Caldeiras de aquecimento por indução: tipos, visão geral das vantagens e desvantagens, como escolher um bom modelo
No mercado de eletrodomésticos, a caldeira de aquecimento por indução continua a ser uma novidade, embora a popularidade de uma solução tão inovadora esteja a crescer rapidamente. Entre caldeiras elétricas Os modelos de indução representam cerca de 30%. Como esta unidade difere de seus concorrentes com elementos de aquecimento ou eletrodos convencionais?
Contaremos tudo sobre o princípio de funcionamento e as vantagens únicas dos equipamentos cujo funcionamento se baseia na utilização da indução. No artigo proposto, suas variedades são apresentadas e descritas detalhadamente. Nossas dicas de instalação irão ajudá-lo a instalar ou atualizar facilmente o sistema de aquecimento de uma casa de campo, loja ou armazém.
O conteúdo do artigo:
Características de design e operação
Uma caldeira de indução é capaz de gerar calor e aquecer ambientes graças à indução eletromagnética. Esse fenômeno físico foi descoberto por Faraday durante seus experimentos com uma barra magnética cilíndrica, em torno da qual era enrolado um fio de cobre em forma de espiral.
Projeto da unidade de indução
Uma moderna caldeira de aquecimento por indução também inclui um indutor e um núcleo. Quando uma corrente elétrica alternada passa por uma bobina, um campo eletromagnético é gerado.
O campo gera correntes elétricas parasitas que aquecem o núcleo, cujo calor é transferido para o refrigerante. A quantidade desse calor é determinada pela fórmula de Joule-Lenz.
Uma caldeira de aquecimento por indução consiste em duas partes principais.Em um deles, composto por uma bobina e um núcleo, forma-se um campo magnético. A segunda parte é um trocador de calor com fluido de trabalho (refrigerante).
A função de refrigeração é realizada por água comum ou por uma mistura de água e etilenoglicol. É possível utilizar outros líquidos, cuja escolha depende do modelo específico da caldeira.
O sistema de aquecimento com caldeira de indução está sempre ligado circuito fechado. O esquema de instalação também inclui um tanque de membrana, necessário para receber o excesso de água que ocorre devido à sua dilatação térmica. Se esse tanque não estiver incluído no pacote, ele deverá ser adquirido separadamente.
Especificidades de uso em circuitos de aquecimento
As caldeiras de indução são projetadas para operar em sistema de circulação forçada. Portanto, o diagrama de conexão deve incluir Bomba de circulação, estimulando o movimento do fluido de trabalho ao longo do circuito de aquecimento.
Esta necessidade se deve aos volumes relativamente pequenos de trocadores de calor – Devido ao rápido aquecimento, a água neles ferve mais rápido do que ocorre a circulação gravitacional.
Em sistemas multicircuitos, bombas de circulação são instaladas em cada circuito. Se a casa possuir sistema de piso aquecido, o pacote deve incluir coletor de distribuição e bomba adicional.
O sistema de controle da caldeira inclui, além do termostato e dos sensores de temperatura, os chamados grupo de segurança, que foi projetado para evitar superaquecimento, excesso de pressão e ponto de ruptura das peças.
O grupo de segurança geralmente inclui um manômetro, saídas de ar e válvulas de segurança. A proteção contra surtos é implementada usando componentes automáticos. O tratamento de peças individuais com um composto aumenta sua proteção. Graças aos componentes de proteção, é garantido o funcionamento seguro e ininterrupto da caldeira.
As caldeiras domésticas de indução, dependendo da potência nominal, operam com tensão de 220 V ou 380 V e frequência de corrente de 50 Hz. Para caldeira elétrica ligação à rede, terá de notificar a sua companhia de energia local (fornecedor de electricidade) e obter a sua aprovação.
A ligação pode ser monofásica ou trifásica. Os fios utilizados para conectar a fonte de alimentação devem ter seção transversal adequada.
Em um dispositivo de indução, o aquecimento é controlado ligando e desligando-o. Este processo é ajudado sensores de temperatura (termopar) incluído no sistema de controle.
O usuário define o modo de temperatura ideal e a caldeira, após aquecer o refrigerante a uma determinada temperatura, desliga automaticamente e após o resfriamento liga novamente.
Graças ao ciclo de aquecimento contínuo do refrigerante, um microclima confortável é mantido em ambientes aquecidos. Em muitos modelos são exibidos dados de temperatura e outros parâmetros operacionais, o que facilita o controle do funcionamento do equipamento.
Tipos de caldeiras de indução
Todos os modelos de caldeiras de indução funcionam com o mesmo princípio, mas existem diferenças no seu design. De acordo com este critério, eles são convencionalmente divididos em vários tipos, que serão discutidos mais adiante.
Invólucro caldeiras. A carcaça da caldeira tem formato cilíndrico. A caixa contém um indutor. Há um trocador de calor funcionando dentro e fora da bobina.
O fluido de trabalho que entra no tubo de entrada passa pelo trocador de calor, aquece e entra no circuito de aquecimento pelo tubo superior. Caldeiras invólucro tipo na Rússia produz NPK «INERA" São conhecidos no mercado pela marca SAV.
Caldeiras com trocadores de calor volumétricos. Este tipo de caldeira também é chamada de indutivacondutor. A unidade possui um corpo metálico em forma de cilindro.
A carcaça contém uma bobina de indução com haste ferromagnética, que atua como trocador de calor. Indutivamente-condutor as caldeiras existentes no mercado são representadas pela série VIN. Fabricante – planta de equipamentos térmicos "Energias Alternativas".
Caldeiras com trocador de calor tubular. As caldeiras de indução clássicas possuem um trocador de calor em forma de conjunto de tubos que circundam uma bobina indutora. A primeira unidade no mercado foi exatamente essa unidade.
Caldeiras de indução com inversores. Uma caldeira de indução pode ser complementada com um inversor, no qual a corrente elétrica direta das baterias é convertida em corrente alternada de alta frequência e só então fornecida ao indutor.
Esta solução ajuda a obter as correntes parasitas necessárias para gerar calor na ausência de energia elétrica.
O que você precisa saber sobre instalação?
O conjunto de dispositivos elétricos fornecido inclui um passaporte técnico com descrição detalhada das características e instruções que indicam as regras de instalação e operação. A instalação das caldeiras deve ser efectuada de acordo com o manual anexo.
Se houver alguma deficiência, por exemplo, se o sistema não possuir bomba de circulação forçada, a caldeira poderá ser retirada do serviço de garantia. Portanto, os fabricantes recomendam contratar encanadores experientes ou funcionários treinados da organização que vendeu o equipamento elétrico para instalação.
Uma caldeira de indução pode ser integrada em um sistema de aquecimento existente como principal ou reserva quando conectada em paralelo. Quanto ao local de instalação, você deve definitivamente seguir as regras que são padrão para todos os dispositivos de aquecimento elétrico.
O aquecedor deve estar localizado a pelo menos 80 cm do teto e do chão. A folga com a parede deve ser de pelo menos 30 cm.Como qualquer equipamento elétrico potente, a caldeira de indução deve ser aterrada de acordo com GOST 12.2.007.0.
Vantagens das caldeiras de aquecimento por indução
As caldeiras de indução têm muitas vantagens absolutas e comparativas, incluindo as seguintes:
- maior eficiência entre todos caldeiras elétricas;
- constância das características energéticas;
- requisitos mínimos para refrigerante;
- maior confiabilidade;
- registrar longa vida útil;
- capacidade de trabalhar de forma autônoma;
- instalação simples sem sistema de ventilação;
- sistema de controle automático;
- não há necessidade de entrega e armazenamento de combustível:
- aquecer o refrigerante a 95 graus;
- alto nível de segurança.
O dispositivo converte energia elétrica em energia térmica com uma eficiência de 98-99%. Demora 7 a 10 minutos para aquecer o refrigerante. Com um design simples, sem peças mecânicas móveis, as ligas de aço usadas como materiais de fabricação tornam as caldeiras de indução extremamente duráveis.
Somente danos podem incapacitar tais equipamentos. isolamento elétrico. Mas, como mostra a prática de operar transformadores, que em seu design são em muitos aspectos semelhantes às caldeiras de indução, eles podem realmente durar muitas décadas.
Segundo os fabricantes, as unidades que funcionam por efeito de indução eletromagnética proporcionam aquecimento ininterrupto dos ambientes por 100 mil horas, ou seja, 30 estações de aquecimento. Ao mesmo tempo, sua potência não diminui com o tempo, o que não se pode dizer do eletrodo e do convencional elementos de aquecimento caldeiras.
As mesmas razões que determinam a durabilidade e maior confiabilidade dos aquecedores por indução também reduzem os custos operacionais. A caldeira de indução não requer manutenção e reparos regulares, o que economiza dinheiro.
Em comparação com muitos outros combustíveis, a utilização de electricidade para aquecer casas continua a ser a mais rentável. Especialmente diz respeito não gaseificado assentamentos.
O design da caldeira de indução certificada evita curtos-circuitos. Os fabricantes afirmam que qualquer modelo é da mais alta classe segurança elétrica. Uma caldeira de indução não deve ser confundida com um forno de micro-ondas, pois utiliza uma frequência de corrente elétrica diferente para funcionar.
O aquecimento do refrigerante em uma caldeira de indução ocorre uniformemente – A diferença de temperatura no sistema não é superior a 30°C. Ou seja, não há superaquecimentos locais que possam causar incêndio, o que torna tais unidades à prova de fogo.
Graças à magnetização do refrigerante, à vibração fina, invisível para os outros, e à turbulência turbulenta, praticamente nenhum depósito mineral se forma nas caldeiras de indução, o que tem um efeito benéfico na eficiência. Lembremos que uma espessa camada de incrustações diminui a velocidade e a eficiência do aquecimento do refrigerante.
Se seguir as regras de funcionamento especificadas nas instruções, após a instalação e definição do regime de temperatura não terá de se preocupar com a caldeira durante toda a estação de aquecimento. Diferente "irmãos" de combustível sólido, os aparelhos de indução não requerem carregamento regular de lenha e carvão e remoção de cinzas. Não é necessária limpeza de tubos, o que os distingue de outros tipos caldeiras elétricas.
A própria caldeira e os seus equipamentos adicionais ocupam pouco espaço e podem ser instalados numa divisão pequena. Os componentes do sistema de controle permitem a utilização de caldeiras de indução em conjunto com outros equipamentos de climatização.
Desvantagens dos modelos de indução
Ainda não existem soluções técnicas ideais. Mesmo o equipamento mais avançado tem suas desvantagens, e uma caldeira de aquecimento por indução não é exceção.
É caracterizado por:
- Preço Alto;
- peso pesado;
- barulho.
Na fabricação de caldeiras de indução, são utilizados materiais caros, incluindo ferromagnetos que reagem a um campo magnético.
Para que a caldeira desempenhe 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. Então todos esses cálculos devem ser implementados no produto acabado.
Assim, a produção de dispositivos de indução é um processo trabalhoso e intensivo em metal, o que acarreta altos custos de produção. Ao mesmo tempo, esta desvantagem é compensada por uma longa vida útil e custos operacionais mínimos.
As dimensões compactas da caldeira aliam-se ao seu peso significativo, o que se explica pelo grande número de peças de aço. Alguns modelos pesam 40 kg. A caldeira de indução emite um leve ruído durante o funcionamento, mas esta desvantagem é facilmente eliminada absorvente de som juntas que são recomendadas para serem instaladas durante a instalação.
Regras de seleção de equipamentos
Na escolha de um modelo de caldeira de indução, os principais critérios são a sua potência e as características da sala aquecida. Eles assumem que para aquecer 10 m². m. com altura de teto de até 3 metros, é necessário 1 kW.
Assim, basta dividir a área da sala aquecida por 10 e como resultado será obtida a potência nominal necessária caldeira elétrica. Por exemplo, para uma casa de 100 m2. m. você precisará de um aquecedor por indução de 10 kW.
Para não pagar a mais por energia desnecessária e não congelar se faltar, é necessário avaliar as características específicas de uma casa ou outro objeto, incluindo materiais de parede, área de janela, presença de isolamento térmico, etc., e com base nesses dados escolha o equipamento de aquecimento.
Não custa nada perguntar ao vendedor sobre o fator de potência, ou seja, a relação entre a potência ativa e total do modelo selecionado. Este indicador é chamado cosseno phi (Porque φ) e é medido em volt-ampères. Ajuda a determinar qual parcela da eletricidade consumida é gasta diretamente no aquecimento do refrigerante e qual parcela é gasta na geração de um campo magnético.
Os valores do fator de potência variam de 0 a 1. Caldeiras de indução bem projetadas Porque φ é 0,97-0,98 kVA, o que é considerado um excelente indicador, pois quase toda a energia elétrica consumida é gasta no aquecimento do fluido de trabalho.
Uma variedade de modelos permite que você escolha uma opção para uso como fonte de calor principal ou reserva. Caldeiras potentes operando com tensão de 380 V são capazes de aquecer de forma independente grandes casas, instalações comerciais e industriais.
Eficaz para uso em casa de campo ou garagem caldeira de indução você pode fazer isso com suas próprias mãos. O artigo a seguir fornecerá um guia detalhado para a montagem de um produto caseiro útil.
Conclusões e vídeo útil sobre o tema
O vídeo demonstrará claramente o princípio de funcionamento da unidade de indução:
Opinião de especialistas sobre a segurança do uso de caldeira de indução:
Apresentações em vídeo de caldeiras de indução da ZSTM (Siberian Technological Engineering Plant):
As caldeiras de aquecimento por indução apresentam muitas vantagens e vantagens competitivas, com desvantagens menores ou facilmente eliminadas. O quão benéfica esta opção é para aquecer uma determinada casa só pode ser decidida pesando os prós e os contras.
Um facto indiscutível continua a ser o crescimento constante da procura deste tipo de equipamentos, e esta tendência deverá continuar no futuro.
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