des chaudières doit être effectuée conformément au manuel joint.
En cas de défauts, par exemple si le système ne dispose pas d'une pompe à circulation forcée, la chaudière peut être retirée du service de garantie. Par conséquent, les fabricants recommandent que des plombiers expérimentés ou des employés formés de l'organisation qui a vendu l'équipement électrique soient impliqués dans l'installation.
La chaudière à induction peut être intégrée dans un système de chauffage existant comme chauffage principal ou de secours lorsqu'elle est connectée en parallèle. En ce qui concerne le site d'installation, assurez-vous de suivre les règles standard pour tous les radiateurs électriques.
L'appareil de chauffage doit être à au moins 80 cm du plafond et du sol. L'écart avec le mur doit être d'au moins 30 cm. Comme tout équipement électrique puissant, la chaudière à induction doit être mise à la terre conformément à GOST 12.2.007.0.
La section du câble utilisé pour connecter la chaudière à induction est calculée en fonction de la puissance de l'équipement. Le câblage est posé dans des canaux de câbles ou dans des ondulations
Avantages des chaudières à induction
Les chaudières à induction présentent de nombreux avantages absolus et comparatifs, notamment :
- le meilleur rendement parmi tous chaudières électriques;
- invariabilité des caractéristiques énergétiques ;
- exigences minimales pour liquide de refroidissement;
- fiabilité accrue;
- enregistrer une longue durée de vie ;
- capacité à travailler de manière autonome;
- installation simple sans système de ventilation ;
- système de contrôle automatique ;
- pas besoin de livraison et de stockage de carburant :
- chauffer le liquide de refroidissement jusqu'à 95 degrés;
- haut niveau de sécurité.
L'appareil convertit l'énergie électrique en énergie thermique avec un rendement de 98 à 99 %. Il faut 7 à 10 minutes pour chauffer le liquide de refroidissement. Avec une conception simple sans pièces mécaniques mobiles, les alliages d'acier utilisés comme matériaux de construction confèrent aux chaudières à induction une durabilité record.
Seuls les dommages causés à ces équipements peuvent désactiver isolation électrique. Mais comme le montre la pratique consistant à faire fonctionner des transformateurs, qui, dans leur conception, ressemblent à bien des égards aux chaudières à induction, ils sont vraiment capables de durer plusieurs décennies.
Selon les constructeurs, les appareils fonctionnant sous l'effet de l'induction électromagnétique, fournir un chauffage ininterrompu des locaux pendant 100 000 heures, soit 30 heures de chauffage saisons. Dans le même temps, leur puissance ne diminue pas avec le temps, ce qui ne peut être dit à propos des électrodes et conventionnelles éléments chauffants chaudières.
Les chaudières à induction peuvent être utilisées à la fois comme équipement principal et comme équipement supplémentaire. Par exemple, préparez un liquide de refroidissement pour un système de chauffage par le sol utilisé irrégulièrement
Les mêmes raisons qui déterminent la durabilité et la fiabilité accrue des appareils de chauffage par induction réduisent également le coût de fonctionnement. La chaudière à induction n'a pas besoin d'entretien et de réparation réguliers, ce qui permet d'économiser de l'argent.
Comparé à de nombreux autres combustibles, l'utilisation de l'électricité pour chauffer les maisons reste la plus rentable. Il s'agit surtout non gazéifié colonies.
La conception de la chaudière à induction certifiée évite les courts-circuits. Les fabricants affirment que tout modèle a la classe la plus élevée Sécurité électrique. Une chaudière à induction ne doit pas être confondue avec un four à micro-ondes, car une fréquence de courant électrique différente est utilisée pour son fonctionnement.
Le chauffage du liquide de refroidissement dans la chaudière à induction se produit uniformément – la différence de température dans le système ne dépasse pas 30°С. C'est-à-dire qu'il n'y a pas de surchauffe locale pouvant provoquer un incendie, ce qui rend ces unités ignifuges.
En raison de la magnétisation du liquide de refroidissement, des vibrations fines, imperceptibles pour les autres et des tourbillons turbulents, dans les chaudières à induction ne forment pratiquement pas de gisements minéraux, ce qui affecte favorablement Efficacité. Rappelez-vous qu'une épaisse couche de tartre ralentit la vitesse et l'efficacité du chauffage du liquide de refroidissement.
Pour augmenter la puissance, une cascade de trois chaudières à induction ou plus avec une armoire de commande commune peut être utilisée. Cette solution aidera à chauffer un manoir à deux étages
Si vous suivez les règles de fonctionnement spécifiées dans les instructions, après l'installation et le réglage du régime de température, vous ne pouvez pas vous souvenir de la chaudière pendant toute la saison de chauffage. contrairement à combustibles solides "frères", les appareils à induction ne nécessitent pas de chargement régulier de bois de chauffage et d'élimination du charbon et des cendres. Le nettoyage des tuyaux n'est pas nécessaire, ce qui les distingue des autres types chaudières électriques.
La chaudière elle-même et ses accessoires prennent peu de place et peuvent être installés dans une petite zone. Les composants du système de contrôle permettent l'utilisation de chaudières à induction dans un faisceau avec d'autres équipements climatiques.
Les chaudières à induction peuvent être intégrées dans un système de contrôle intelligent des équipements de la maison appelé "Smart Home"
Inconvénients des modèles à induction
Les solutions techniques idéales n'existent pas encore. Même les équipements les plus avancés ont leurs inconvénients et une chaudière à induction ne fait pas exception.
Il se caractérise par :
- prix élevé;
- gros poids;
- bruit.
Dans la fabrication des chaudières à induction, des matériaux coûteux sont utilisés, notamment des ferromagnétiques qui réagissent à un champ magnétique.
Pour que la chaudière remplisse sa fonction, les ingénieurs doivent calculer avec précision le diamètre du fil de bobine, le nombre de tours, la taille du noyau et d'autres paramètres. Ensuite, tous ces calculs doivent être mis en œuvre dans le produit fini.
Ainsi, la production de dispositifs à induction est un processus à forte intensité de main-d'œuvre et à forte intensité de métal, ce qui entraîne un coût de production élevé. Dans le même temps, cet inconvénient est nivelé en raison de la longue durée de vie et des coûts d'exploitation minimes.
Les dimensions compactes de la chaudière s'associent à son poids important qui s'explique par le grand nombre de pièces en acier. Certains modèles pèsent 40 kg. La chaudière à induction fait un léger bruit pendant le fonctionnement, mais cet inconvénient est facilement éliminé par absorbant le bruit joints recommandés pour l'installation.
Règles de sélection des équipements
Lors du choix d'un modèle de chaudière à induction, les principaux critères sont sa puissance et les caractéristiques de la pièce chauffée. On suppose que pour chauffer 10 m². m avec une hauteur de plafond jusqu'à 3 mètres, 1 kW est nécessaire.
Ainsi, il suffit de diviser la surface de la pièce chauffée par 10 et, par conséquent, la puissance nominale requise sera obtenue. chaudière électrique. Par exemple, pour une maison de 100 m². m., un appareil de chauffage par induction de 10 kW est nécessaire.
Si vous ne souhaitez pas calculer la puissance de chaudière requise avec une grande précision, vous pouvez utiliser une version simplifiée. Selon elle, les chaudières à induction d'une puissance de seulement 3-4 kW sont capables de chauffer une pièce d'une superficie de 30-40 m²
Afin de ne pas surpayer une électricité inutile et de ne pas geler en cas de manque, il est nécessaire d'évaluer les caractéristiques spécifiques d'une maison ou autre objet, y compris les matériaux des murs, la surface des fenêtres, l'isolation thermique, etc., et sur la base de ces données, choisissez l'équipement de chauffage.
Cela ne fait pas de mal de demander au vendeur le facteur de puissance, c'est-à-dire le rapport entre la puissance active et totale du modèle sélectionné. Cet indicateur est appelé le cosinus de phi (Parce que φ) et se mesure en volt-ampères. Il aide à déterminer quelle proportion de l'électricité consommée est dépensée directement pour chauffer le liquide de refroidissement et quelle proportion est utilisée pour générer un champ magnétique.
Les valeurs du facteur de puissance sont comprises entre 0 et 1. Dans des chaudières à induction bien conçues Parce que φ est 0,97-0,98 kVA, qui est considéré comme un excellent indicateur, car presque toute l'électricité consommée est dépensée pour chauffer le fluide de travail.
Une variété de modèles vous permet de choisir une option pour une utilisation comme source de chaleur principale ou de secours. De puissantes chaudières fonctionnant sur une tension de 380 V sont capables de chauffer indépendamment des maisons, des installations commerciales et industrielles de grandes places.
Efficace pour une utilisation dans la maison de campagne ou dans le garage chaudière à induction vous pouvez créer le vôtre. L'article suivant vous présentera un guide détaillé pour assembler un produit maison utile.
Conclusions et vidéo utile sur le sujet
La vidéo démontrera clairement le principe de fonctionnement de l'unité d'induction:
Avis d'expert sur la sécurité de fonctionnement d'une chaudière à induction :
Présentations vidéo des chaudières à induction de ZSTM (Siberian Technological Machine Building Plant):
Les chaudières à induction présentent de nombreux avantages et avantages concurrentiels avec des lacunes mineures ou facilement éliminées. La rentabilité de cette option pour chauffer une maison particulière ne peut être décidée qu'en pesant le pour et le contre.
Le fait incontestable reste la croissance constante de la demande pour de tels équipements, et cette tendance est susceptible de se poursuivre à l'avenir.
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