感应锅炉的优缺点
电加热是传统燃气锅炉加热的最简单替代方案。正确安装的系统将为消费者带来温暖，而感应加热设备将使您可以依靠没有问题。让我们看看感应单元的主要优点：
- 紧凑性 - 这些锅炉非常小，在外观上它们类似于带有较小直径管道的大直径管道（加热系统连接到管道）。虽然有些工业设计不能称为紧凑；
- 效率接近 100% - 几乎所有的电能都转化为热能。尽管如此，还是有小的损失，因为世界上没有理想的东西；
- 使用寿命长——制造商声称至少为 20-25 年。这是真的，因为这里没有传统的加热元件；
- 能够使用任何类型的冷却剂；
- 感应锅炉中不会形成水垢 - 这就是它们与加热元件相比的优势，在加热元件上仍形成少量石灰沉积物；
- 提高可靠性——感应线圈的匝间距离适中，匝间通过可靠的绝缘与铁芯隔开。因此，这里没有什么可以打破的。只有包含电子元件的电力系统才会发生故障；
- 自组装的可能性 - 没有什么复杂的。是的，这里没有设置。
还有一些缺点：
正确高效地安装感应锅炉不仅是一幅漂亮的画面，而且是整个系统长期可靠运行的保证。
- 高成本 - 在家庭供暖系统中，感应锅炉将成为最昂贵的设备。但付出的代价是值得的；
- 高耗电——供暖运行成本高；
- 更复杂的设计 - 这里有一个电源电路，加热元件和电极组件中没有。
主要缺点是设备价格高，尽管它并不复杂。
此外，如果您使用功率超过 7 kW 的感应锅炉，那么您将需要一个三相电源 - 这不仅适用于感应，也适用于任何其他电加热装置。
锅炉的装置及工作原理
当电流通过导电材料时，后者会释放热量，其功率与电流强度及其电压成正比（焦耳-楞次定律）。有两种方法可以使电流在导体中流动。第一种是将其直接连接到电源。我们将此方法称为联系人。
第二个 - 非接触式 - 是由迈克尔法拉第在 19 世纪初发现的。科学家发现，当穿过导体的磁场参数发生变化时，后者会出现电动势（EMF）。这种现象称为电磁感应。有 EMF 的地方就会有电流，因此会有加热，在这种情况下，是非接触式的。这种电流称为感应电流或涡流或傅科电流。
感应加热锅炉——工作原理
电磁感应可以以不同的方式引起。导体可以在恒定磁场中移动或旋转，就像在现代发电机中所做的那样。你可以改变磁场本身的参数（力线的强度和方向），同时保持导体不动。
由于另一项发现，这种对磁场的操纵成为可能。正如汉斯-克里斯蒂安·奥斯特 (Hans-Christian Oersted) 在 1820 年发现的那样，以线圈形式缠绕的导线在连接到电流源时会变成电磁体。通过改变电流的参数（强度和方向），我们将实现该设备产生的磁场参数的改变。在这种情况下，位于该场中的导体中将产生电流，并伴有加热。
熟悉了这种简单的理论材料后，读者一定已经大致想象了感应加热锅炉的装置。实际上，它的设计相当简单：在屏蔽和隔热的外壳内，有一根由特殊合金制成的管道（也可以使用钢，但特性会稍差），安装在由介电材料制成的套管中;铜母线以线圈的形式绕在套筒上，与市电相连。
安装后的锅炉感应
通过两条管道，管道切入加热系统，因此冷却剂将流过它。流过线圈的交流电会产生交变磁场，进而会在管道中感应出涡流。涡流将导致管壁和部分冷却剂在盘管内的整个体积内加热。为了更快地加热，可以安装几根较小直径的平行管来代替一根管子。
了解感应锅炉成本的读者当然怀疑他们的设计还有更多。毕竟，仅由一根管子和一根电线组成的热发生器，其成本不能比加热元件类似物高出 2.5 - 4 倍。为了使加热足够强烈，需要通过线圈的不是来自城市电网的频率为50Hz的普通电流，而是高频电流，因此感应锅炉配备了整流器和一个逆变器。
整流器将交流电变成直流电，然后馈入逆变器——一个由一对关键晶体管和一个控制电路组成的电子模块。在逆变器的输出端，电流再次变为交流，只是频率要高得多。这种转换器并非在所有型号的感应锅炉中都可用，其中一些仍以 50 Hz 的频率运行。然而，使用高频交流电可以显着减小器件的尺寸。
电磁感应原理
在各种描述中，作者指出感应锅炉与变压器的相似之处。这是完全正确的：一个线圈扮演初级绕组的角色，而带有冷却剂的管道扮演着短路次级绕组的角色，同时也是一个磁路。
那么为什么变压器不加热呢？事实上，变压器的磁路不是由单个元件组成，而是由多个相互隔离的板组成。但即使是这种措施也不能完全防止加热。因此，例如，在空闲模式下电压为 110 kV 的变压器的磁路中，释放的热量不少于 11 kW。
选择电锅炉的选项
第一阶段要解决如何选择合适的电锅炉供暖的问题。目前，制造商提供了许多型号，这些型号不仅在设计特征上有所不同，而且在功能上也有所不同。因此，消费者需要了解选择的基本参数。
在选择用于取暖的电锅炉之前，您应该正确计算其功率。任何供热系统的工作都旨在补偿建筑物的热损失。因此，首先需要计算这个最重要的参数。为此，您可以使用专门的程序。
在那之后，问题出现了——购买工厂模型或自制电锅炉供暖。为了解决这个问题，专家建议分析以下因素：
- 设备的强度。如果您打算经常操作设备，最好购买可靠的工厂制造的电热水器来加热水。在整理杂物间（车库）或面积不大的乡间别墅供暖时，可以自制锅炉；
- 热水供应。为了提供热水，必须安装一个双回路电锅炉来为房屋供暖。自己制作是有问题的，因为设计不会具有适当程度的可靠性。在家安装和计算第二个电路的参数几乎是不可能的；
- 方面。它们直接取决于设备的配置及其功率。小房子的供热可以使用电极或感应模型来完成。由于这种类型的房屋难以制造用于加热的电锅炉，因此选择了带有加热元件的方案；
- 电源电压。取决于设备的功率。几乎所有用于加热的自助式电锅炉的功率都不超过 9 kW。这使得连接到 220 V 网络成为可能。
但对于消费者来说，决定性的参数仍然是用于加热电池的电锅炉的成本。这就是为什么最近有许多选择独立制造这种加热设备的原因。但是，要比较自制电锅炉供暖，您应该了解工厂型号的设计和操作特点。
我们揭示了感应加热的主要神话
最近，他们已经不再说感应加热的效率比加热锅炉的效率高 2-3 倍。但感应锅炉的支持者声称，加热元件锅炉很快就会失去其特性并停止使用，因为它会结垢！
他们说，在这一年中，加热元件锅炉的容量减少了 15-20%。真的吗？
是的，确实存在非加热沉积物，但您不应混淆加热系统和供水系统。例如，供水中确实会形成水垢，就像我们每天早上在厨房看到的水壶中会形成水垢一样。我们知道，这绝不会干扰我们的工作，而且毫无疑问，水在任何情况下都会在水壶中沸腾。
相反，在我们已知的加热系统中，杂质很少进入水中。沉积层非常薄，不会对热传递构成任何明显的障碍。
如果能量在某个地方离开了网络，它不会在任何地方完全消失。它变成绝对热量并加热冷却剂，而冷却剂又以与之前加热相同的效率以及始终加热的方式加热。如果不是这样，那十人早就被多余的能量撕裂了。
一旦水垢出现，热交换就会在更高的温度下发生。无论加热元件中的温度是多少，都不能说效率会降低。
工作原理
电磁感应原理于 1831 年由英国物理学家迈克尔法拉第确定。二十世纪初，他的假设以用于熔化金属的加热元件的形式被引入生产。事实证明，感应锅炉已经为人所知很长时间了，并且它们被使用过，但仅限于生产层面。
电磁感应的工作原理是基于电磁场的形成，如果放置在该场的中心，该电磁场会加热任何铁磁材料（磁铁粘在其上）。创建电磁场很容易。这需要一个线圈，最好由铜线制成，它是通电的。在线圈内部形成磁场。
内部安装有由电介质（不传输电流）制成的管道，在其周围缠绕线圈，并在内部安装钢棒。
例如，如果在其中安装一根钢棒，那么它肯定会加热到高温。感应加热锅炉的设计正是基于这个原理。
冷却剂（水或防冻剂）流过管道的内腔，清洗杆。被电磁场加热的棒将热量传递给冷却剂。
感应锅炉的运行原理有一个微妙的点，它遵循焦耳楞次定律。如果你增加棒的电阻，你可以增加它的加热。并且增加是通过两种方式进行的：
- 增加长度，减少横截面；
- 由具有高电阻率的金属制成，例如镍铬合金。
参考！这些方法可以单独使用，也可以组合使用。正是通过这种方式控制了锅炉的功率。
加热系统感应加热器的品种
市场上有两种类型的设备。第一个单元使用涡流加热冷却剂，为初级绕组提供 220 V（50 赫兹）的电源电压，第二个单元具有相同的电流，但通过逆变器传输电压。在第二种情况下，该单元负责将标准电源电压转换为频率高达 20 kHz 的电流。
逆变器是一种在不增加设备尺寸和重量的情况下提高感应锅炉效率的设备。借助逆变器，设备以经济模式运行。只有一个减号 - 使用铜绕组，因此逆变器加热器比带有加热元件的标准型号更昂贵。
设备根据材料类型进行分类——涡流设备配备了由铁磁合金制成的热交换器，SAV 锅炉配备了封闭式管状钢热交换器。
感应加热是使用以下类型的加热器之一形成的：
- 车辆识别号。转换电网频率的涡流逆变器锅炉。紧凑且非大型的设备可以方便地安装在有限的区域。该装置包括由铁磁合金制成的热交换器，次级绕组和磁路由热交换器和外壳表示。该装置配有自动控制装置、供应和循环泵。
- 节省。这些是没有逆变器的锅炉，它们以 220 V（50 赫兹）的电流运行，该电流被馈送到电感器。次级绕组看起来像一个管状钢热交换器，由傅科电流加热。锅炉配备了一个泵来循环冷却液。出售的单元可通过 220 V、380 V 的电压网络运行。
锅炉的主要元件和布置
如果对电磁炉的方案熟悉，那么锅炉的设计也不会造成困难。
主要细节：
- 加热器。这是线圈的核心，可以是一根或多根管子的形式。如果这是一根管子，那么它的尺寸就很大，一个较小截面的管子网格是并联的。
- 电感。一种具有多个绕组的变压器。首先是添加核心，由此形成驱动涡流的电磁场。次级绕组 - 单元的主体，接收电流并将热量传递给冷却剂
- 逆变器。锅炉里有VIN，需要把直流电转成高频。
- 支管。用于连接供热网络的元件。一根管道设计用于供应冷却剂进行加热，第二根管道用于将加热的水输送到加热系统。
降低电锅炉的效率
比较时的另一个论点是感应锅炉在运行期间不会失去其原始功率。但在加热元件中由于水垢的形成，这种情况发生在事情的顺序上。
有时甚至会给出计算，据此计算，在短短一年内，加热元件的功率就会下降 15-20%。这意味着它的效率也会降低。
让我们仔细看看这个。
几乎所有电锅炉的效率都超过 98%。甚至在 25 kHz 及以上的微波电流下运行的锅炉，对您有什么改变？增加额外的百分之一半，但同时价格上涨了 100%？！
至于加热元件上的沉积物，它们确实存在。
如果没有持续供应杂质会发生什么？然而，一小层沉积物可能会沉积在加热元件上：
这层不够厚
它不会以任何方式干扰热量的传递
因此，锅炉不会以任何方式失去其原始效率。
也就是说，事实上，无论是在清洁的加热元件上还是在脏的加热元件上，传输的能量都是相同的，只是在不同的温度下。
如何选择加热设备
在选择变频锅炉供暖时，值得考虑的因素很多。
首先，你需要注意它的力量。在锅炉的整个生命周期中，该参数保持不变。考虑到加热 1 m2 需要 60 W
进行计算非常容易。需要将球室的面积相加并乘以指定的数字。如果房子没有隔热，那么最好选择功能更强大的型号，因为会有大量的热量损失。
考虑到加热 1 平方米需要 60 瓦。进行计算非常容易。需要将球室的面积相加并乘以指定的数字。如果房子没有隔热，那么最好选择功能更强大的型号，因为会有大量的热量损失。
一个重要因素是房屋运作的特点。如果仅用于临时居住，则无需将房屋内的温度持续保持在给定水平。在这种情况下，您完全可以使用功率不超过 6 kW 的设备。
选择时要注意锅炉的配置。方便的是带有二极管恒温器的电子程序单元的存在。有了它，您可以提前将设备设置为工作几天甚至一周
此外，在存在这种单元的情况下，可以从远处控制系统。这样就可以在到达之前对房屋进行预热。
有了它，您可以将设备设置为提前几天甚至一周工作。此外，在存在这种单元的情况下，可以从远处控制系统。这样就可以在到达之前对房屋进行预热。
一个重要的参数是芯壁的厚度。元件的耐腐蚀性将取决于此。因此，墙越厚，保护就越高。这些是选择设备和构建加热系统时应考虑的主要参数。如果价格不可接受，那么您可以使用类似物或自己建造锅炉。为此，您只需要具备一定的知识和技能。
感应加热器如何工作？
很简单。我们向线圈施加工作电压。在线圈中产生电磁场。我们仔细阅读 - 这是他工作的精髓：
电磁场在加热管中感应出傅科电流或涡流，金属管开始升温。
如果有人不知道，变压器的磁路是特地从许多薄薄的电工钢中招募来的，彼此隔离。
这样做是为了避免涡流加热造成的能量损失。
事实是，导体的质量越大，它会因傅科电流而变热，反过来，涡流的力可以通过磁通量的变化率来增加。
你知道电源变压器 电压 110 kV 开 空转，即使没有负载，也释放出11千瓦左右的热功率？
这主要是由于涡流的影响，它加热了初级和次级绕组所在的磁路。
同时，磁路是叠层的，如果是实心的，那么热损失会增加很多倍！
变压器只会因过热而烧毁。
感应电锅炉的工作原理相同，水在盘管内流过的钢管会非常热，但是！-由于水的循环，热量有时间从管道转移到加热系统并过热不会发生。
但与加热元件上的电锅炉相比，它是否更经济？为了什么？
在这里，我们先不解析比较这两种锅炉，先想想：
有房子
什么都无所谓，在哪里也无所谓。虽然在水下，即使在珠穆朗玛峰上。这房子热损失6千瓦
这所房子的热损失为 6 千瓦。
通过墙壁，通过窗户，通过天花板等 - 热量损失，为了保持恒温，必须补偿这些热量损失，为此自然还需要 6 千瓦的热量。
而且不管这些热量在哪里以及如何被带走，这个热能是 6 千瓦——即使是烧火，甚至是煤气，甚至是汽油，最重要的是这些必要的千瓦热量都被释放出来了！
现在最重要的是：
要加热这样的房子，您将需要感应加热器和加热元件上的电锅炉 - 同样，功率也至少为 6 kW。
换句话说，锅炉只是将电能转换为热能。
他如何做到这一点绝对不重要，因为对我们来说，最重要的是房子里会很温暖。能量只是从一种形式转变为另一种形式，从电能转变为热能。如果锅炉分配热量为 6 kW，那么它从网络中消耗的电量至少相同，并且考虑到锅炉的效率不是 100%，那么从网络中消耗的能量就会多一点
如果锅炉分配热量为 6 kW，那么它从网络中消耗的电量至少相同，并且考虑到锅炉的效率不是 100%，那么从网络中消耗的能量就会多一点
能量只是从一种形式转变为另一种形式，从电能转变为热能。如果锅炉分配热量为 6 kW，那么它从网络中消耗的电量至少相同，并且鉴于锅炉的效率不是 100%，那么从网络中消耗的能量就更多了。
那么感应锅炉的效率可能更高吗？根据制造商的说法，这个值达到了 98%。
带有加热元件的电锅炉也是如此。它们的效率达到 99%。
好吧，自己想想 - 除了如何在热量中脱颖而出，加热元件中的能量还能去哪里？
从加热元件网络消耗的所有能量都转化为热能。我用了 5 kW - 分配了 5 kW 的热量。
我用了 100 kW - 分配了 100 kW 的热量。好吧，如果考虑到加热元件夹处的瞬态电阻中的能量损失，可能会少一点，但同样，这种能量损失以热量（夹子被加热）和电源电缆的形式释放。
但是 - 什么是夹具，电缆横截面在涡流感应电锅炉和加热元件的参数方面是相同的。
电磁炉供热的作用机理
锅炉的设计基于电感器，它们包括 2 个短路绕组。内部绕组将输入的电能转化为涡流。在单元的中间，会出现一个电场，然后进入第二个线圈。
次级部件充当供热单元和锅炉本体的加热元件。
它将已经出现的能量传递给系统的热载体进行加热。作为用于此类锅炉的热载体，它们使用专用油、过滤水或非冷冻液体。
加热器的内部绕组受到电能的影响，这有助于电压的出现和涡流的形成。接收到的能量被转移到次级绕组，然后加热铁芯。当热载体的整个表面发生加热时，它会将热流传递到加热装置。
感应加热锅炉的工作原理
回想一下学校课程的物理学。如果将铁磁导体置于交变电磁场中，则电磁场的能量将不可逆地转化为该导体的热能。该过程的物理特性由两个麦克斯韦定律和楞次焦耳定律来描述，我们在这里并不感兴趣。
也就是说，如果交流电通过线圈（电感器），那么电感器的电能将非接触式地转换为放置在线圈场中的导体的热能。之后，导体可以用作加热系统的加热元件。
在这个原则中，“非接触式”这个词很重要。也就是说，在这个系统中，没有由于接触组和电线的电阻而造成的损失。
这就是为什么感应电锅炉被认为是最经济的（非常高的效率）。
