Power Electronics

Назрела необходимость в электрическом нагреве проточной воды и воды в радиаторе отопления.
Полопатил инетовскую сетку. Заинтересовал индукционный метод. Но, толкового описания самого элемента нагрева нет, а порой пипл такую ахинею несёт, что аж… После недолгих мечтаний в нирване пришёл к двум конструктивам:
1-й вариант.
Из металлических труб (диаметр и толщина стенок уточнятся после моделирования и испытания опытного образца) сваривается конструкция в "0" образном виде (см. рис.). Подача холодной и отбор горячей воды изображён на рис.
Пмсм, индуктивность рассеяния (Ls) будет минимальна.
2-й вариант.
Конструктив тот же (1-й вариант), только металлические трубы заменены на пластмассовые. Полость труб заполняется металлической стружкой из мочалок (используется хозяйками для мытья сковород и пр.).
В данном случае, Ls будет неизвестно какой и, по всей вероятности, будет меняться вследствие магнитострикционного эффекта. Опять же
В обоих вариантах сверху на трубы, как на обычном кольцевом или ПП-образном сердечнике наматываются две однослойные обмотки соединённые последовательно. Обмотки питаются от мощного (2-3кВт для проточного и 0,5-1,5кВт для радиатора) п/мостового инвертора с Fпр.≈30-100кГц.
Предполагаю, что из-за потерь в стали сердечника (трубы – вариант 1 или стружка – вариант 2) будет происходить разогрев оного и, как следствие, нагрев воды.
В топологии инвертора планирую использовать самовозбуд на МОСФЕТах с максимально возможным разгоном индукции ±Вмакс. Переключение ключей по индукции максимально близкой к насыщению материала.
Для защиты нагревательного элемента предусматриваются защиты от перегрева и «сухой» работы.
Хотелось бы обсудить и узнать мнение форумчан о результатах моих мечтаний в нирване.
Туда ли копаю?
А может кто-нибудь уже сваял и может поделиться опытом?
Valvol, вопрос к вам.
На ваш взгляд, какие значения Hc, Bs и Br вписывать в директиву дросселя изготовленного таким образом?

_________________
Есть только миг между прошлым и будущим, именно он называется ЖИЗНЬ ©

Уверен нет. Потери в инверторе, рассеяние в проводах и обмотках. Ну разве только из любопытства.
И между тем прямой нагрев проводника током это редкий процесс с КПД=100%.

_________________
Время - лучший эксперт. ОНО может блестеть так же, но золото дольше.

http://induction.listbb.ru/viewtopic.php?f=21&t=25
http://eurosamodelki.ru/e-books/moya-pr ... atelya.pdf
Видел такой вариант - Вторичка трансформатора намотана медной трубкой с закороткой, по трубке пропускают воду

Это актуально для проточного нагрева, а для батареи отопления нет, т.к. всё выделяющееся тепло будет греть помещение. Что касается проточного нагревателя, то индуктор можно укутать в одеяло теплоизоляции.Что касается КПД - согласен, а в остальном... я бы не был столь категоричен.
Например, в том же ТЕНе или кипятильнике спираль отделена от медной или алюминиевой трубки запечённой смесью кварцевого песка с каким-нить термостойким связующим компонентом у которого теплопроводность хуже чем у той же меди или алюминия. Да и поверхность теплоотдачи спирали и трубки много меньше, нежели у сердешного из приводимого мной рис. Что касается использования металлических мочалок в качестве наполнителя пластиковых труб, то они, пмсм, имея развитую поверхность будут нагревать проточную воду существенно быстрее чем любой ТЭН. Да и в конце-концов, мне не нужно 100гр.С, достаточно 50-70гр.С.
Кстати, редким процессом с КПД=100% можно назвать процесс, в коем вся работа затрачивается на трение

_________________
Есть только миг между прошлым и будущим, именно он называется ЖИЗНЬ ©

Меня такой вариант не устраивает. Как говорил в першем посту, нагрев сердешного будет осуществляться током намагничивания дросселя, включенного в п/мост вместо традиционного силового трансформатора (СТ)
За ссылки спс. Почитаю.

_________________
Есть только миг между прошлым и будущим, именно он называется ЖИЗНЬ ©

Привет, Maikl!
не знаю на счет мочалок .........
, возможно хорошим выбором в качестве нагреваемого материалла будет нержавейка AISI 340 она ферромагнетик, т.е. вроде как должна хорошо греться на низких частотах.

Какая разница что у ТЭНа внутри если свою функцию он выполняет. Надо быстрее - ставь мощнее. А с твоей идеей не забудь еще сей бублик экранировать и придумай куда полезней сдуть тепло с инвертора.
Страдалец ты наш

_________________
Время - лучший эксперт. ОНО может блестеть так же, но золото дольше.

Привет, Andr!
В першем посту привёл вариант №2 с метал. мочалками. Всё бы ничего, но мысляние в нирване подсказало, что не всё так гут как кажется. Например.
1. При долгой эксплуатации, из-за магнитострикции, кусочки мочалки (или др. чего-нить) будут тереться друг о друга и выделять в воду металлическую пыль, что далеко не айс.
2. Опять же, магнитострикция постепенно "скушает" сердешный, что приведёт непредсказуемым последствиям.
3. Большое расстояние между метал. стружкой мочалок и обмоткой дросселя увеличивает Ls, что значительно снизит КПД.
Это пока ИМХО, которое будет проверено.

_________________
Есть только миг между прошлым и будущим, именно он называется ЖИЗНЬ ©

так ведь оную можно выполнять по-разному Видимо, чужие посты ты читаешь наискось в отличии от своих пипец! точно читаешь наискось! Вот только зачем экранировать бублик, может пояснишь страдальцу?

_________________
Есть только миг между прошлым и будущим, именно он называется ЖИЗНЬ ©

у меня есть похожий интерес, надо греть бак из нержи ф 40см тэны там не годятся.
Но вот чем изолировать сам бак от провода ... в общем вопросов много

Я не думаю, что бак нагреется выше 100-130гр.С, а такую температуру эмаль-провод терпит на ура. Но, если есть опасения, что магнитострикция "скушает" изоляцию, то можно наклеить стекловолокно посредством эпоксидки и использовать УЗО. В твоём варианте, пмсм, можно вааще обойтись без инвертора, включив обмотку непосредственно в сеть.
Для инфы, в своё время ради интереса занимался ремонтом цветных телеков. Так вот, для размагничивания маски кинескопа намотал катушку N=180-220вит. (точно не помню) на 3-х литровой банке. Всё работало хоккей, ток был на уровне что-то около 1,5-2А.
В твоём случае из-за наличия сердешного (метал. бак) кол-во витков должно существенно снизиться.

_________________
Есть только миг между прошлым и будущим, именно он называется ЖИЗНЬ ©

больше 100 греть и не надо.
На счет простой обмотки интересно жаль RLC- метр на работе.

Попробовал пост. магнит на кружке из нержавейки. Реакция нулевая.
Может у тебя ёмкостина из другой марки, тогда должно получиться тип-топ.
Я так понимаю, что ударный разогрев тебе не нужен, а это упрощает задачу

_________________
Есть только миг между прошлым и будущим, именно он называется ЖИЗНЬ ©

Maikl, а почему именно индукционный? ТЭН-ом однозначно проще.
У меня, например, в ванной стоит проточный нагреватель, трёхфазный. В инструкции написано, что подогрев при помощи спирали. Греет на ура.
Или Вы не ищите лёгких путей?
Можно сконфигурировать участок трубы как виток и использовать его в качестве вторичной обмотки трансформатора. Учитывая то, что потери в трансформаторе только на пользу, его можно сделать достаточно компактным.
Можно конечно греть и на ВЧ. В этом случае трансформатор будет ещё компактнее. Однако, следующий за этим, слишком быстрый разогрев воды на коротком участке, также может быть не желательным. Надо дать время на перемешивание или будут гидроудары. При нагреве проточной воды труба изнутри будет обрастать накипью. Плюс необходимо обеспечить низки уровень электромагнитного излучения, чтобы соседи не побили.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

тоже вчера сделал аналогичны тест - стенки немагнитные, магнитные ручки и дно, но греть надо стенки и греть прилично, желательно 2-3 кВт.


правильно AISI 430