ПРИНЦИП РАБОТЫ ИНДУКЦИОННЫХ ПЕЧЕЙ. ИНДУКЦИОННЫЙ НАГРЕВ

Как работает индукционная плита

Принцип действия плиты несколько необычен для нас, рядовых потребителей.

• Электрический ток преобразуется в переменное электромагнитное поле.
• Преобразованное поле создает индукционный ток
• Проводник с замкнутым контуром – его роль выполняет та самая специальная посуда с ферромагнитными свойствами – улавливает вихревые токи и выделяет тепловую энергию.
• Тепловая энергия обеспечивает необходимый разогрев жидкостей и твердых тел.
• Переключение режимов плиты происходит с помощью электронного блока управления. Он поможет эффективнее использовать возможности плиты. Например, задать и поддерживать нужную температуру, или, напротив, подать максимальную мощность в определенную конфорку.

Вот, в общем-то, и все. Но что этот принцип работы дает нам, покупателям, с практической точки зрения?

• Скорость нагревания жидкости или продуктов питания в кастрюле гораздо выше, чем в результате использования привычных газовых и электрических плит. Это обеспечивается снижением теплопотерь, ведь нагрев идет непосредственно в  посуде, а, значит, не тратится тепловая энергия на поверхность, конфорку и окружающий воздух.
• Коэффициент полезного действия для индукционной плиты составляет 90%, тогда как для газовой он равен 60%, а для электрического аналога и вовсе равен 50%.
• Выделение тепловой энергии непосредственно в кастрюле или сковородке ведет к тому, что сама плита остается холодной. Кроме того, для того, чтобы прекратить процесс взаимодействия с электромагнитным полем, достаточно просто убрать посуду с конфорки. Тем самым вы как бы «отключаете» ее.

Индукционный нагрев установки без сердечника

В плавильной печи (рис. 2) расплавляемый металл находится в керамическом тигле, помещенном внутрь цилиндрического многовиткового индуктора. Индуктор изготовляют из медной профилированной трубки, через которую пропускают охлаждающую воду. Узнать подробнее о конструкции индуктора можно здесь.

Отсутствие стального сердечника приводит к резкому увеличению магнитного потока рассеяния; число магнитных силовых линий, сцепляемых с металлом в тигле, будет крайне мало. Это обстоятельство требует соответствующего увеличения частоты изменения (во времени) электромагнитного поля. Поэтому для эффективной работы индукционных тигельных печей приходится питать их токами повышенной, а в отдельных случаях и высокой частоты от соответствующих преобразователей тока. Подобные печи имеют очень низкий естественный коэффициент мощности (cos φ=0,03-0,10). Поэтому необходимо применять конденсаторы для компенсации реактивной (индуктивной) мощности.

В настоящее время имеется несколько типов индукционных тигельных печей, разработанных во ВНИИЭТО в виде соответствующих размерных рядов (по емкости) высокой, повышенной и промышленной частоты, для плавки стали (тип ИСТ).

Рис. 2. Схема устройства индукционной тигельной печи: 1 — индуктор; 2 — металл; 3 — тигель (стрелками показана траектория циркуляции жидкого металла в результате электродинамических явлений)

Преимуществами тигельных печей являются следующие: выделяющееся непосредственно в металле тепло, высокая равномерность металла по химическому составу и температуре, отсутствие источников загрязнения металла (помимо футеровки тигля), удобство управления и регулирования процесса плавки, гигиеничность условий труда. Кроме этого, для индукционных тигельных печей характерны: более высокая производительность вследствие высоких удельных (на единицу емкости) мощностей нагрева; возможность плавить твердую шихту, не оставляя металл от предыдущей плавки (в отличие от канальных печей); малая масса футеровки по сравнению с массой металла, что уменьшает аккумуляцию тепловой энергии в футеровке тигля, снижает тепловую инерцию печи и делает плавильные печи этого типа исключительно удобными для периодической работы с перерывами между плавками, в частности для фасонно-литейных цехов машиностроительных заводов; компактность печи, что позволяет достаточно просто изолировать рабочее пространство от окружающей среды и осуществлять плавку в вакууме или в газовой среде заданного состава. Поэтому в металлургии широко применяют вакуумные индукционные тигельные печи (тип ИСВ).

Наряду с преимуществами у индукционных тигельных печей имеются следующие недостатки: наличие относительно холодных шлаков (температура шлака меньше температуры металла), затрудняющих проведение рафинировочных процессов при выплавке качественных сталей; сложное и дорогое электрооборудование; низкая стойкость футеровки при резких колебаниях температуры вследствие небольшой тепловой инерции футеровки тигля и размывающего действия жидкого металла при электродинамических явлениях. Поэтому такие печи применяют для переплава легированных отходов с целью снижения угара элементов.

1. Егоров А.В., Моржин А.Ф. Электрические печи (для производства сталей). М.: «Металлургия», 1975, 352 с.

Данная статьи была взята из этого первоисточника.

Как устанавливается индукционная плитка инструкция

Плитка устанавливается на ровную поверхность. Расстояние от стен и других предметов слева и сзади должно быть не менее 10 см, справа и сверху – 50 см. При работе плитка нагревается, поэтому нужно исключить близкое соседство с ней термочувствительных материалов и любых источников тепла. Нужно позаботиться об установке над прибором вытяжки для вентиляции.

Прежде чем проводить подключение индукционной плиты к электропитанию, нужно проверить соответствие допустимого напряжения прибора и параметров имеющейся сети. 10-процентное отклонение допускается. Сечение питающего кабеля выбирается исходя из мощности печи. Доступ к розетке подключения должен быть свободным. Желательно установить отдельный выключатель-автомат на необходимый ток для защиты аппарата.

Принцип работы индукционной плиты.

Плитка оснащена собственными предохранительными и защитными устройствами. Если произойдет перегрев в камере приготовления, срабатывает термостат и отключает подачу тока к нагревательным элементам. При открывании дверей также прерывается нагрев и надув. Имеется и электрический предохранитель.

Подключение индукционной плиты к воде не должно вызвать сложности. Один конец гибкого шланга присоединяется к плитке, другой – к водопроводу. Между ними устанавливают кран и фильтр механической очистки. Жесткость воды должна быть не выше, чем указано в инструкции. Чтобы известковые отложения не нарушили работу плиты, рекомендуется подключить устройство для смягчения воды. Давление воды должно быть не больше 2-3 бар. Если оно больше – необходимо подключение редукционного клапана.

Принцип действия

В основе действия индукционных котлов и других нагревательных приборов этого типа лежит способность токопроводящих материалов нагреваться под действием вихревых токов, создаваемых в результате электромагнитной индукции.

Источником индукции служит высокочастотный переменный ток, проходящий по первичной обмотке нагревательного прибора, выполненной в виде катушки. Нагревательный элемент, помещенный внутрь катушки, играет роль вторичной короткозамкнутой обмотки. В нем происходит преобразование электромагнитной энергии в тепловую.

Вихревые токи возникают и при промышленной частоте 50 Гц, но эффективность нагревателя при этом будет невысока, а работа прибора будет сопровождаться сильным гулом и вибрацией. При повышении частоты до 10 кГц и выше шум исчезает, вибрация становится неощутимой, а нагрев усиливается.

Основным принципом индукционной печи является индукционный нагрев

 Индукционный нагрев

Индукционный нагрев является формой бесконтактного нагрева для проводящего материала. Это процесс нагревания электропроводящего объекта посредством электромагнитной индукции, где вихревые токи, генерируемые внутри металла устойчиво приводят к джоулевому нагреву металла.

 Принцип индукционного нагрева, в основном, базируется на двух известных физических явлениях:

• электро – магнитная индукция
• эффект Джоуля

 Электромагнитная индукция

 Передача энергии к нагреваемому объекту происходит посредством электромагнитной индукции. Любой электропроводящий материал помещают в переменное магнитное поле которое является местом индуцированных электрических токов, называемых вихревым током и в конечном итоге приводит к джоулеву нагреву.

Индукционный нагрев основан на уникальных характеристиках радиочастотной энергии – часть электромагнитного спектра ниже инфракрасной и микроволновой энергии. Поскольку тепло передается продукту с помощью электромагнитных волн нагреваемая часть никогда не приводит к непосредственному контакту с любым пламенем самого индуктора и поэтому нет загрязнения продукта. Индукционный нагрев представляет быстрый, экологически чистый нагрев. Индукционная катушка прохладная на ощупь. Тепло, накапливаемое в катушке постоянно охлаждается циркулирующей водой в больших печах.

Особенности индукционной печи

Электрическая индукция печи состоит из электрической катушки, чтобы произвести заряд. Этот нагрев катушки в конечном итоге заменяет тигель, в котором металл помещают и  изготовлен из более прочных материалов, которые могут свыдержать требуемое тепло, а сама электрическиая катушка охлаждается системой водяного охлаждения. Преимуществом индукционной печи является чистый, эффективный и хорошо контролируемый процесс плавления энергии по сравнению с большинством других методов плавки металла.

Индукционная печь имеет диапазоны размеров от небольшой печи, используемой для очень точных сплавов до килограмма в весе до гораздо больших печей, сделанных в массовом производстве для различных применений. Используют этот тип печи теперь и в больших чугунолитейных производствах для плавления чугуна без пыли и других загрязняющих веществ.

 Конструкция индукционной печи

Есть много различных конструкций для электрической индукционной печи, но они сосредоточены вокруг основной идеи. Электрическая катушка помещается вокруг или внутри тигля, который содержит расплавленный металл.

В целом эффективность использования энергии в индукционной плавке в диапазоне от 55 до 75 процентов, и значительно лучше, чем процессы горения. Имеется существенный недостаток индукционной печи используемой в литейном производстве это отсутствие чистых материалов без окисления и легирующих элементов. Именно при применении нечистых материалов могут быть  потеряны достоинства индукционного нагрева из-за процесса окисления.

Стоимость индукционной плиты

Естественно, индукционная панель будет стоить дешевле классической электроплиты. Но после небольшого изучения этого вопроса вы можете быть приятно удивлены незначительной разницей между индукционными и традиционными плитами. В Европе уже давно индукционная технология нагрева является выбором почти половины населения.

Внутри этой категории также можно подобрать индукционную панель по оптимальной цене для себя. Цены тут зависят от таких факторов, как производитель, количество конфорок, набор функций, год производства, место и способ покупки. К примеру, панель из четырех конфорок стоит больше, чем из двух или одной.

Принципиальные особенности работы индукционной панели

При работе индукционной конфорки происходит нагрев не поверхности плиты, а непосредственно посуды. При этом посуда нагревается значительно быстрее, чем при использовании нагревательных элементов обычной плиты. Закипание 1,5 литра воды на индукционной плоскости, например, занимает время около трех минут, тогда как на традиционной электрической печке это займет больше десяти минут ожидания.

Поверхность панели из стеклокерамики очень быстро нагревается только в случае соприкосновения с посудой и после выключения также быстро остывает. То есть индукционная конфорка начинает свою работу только при том условии, что на нее поставлена посуда. Соответственно, когда посуда снимается с поверхности – срабатывает автомат и конфорка выключается.

В случае необходимости можно, без всякого опасения обжечься, протереть рабочую плоскость индукционной панели от расплескавшейся во время варки пищи непосредственно в течение ее приготовления. А при попадании пищи на поверхность плиты она не пригорает, так как горячий участок находится исключительно под тем местом, которое занимает посуда, будь то сковорода, кастрюля или что-то другое. Поэтому можно не беспокоиться о возникновении дыма и неприятных запахов. Как видно, уход за индукционной поверхностью предельно прост и совсем необременителен. Достаточно будет время от времени протирать ее увлажненной тканью или губкой.

Использование индукционной панели позволяет достичь более высоких показателей экономичности по сравнению с обычной плитой. Также есть возможность для точной поддержки желаемой температуры, мощность конфорки имеет большую шкалу изменений.

Итоги

Приобретение индукционной плиты намного предпочтительней покупки традиционной электрической, так как скорость разогрева выше всяких похвал, в этом она почти не уступает газовой печке, а обычную превосходит на несколько порядков. Благодаря такой скорости индукционная намного экономичней, чем электроплита. Также удобно то, что есть возможность точно поддерживать заданную температуру нагрева посуды. Рабочая плоскость плиты сама подстраивается под диаметр днища посуды и индукционная конфорка автоматически включается при контакте с ним.

Для приготовления пищи предусмотрено включение разных режимов. К примеру, во многих моделях панелей предусмотрена функция Stop + Go . При включении она автоматически переводит конфорки на режим подогрева – самый слабый из режимов. Представьте ситуацию, когда у вас на конфорке что-то кипит, но нужно срочно отвлечься на другое дело – к вам кто-то пришел, например. Включаете эту кнопку и занимаетесь своими более срочными делами – на панели уже точно ничего не убежит. По возвращении снова нажимаете на Stop + Go и все заданные прежде температурные значения восстанавливаются.

Вкратце перечислим основные преимущества и недостатки индукционных плит.

Достоинства:

• легкость в соблюдении чистоты;
• экономичность;
• отсутствие пригара;
• безопасность;
• удобность;
• привлекательный внешний вид.

Недостатки:

• высокая цена индукционной плиты по сравнению с обычной;
• необходимость приобретения специальной посуды, хотя это может и не являться недостатком для очень многих людей.

За то время, что наша плита пока успела поработать, мы не нашли никаких нареканий, хотя используем ее в довольно частом режиме (семья из 5 человек). Те наши друзья и знакомые, у которых в кухнях стоят пока еще обычные электрические печки, часто спрашивают нас о таком виде плит, поэтому мы решили написать свой отзыв для всех тех, кто еще колеблется в выборе. Мы вам рекомендуем – берите индукционную панель и вы не пожалеете об этом, наоборот, вы только выиграете!

Надя

Примерно полгода назад, перед нашей семьей встал вопрос о ремонте кухни, причем – самом кардинальном. И замена нашей старенькой электрической печки на что-то более новое, современное, рассматривалась как один из главнейших пунктов преображения кухонного помещения.

После наведения всех справок, расспросов друзей и знакомых, прочтения отзывов в интернете и просмотров каталогов различных производителей выбор был сделан в пользу индукционной панели. И вот, после эксплуатации нашей новой печи в течение 3 – 4 месяцев, мы тоже решили написать положительный отзыв об индукционных плитах на основе своего опыта. Возможно, и наш отзыв окажется для кого-то полезным, как оказались полезными для нас те отзывы, которые мы прочитали в свое время.

Мария

Подарили индукционную плиту брату на свадьбу. Все в восторге, все отлично!

Ольга