Caldaia a induzione: tutto sul principio di funzionamento + 2 versioni del dispositivo con le proprie mani

Nel processo di pianificazione di un sistema di riscaldamento in una residenza estiva o in una casa di campagna, molti stanno cercando di risolvere il problema dei costi energetici eccessivi installando una caldaia di riscaldamento a induzione. Oltre al risparmio energetico, il suo dispositivo è tale da consentirvi di gestire senza emissioni nocive nell'ambiente e non rappresenta alcun pericolo durante il processo di utilizzo. Un argomento importante a suo favore è la possibilità della sua auto-costruzione. In questo articolo considereremo che cosa è una caldaia per riscaldamento a induzione: tutto sul principio di funzionamento + 2 versioni del dispositivo da soli. Inoltre, diventeremo chiari i suoi vantaggi rispetto alle caldaie elettriche convenzionali e alle unità a gas.

Boiler per induzione

L'induttore del dispositivo interno di tale caldaia è un induttore( trasformatore).Le caldaie ad uso domestico tradizionali sono leggermente diverse da quelle industriali simili con un sistema di avvolgimento cilindrico. Nelle caldaie domestiche compatte viene utilizzato l'avvolgimento di tipo toroidale di rame.

Il corpo esterno dell'unità è realizzato in metallo verniciato, quindi c'è uno spesso strato di isolamento termico ed elettrico, all'interno del quale è presente un'anima con una doppia parete.È realizzato in acciaio speciale ferromagnetico e ha uno spessore della parete di almeno 10 mm. L'avvolgimento toroidale, che è avvolto sul nucleo, è l'avvolgimento primario.È in esso che l'energia del campo elettrico si trasforma in un campo magnetico, che crea correnti parassite. Già la loro energia viene trasferita all'avvolgimento secondario. Il ruolo dell'avvolgimento secondario è il corpo del circuito che, sotto l'azione di questa energia, rilascia una grande quantità di calore trasferita al vettore di calore. L'avvolgimento toroidale consente di creare unità con peso e dimensioni ridotte.

Il principio di funzionamento delle caldaie ad induzione

Di norma, la caldaia stessa è normalmente inclusa, un convertitore di semiconduttori assolutamente necessario, chiamato inverter, interruttori automatici, termostato elettronico. Il sensore di temperatura si trova all'interno del corpo della caldaia.

Il lavoro delle caldaie ad induzione si basa sul principio dell'induzione elettromagnetica. La sua essenza è che l'energia elettrica consumata dalla rete crea un campo elettromagnetico. Il mezzo di riscaldamento viene fornito alla caldaia all'interno della caldaia attraverso un tubo dell'acqua, che viene saldato sotto. Una corrente alternata di 20 kHz viene inviata alla caldaia tramite l'inverter. Quando questo dispositivo è acceso, la corrente scorre attraverso l'avvolgimento toroidale della caldaia. In questo caso, il nucleo di acciaio viene riscaldato a 750 gradi in soli 7 minuti.

Il calore prodotto viene trasferito al fluido termovettore circolante all'interno del circuito. Il rapido riscaldamento del liquido crea correnti di convezione. Ciò significa che il liquido di raffreddamento riscaldato si espande notevolmente e precipita nella struttura della caldaia e più avanti nel sistema di riscaldamento stesso. Spesso questo è sufficiente per garantire che l'operazione su larga scala della caldaia domestica, che ha una lunghezza media del circuito di riscaldamento, abbia luogo. Questo metodo consente di riscaldare rapidamente l'intero sistema, ma per una migliore circolazione, è inoltre necessario installare una pompa di circolazione convenzionale.

Grazie all'applicazione del principio dell'induzione magnetica, il riscaldamento del liquido di raffreddamento in tali caldaie avviene molto più rapidamente rispetto alle unità con taniche e le perdite di calore sono minime. Sul nucleo, non c'è quasi scala, non importa quanto sia rigida e calcarea l'acqua.

Questo perché i flussi di vortice causano la vibrazione del nucleo, senza consentire la formazione del ridimensionamento. Allo stesso tempo, bolle di effervescenza sul suo corpo, pulire la superficie del nucleo. A causa della tenuta di tutto il sistema, il refrigerante prende il massimo( 98%) della quantità di calore rilasciata. Pertanto, questi parametri aumentano notevolmente l'efficienza della caldaia, che influisce positivamente sulla sua economia e durata.

Pro e contro delle caldaie ad induzione Le caldaie ad induzione

presentano una serie di vantaggi incondizionati rispetto alle caldaie convenzionali su resistenze elettriche:

• Indicatori di efficienza stabile fino al 99% per quasi l'intera vita di servizio.
• Nessun elemento riscaldante, che prolunga in modo significativo la durata del dispositivo.
• Nessuna parte mobile, che elimina completamente l'usura meccanica e la necessità di sostituire gli accessori.
• L'assenza di collegamenti interni rimovibili non consente il verificarsi di perdite.
• Piena disponibilità di lavoro anche con corrente continua o bassa tensione nella rete.
• Riscaldamento molto rapido alla temperatura desiderata del liquido di raffreddamento( 5 - 7 min).
• Un livello sufficientemente elevato di sicurezza elettrica e antincendio, corrispondente alla classe II a causa dell'uso di un nucleo non direttamente collegato all'induttore.
• Non è necessario installare un camino e fornire una stanza separata sotto la caldaia. Non è necessario attirare specialisti altamente qualificati per installare questo sistema.
• La durata standard del dispositivo è fino a 25 anni e anche di più.Dipende direttamente dalla tenuta della giuntura esterna sigillata e dal grande spessore dei tubi metallici per l'anima. Non ha bisogno di alcuna manutenzione preventiva durante l'intera vita.
• La caldaia può utilizzare tutti i fluidi di trasferimento di calore disponibili: olio, acqua, antigelo, glicole etilenico senza alcuna preparazione preliminare.
• È possibile modificare il funzionamento del refrigerante solo una volta ogni 10 anni.
• Buona protezione contro il surriscaldamento e vari incidenti, silenziosità durante il funzionamento.
• Le caldaie sono dotate di sistemi di controllo elettronico automatizzato.
• Non c'è scala all'interno del circuito.
• Possibilità di collegare la caldaia a qualsiasi sistema di riscaldamento di tipo chiuso.
• Il minimo possibile di riscaldamento del liquido di raffreddamento è 35 ° C.

Ma le caldaie ad induzione presentano degli inconvenienti, sia prima degli altri dispositivi di riscaldamento, sia su singoli parametri specifici.

• Queste caldaie possono essere collegate solo ad un circuito di riscaldamento chiuso, molto spesso con circolazione forzata del liquido di raffreddamento
• Il peso della caldaia è abbastanza grande per dimensioni piuttosto ridotte. Il peso di una caldaia da 2,5 kW è di almeno 23 kg ad un'altezza totale di 45 cm e un diametro di 12 cm
• Il prezzo, superiore a quello di altre caldaie, è dovuto alla presenza di una parte costosa - l'inverter.
• Generato a una distanza di alcuni metri dall'interferenza radio della caldaia nella banda a onda lunga, a onda media e anche in VHF.Non hanno alcun effetto sul corpo umano, ma sono ben percepiti dagli animali domestici e dalle apparecchiature elettroniche.

Installazione della caldaia a induzione e sistema di controllo ad esso

L'installazione di tali caldaie è possibile solo in un sistema di riscaldamento chiuso. Ciò richiede la presenza di un vaso di espansione del vaso di espansione e di una pompa per la circolazione forzata del liquido di raffreddamento.

Secondo le istruzioni, la caldaia a induzione è impostata rigorosamente verticalmente. Successivamente, il tubo di ritorno del circuito di riscaldamento è collegato al tubo di derivazione inferiore. La presa si trova sulla parte superiore del dispositivo( sul lato o in alto).La pipeline di alimentazione è avvolta su di essa.

Il peso della caldaia montata è piuttosto serio, quindi è necessario prestare particolare attenzione ai fissaggi. Devono essere molto affidabili, tenendo conto che quando la caldaia è in funzione, il suo peso aumenterà in modo significativo a causa del refrigerante in ingresso. La distanza laterale dalla caldaia agli oggetti e alle pareti circostanti è di 300 mm. La distanza dal pavimento e dal soffitto è di 800 mm e non inferiore. Una condizione importante e obbligatoria per l'installazione di tali caldaie è la loro messa a terra. Con esso, è possibile utilizzare sia tubi metallici che di metallo-plastica.

Un gruppo di dispositivi di sicurezza è costruito accanto al raccordo di uscita: una valvola di sabbiatura, un manometro, una presa d'aria. Il vaso di espansione è installato su una comoda area del tubo di ritorno del sistema. Le valvole di intercettazione vengono montate principalmente dopo il gruppo di sicurezza.

L'installazione dell'intero sistema di controllo, nonché della stessa caldaia, deve essere eseguita in conformità con le norme e le norme esistenti del PUE, gli schemi e le condizioni contenute nella scheda tecnica inclusa nel kit.

Esempi di strutture autoportanti

Se non si intende utilizzare una caldaia a induzione per eseguire il riscaldamento principale in una casa privata, ma si desidera dotarli di una dacia o di un garage, è possibile provare a progettarlo da soli. Ci sono due modi per farlo.

La prima versione di

Per implementarlo, sono necessari pezzi di tubi di plastica e un inverter di saldatura. Avendo conoscenze elementari nel campo della fisica e sapendo come usare i tagliafili, puoi creare tu stesso un modello di induzione elementare. Per fare ciò, è necessario acquistare un inverter per saldatura ad alta frequenza già creato con una regolazione uniforme della capacità di corrente fino a 15 ampere o anche più elevata. Per riscaldare una vasta area, è meglio scegliere un apparato molto più potente. Ancora bisogno di una vergella fatta di acciaio inossidabile o di pezzi ordinari di filo di acciaio. Questo è necessario per adempiere al ruolo dell'elemento riscaldato. La loro lunghezza è di circa 50 mm, con un diametro di 7 mm.

Un componente importante è il filo di rame, che può essere facilmente acquistato in qualsiasi negozio tematico. Non utilizzare bobine di vecchie bobine. Il corpo, che è la base della bobina di induzione, è allo stesso tempo parte della pipeline, quindi può essere fatto da un tubo di plastica con pareti spesse. Il suo diametro interno dovrebbe essere di 50 mm. A questo corpo sono collegati due ugelli di uscita per ricevere il freddo e il ritorno del refrigerante caldo. Tutto lo spazio interno del corpo deve essere completamente riempito con pezzi di filo e ricoperto da una rete metallica in modo che non dormano abbastanza.

Una bobina di induzione è fatta come segue: attorno ad un tubo di plastica già preparato, il filo di rame smaltato viene gradualmente avvolto. Ci vorranno circa 90 giri. Il dispositivo autoprodotto risultante deve essere connesso alla rete di condotte. Una piccola sezione del tubo viene tagliata dalla tubazione e al suo posto viene installata una caldaia a induzione autonoma.È collegato tramite un inverter e avvia semplicemente l'acqua.

La seconda versione di

Questa opzione comporta l'uso di un trasformatore trifase con l'abilità e la fissazione. Inoltre, avrai anche bisogno di una saldatrice. Per rendere il dispositivo è necessario saldare due tubi in modo che assomiglino a un bagel in una sezione. Questo design esegue sia le funzioni conduttive che quelle di riscaldamento. Quindi avvolgere l'avvolgimento, direttamente sul corpo della caldaia, per un lavoro più efficiente, nonostante il peso e le dimensioni ridotte. Qui viene utilizzato il circuito di riscaldamento standard: riceve una grande quantità di energia termica quando viene a contatto con l'avvolgimento.

Il design di questo disegno è un po 'più complicato rispetto alla prima versione. La caldaia è dotata di due ugelli, sia per l'ingresso del refrigerante freddo che per l'uscita riscaldata. Se riesci a creare una copertura protettiva in modo indipendente, puoi ridurre al minimo la dispersione di calore.

Caratteristiche di autoinstallazione e funzionamento delle caldaie autoalimentate

Come nel caso delle caldaie prodotte nell'impianto, solo un sistema di riscaldamento di tipo chiuso può essere utilizzato per montare un'unità di induzione self-made. Dovrebbe includere una pompa centrifuga, che crea una circolazione costante del liquido di raffreddamento all'interno del sistema di riscaldamento. Le condotte di plastica che sono comuni oggi non possono essere più adatte per l'installazione di una caldaia a induzione autonoma. In questo caso, tutte le norme relative all'installazione delle caldaie dei negozi devono essere pienamente rispettate. Se si installano i controlli e i dispositivi di sicurezza sul sistema, allora l'installazione fatta da sé non sarà molto inferiore alle sue controparti di fabbrica.

Anche se è abbastanza difficile produrre un dispositivo del genere, ed è meglio non intraprendere questo compito senza avere "mani dirette", è un piacere sfruttarlo. Dopotutto, insieme alla convenienza del funzionamento, otteniamo anche un notevole risparmio energetico.