RU2444864C2 - Method and device for induction heating of liquids (versions) - Google Patents
Method and device for induction heating of liquids (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2444864C2 RU2444864C2 RU2010108967/07A RU2010108967A RU2444864C2 RU 2444864 C2 RU2444864 C2 RU 2444864C2 RU 2010108967/07 A RU2010108967/07 A RU 2010108967/07A RU 2010108967 A RU2010108967 A RU 2010108967A RU 2444864 C2 RU2444864 C2 RU 2444864C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heated
- liquid
- frequency
- container
- resonant
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к способам и устройствам индукционного нагрева текучих сред и может быть использовано для нагрева жидкостей, в том числе воды, в стальных изделиях типа резервуаров, емкостей, трубопроводов, радиаторов, посуды через металлические стенки.The invention relates to methods and devices for induction heating of fluids and can be used to heat liquids, including water, in steel products such as tanks, containers, pipelines, radiators, utensils through metal walls.
Известен способ и устройство для индукционного нагрева жидкостей в резервуарах путем создания переменного электромагнитного поля на промышленной частоте 50 Гц внутри стального герметичного корпуса, погружаемого в емкость с жидкостью. При этом указанный герметичный корпус нагревается и передает тепло жидкости. В таком индукционном нагревателе первичным контуром своего рода трансформатора является катушка, а вторичным контуром (теплообменником) является материал стенок нагреваемого электромагнитным полем корпуса (см., например, патент РФ 2002383 и патент РФ 2002384. Индукционный нагреватель жидкости. БИ 39-40, 1993).A known method and device for induction heating of liquids in tanks by creating an alternating electromagnetic field at an industrial frequency of 50 Hz inside a steel sealed enclosure immersed in a container with liquid. In this case, the sealed housing is heated and transfers heat to the liquid. In such an induction heater, the primary circuit of a kind of transformer is a coil, and the secondary circuit (heat exchanger) is the material of the walls of the body heated by the electromagnetic field (see, for example, RF patent 2002383 and RF patent 2002384. Induction fluid heater. BI 39-40, 1993) .
Недостатками этого способа и устройства индукционного нагрева жидкостей являются ограниченные условия эксплуатации, связанные с необходимостью встраивать или погружать нагреватель в емкость с жидкостью, что не всегда приемлемо, при этом встраиваемый или погружаемый нагреватель занимает значительный полезный объем емкости с нагреваемой жидкостью. Недостатком является также сложность теплопередачи от первичной обмотки, особенно по мере накопления накипи и осаждения солей на стенках корпуса нагревателя, и возможность появления опасного электрического потенциала в нагреваемой жидкости при пробое изоляции. Другим недостатком данного способа и устройства являются также повышенные потери энергии в проводах подводящего двухжильного кабеля, увеличивающие металлоемкость и снижающие надежность работы водонагревательной электротехнологической установки, а также возможность короткого замыкания в подводящих соединительных проводах.The disadvantages of this method and device for induction heating of liquids are limited operating conditions associated with the need to integrate or immerse the heater in a container with a liquid, which is not always acceptable, while the built-in or immersion heater occupies a significant useful volume of the container with the heated liquid. The disadvantage is the difficulty of heat transfer from the primary winding, especially with the accumulation of scale and the deposition of salts on the walls of the heater body, and the possibility of a dangerous electrical potential in the heated fluid during insulation breakdown. Another disadvantage of this method and device are also increased energy losses in the wires of the supplying two-wire cable, which increase the metal consumption and reduce the reliability of the water heating electrotechnological installation, as well as the possibility of a short circuit in the supply connecting wires.
В качестве прототипа способа и устройства индукционного нагрева жидкостей использован известный индукционный нагреватель жидкостей в емкостях, в которых катушки индуктора (первичного контура) выполнены различной формы в соответствии с формой поверхности стенки нагреваемой емкости, что обеспечивает лучшую равномерность нагрева по ее поверхности, и имеется возможность близкого расположения катушек к поверхности емкости с жидкостью, что снижает поля рассеяния электромагнитного поля и повышает эффективность нагрева (см., например, пат. РФ 2098928. Низкочастотный индукционный нагреватель. 1997).As a prototype of the method and device for induction heating of liquids, the well-known induction heater of liquids in containers is used, in which the inductor coils (primary circuit) are made in various shapes in accordance with the shape of the wall surface of the heated tank, which provides better heating uniformity over its surface, and there is the possibility of close the location of the coils to the surface of the container with liquid, which reduces the scattering field of the electromagnetic field and increases the heating efficiency (see, for example, US Pat. RF 2098928. Low-frequency induction heater. 1997).
В таких индукционных нагревателях между индуктором и нагреваемой стенкой или дном емкости с жидкостью нет дополнительных металлических корпусов, поэтому индукционное электромагнитное поле беспрепятственно проходит через немагнитную стеклокерамическую защитную панель (крышку) на нагреваемую емкость. Тем самым тепло передается от источника сразу к емкости, не нагревая по пути рабочую поверхность защитного корпуса (панели), в результате чего снижаются потери тепловой энергии и расход затрачиваемой электроэнергии.In such induction heaters, there are no additional metal casings between the inductor and the heated wall or the bottom of the liquid container; therefore, the induction electromagnetic field freely passes through the non-magnetic glass-ceramic protective panel (cover) to the heated vessel. Thus, heat is transferred from the source directly to the tank, without heating the working surface of the protective housing (panel) along the way, resulting in reduced heat loss and energy consumption.
Недостатками известного индукционного нагревателя является низкий КПД из-за того, что частота электромагнитного поля не находится в области частот максимальных электромагнитных потерь на вихревые токи в материале емкости с жидкостью (вторичной обмотки), а также значительные непроизводительные затраты электроэнергии на нагрев из-за потерь в первичном контуре, повышенные потери энергии в проводах подводящего двухжильного кабеля, увеличивающие металлоемкость и снижающие надежность работы водонагревателей, а также возможность короткого замыкания в подводящих соединительных проводах.The disadvantages of the known induction heater is the low efficiency due to the fact that the frequency of the electromagnetic field is not in the frequency range of the maximum electromagnetic losses due to eddy currents in the material of the container with the liquid (secondary winding), as well as significant overhead costs of electricity for heating due to losses in primary circuit, increased energy losses in the wires of the supplying two-wire cable, increasing the metal consumption and reducing the reliability of the water heaters, as well as the possibility of short circuit in the supply of the connecting wires.
Задачей предлагаемого изобретения является создание способа и устройства индукционного нагрева жидкостей, обеспечивающего снижение потерь энергии при нагреве жидкостей, снижение потерь в подводящих проводах, исключение короткого замыкания в линии электропитания, снижение металлоемкости и повышение производительности индукционного нагревателя, повышение КПД и эффективности нагрева жидкостей путем снижения энергозатрат, повышение надежности и эффективности работы установки.The objective of the invention is the creation of a method and device for induction heating of liquids, which reduces energy losses during heating of liquids, reduces losses in the supply wires, eliminates short circuits in the power line, reduces metal consumption and increases the performance of an induction heater, increases the efficiency and efficiency of heating liquids by reducing energy costs , improving the reliability and efficiency of the installation.
В результате использования предлагаемого изобретения снижаются потери энергии, металлоемкость устройства, повышается эффективность и надежность работы установки.As a result of the use of the invention, energy losses, metal consumption of the device are reduced, the efficiency and reliability of the installation is increased.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе индукционного нагрева жидкостей путем создания переменного магнитного поля и воздействия созданным полем на материал нагреваемой емкости с жидкостью, для нагрева емкости с жидкостью создают резонансный автоколебательный режим электромагнитного поля повышенной частоты f0=1-100 кГц в индукторной обмотке нагревателя и воздействуют полученным электромагнитным полем на материал нагреваемой емкости и жидкости в области частот максимальных потерь в материале емкости, при этом измеряют температуру нагреваемой жидкости на выходе из емкости, сравнивают с заданной величиной и в соответствии с этим поддерживают температуру нагреваемой жидкости в заданных параметрах изменением скорости подачи потока через емкость индукционного нагревателя и временем нагрева жидкости индукционным нагревателем.The above technical result is achieved by the fact that in the proposed method of induction heating of liquids by creating an alternating magnetic field and exposing the created field to a material of a heated container with liquid, a resonant self-oscillating mode of an increased frequency electromagnetic field f 0 = 1-100 kHz inductor winding of the heater and act with the obtained electromagnetic field on the material of the heated tank and liquid in the frequency range of the maximum losses in the material capacity, while the temperature of the heated fluid is measured at the outlet of the capacity, compared with a predetermined value, and in accordance with this, the temperature of the heated fluid is maintained in the specified parameters by changing the flow rate of the flow through the capacity of the induction heater and the time of heating the fluid by the induction heater.
В другом варианте способа индукционного нагрева жидкостей путем создания переменного магнитного поля и воздействия созданным полем на материал нагреваемой емкости с жидкостью для нагрева емкости с жидкостью создают резонансный автоколебательный режим электромагнитного поля повышенной частоты f0=1-100 кГц в индукторной обмотке и воздействуют полученным электромагнитным полем на материал нагреваемой емкости и жидкости в области частот максимальных потерь в материале емкости, а передачу электромагнитной энергии от преобразователя к индукторной обмотке осуществляют при помощи высокочастотного резонансного трансформатора по однопроводной волноводной линии, при этом измеряют температуру нагреваемой жидкости на выходе из емкости, сравнивают с заданной величиной и в соответствии с этим поддерживают температуру нагреваемой жидкости в заданных параметрах изменением напряжения питания индукторной обмотки индукционного нагревателя.In another embodiment of the method of induction heating of liquids by creating an alternating magnetic field and exposing the material to a heated container with a liquid to create a container with a liquid, a resonant self-oscillating mode of an increased frequency electromagnetic field f 0 = 1-100 kHz is created in the inductor winding and is exposed to the resulting electromagnetic field on the material of the heated vessel and liquid in the frequency range of the maximum losses in the material of the vessel, and the transfer of electromagnetic energy from the converter to and fountain winding is performed using the high-frequency transformer resonant waveguide on a single line, and the measured temperature of the heated liquid at the outlet of the container is compared with a predetermined value and according to this temperature is maintained in the heated liquid given parameters change the supply voltage of the induction heater coil inductor.
Технический результат достигается также тем, что в предлагаемом устройстве для индукционного нагрева жидкостей, содержащем первичную обмотку и нагреваемую емкость с жидкостью, индукторная обмотка нагревателя включена в резонансный автоколебательный контур с преобразователем частоты и резонансной емкостью, частота которого находится в области частот максимальных электромагнитных потерь в нагреваемом материале емкости с жидкостью, причем нагреваемая емкость снабжена изолирующими вставками, покрыта слоем электрической изоляции, снабжена датчиком температуры нагреваемой жидкости, установленном на выходе из емкости, а датчик температуры связан через задатчик с блоком управления электронасосом, регулирующим скорость подачи потока жидкости через емкость и время нагрева жидкости, для поддержания температуры нагреваемой жидкости в заданных параметрах.The technical result is also achieved by the fact that in the proposed device for induction heating of liquids containing a primary winding and a heated container with liquid, the inductor coil of the heater is included in a resonant self-oscillating circuit with a frequency converter and a resonant capacitance, the frequency of which is in the frequency range of the maximum electromagnetic losses in the heated the material of the container with liquid, and the heated container is equipped with insulating inserts, covered with a layer of electrical insulation, sn bzhena heated liquid temperature sensor installed at the outlet of the container, and a temperature sensor associated with the electric pump through a dial control unit regulating the feed rate of fluid flow through the fluid container and the heating time, to maintain the temperature of the heated liquid in the given parameters.
В другом варианте в устройстве для индукционного нагрева жидкостей, содержащем первичную обмотку, нагреваемую емкость с жидкостью, индукторная обмотка нагревателя включена по однопроводной волноводной линии, при помощи высокочастотного резонансного трансформатора через один высоковольтный вывод высоковольтной обмотки в резонансный автоколебательный контур, содержащий низковольтную обмотку высокочастотного резонансного трансформатора, две резонансные емкости и преобразователь частоты, при этом частота резонансного контура, находится в области частот максимальных электромагнитных потерь в нагреваемом материале емкости с жидкостью, причем нагреваемая емкость снабжена изолирующими вставками, покрыта слоем электрической изоляции, снабжена датчиком температуры нагреваемой жидкости, установленном на выходе из емкости, а датчик температуры связан через задатчик с преобразователем напряжения и частоты, изменяющим величину напряжения питания индукторной обмотки индукционного нагревателя.In another embodiment, in a device for induction heating of liquids containing a primary winding, a heated container with liquid, the inductor winding of the heater is connected via a single-wire waveguide line, using a high-frequency resonant transformer through one high-voltage output of the high-voltage winding into a resonant self-oscillating circuit containing a low-voltage winding of a high-frequency resonant transformer , two resonant capacitances and a frequency converter, while the frequency of the resonant circuit is in the frequency range of the maximum electromagnetic losses in the heated material of the container with the liquid, the heated tank is equipped with insulating inserts, covered with a layer of electrical insulation, equipped with a temperature sensor of the heated fluid installed at the outlet of the tank, and the temperature sensor is connected through a switch to a voltage and frequency converter, changing the magnitude of the supply voltage of the inductor winding of the induction heater.
В устройстве для индукционного нагрева жидкостей к однопроводной волноводной линии одного вывода высокочастотного резонансного трансформатора подключены индукторные обмотки нескольких электроводонагревателей, соизмеримых по мощности с мощностью источника энергии, а в качестве естественной электрической емкости использована общая емкость индукторной обмотки с металлической емкостью и жидкостью или емкость заземляющего контура.In the device for induction heating of liquids, the inductor windings of several electric heaters, comparable in power with the power of the energy source, are connected to the single-wire waveguide line of one terminal of the high-frequency resonant transformer, and the total capacity of the inductor winding with a metal capacitance and a liquid or the capacitance of the ground loop is used as a natural electric capacitance.
На фиг.1 и 2 представлены схемы реализации предлагаемого способа индукционного нагрева жидкостей и устройства для его осуществления.Figure 1 and 2 presents the implementation diagram of the proposed method of induction heating of liquids and devices for its implementation.
На фиг.1 представлен способ индукционного нагрева жидкостей и устройство с питанием по двухпроводной схеме.Figure 1 shows a method for induction heating of liquids and a device powered by a two-wire circuit.
На фиг.2 представлен способ индукционного нагрева жидкостей и устройство с питанием по однопроводной схеме с использованием высокочастотного резонансного трансформатора.Figure 2 presents a method for induction heating of liquids and a device powered by a single-wire circuit using a high-frequency resonant transformer.
Согласно фиг.1, устройство содержит источник питания 1, соединенный с преобразователем частоты и напряжения 2, который через резонансный конденсатор 3 и провода 4 соединен с индукторной обмоткой 5 резонансного высокочастотного индукционного водонагревателя 6, имеющего металлическую ферромагнитную емкость 7, покрытую термостойкой защитной изоляцией 8, и электроизолирующие вставки 9, установленные на патрубках 10, с нагреваемой жидкостью 11. Снаружи индукторная обмотка 5 резонансного высокочастотного индукционного водонагревателя 6 также покрыта слоем термостойкой защитной изоляции 12. Подача жидкости 11 осуществляется электронасосом 13, электродвигатель которого получает питание от блока управления 14, имеющего задатчик 15 и связанного с источником питания 1, а температура нагреваемой жидкости 11 контролируется датчиком температуры 16, установленном на выходном патрубке 10.According to figure 1, the device contains a
Согласно фиг.2, устройство содержит источник питания 1, соединенный с регулируемым преобразователем частоты и напряжения 2, который через резонансные конденсаторы 3 и провода 4 соединен с первичной низковольтной обмоткой 17 резонансного высокочастотного трансформатора 18, вторичная обмотка 19 которого, своим высоковольтным выводом 20, соединена одним проводом 21 с первым выводом 22 индукторной обмотки 5, расположенной на термостойкой изоляции 8, нагреваемой металлической емкости 7, в которой находится подаваемая для нагрева жидкость 11, а второй вывод 23 индукторной обмотки 5 соединен с естественной емкостью 24.According to figure 2, the device contains a
Второй низкопотенциальный вывод 25 вторичной обмотки 19 резонансного высокочастотного трансформатора 18 соединен через разделительный конденсатор 26 с землей 27. Металлическая ферромагнитная емкость 7 покрыта термостойкой защитной изоляцией 8 и снабжена электроизолирующими вставками 9, установленными на патрубках 10 с жидкостью 11. Снаружи индукторная обмотка 5 резонансного высокочастотного индукционного водонагревателя 6 также покрыта слоем термостойкой защитной изоляции 12.The second low-
На выходном патрубке 10 установлен датчик 16 температуры нагреваемой жидкости 11, связанный через задатчик 15 с регулируемым преобразователем частоты и напряжения 2.A
Способ индукционного нагрева жидкостей, согласно схеме фиг.1, осуществляется следующим образом.The method of induction heating of liquids, according to the scheme of figure 1, is as follows.
Электрическую энергию от источника энергии 1, например электроэнергию напряжения сети, преобразуют преобразователем частоты 2 в электроэнергию повышенной частоты f0=1-100 кГц, при помощи соответствующей емкости С резонансного конденсатора 3 и индуктивности L индукторной обмотки 5 резонансного высокочастотного индукционного водонагревателя 6 создают резонансные колебания тока и напряжения в индукторной обмотке 5, соответствующие ее собственной частоте, и получают максимально возможное выделение электромагнитной энергии и мощности в индукторной обмотке 5 и минимальные потери в подводящих проводах 4, контролируют датчиком 16 температуру нагретой жидкости 11, сравнивают с заданным задатчиком 15 значением и изменяют скорость подачи жидкости через нагреваемую емкость 7, при этом обеспечивают защиту резонансного высокочастотного индукционного водонагревателя 6 и его обмотку 5 от перегрева, перенапряжения, выноса потенциала, повреждения и пробоя электрической изоляции.The electric energy from the
Способ индукционного нагрева жидкостей, согласно схеме фиг.2, осуществляется следующим образом.The method of induction heating of liquids, according to the scheme of figure 2, is as follows.
Электрическую энергию от источника энергии 1, например электроэнергию напряжения сети, преобразуют регулируемым преобразователем частоты и напряжения 2 в электроэнергию повышенной частоты f0=1-100 кГц при помощи соответствующей емкости С резонансных конденсаторов 3 и индуктивности L первичной обмотки 17 высокочастотного резонансного трансформатора 18, создавая резонансные колебания тока и напряжения, повышают по напряжению с помощью вторичной обмотки 19 высокочастотного резонансного трансформатора 18 и подают электрическую энергию с высоковольтного вывода 20 по однопроводной волноводной линии 21 на первый вывод 22 индукторной обмотки 5, резонансного высокочастотного индукционного водонагревателя 6 и создают резонансные колебания тока и напряжения в индукторной обмотке 5, соответствующие ее собственной частоте, и получают максимально возможное выделение электромагнитной энергии и мощности в индукторной обмотке 5 и минимальные потери в подводящих проводах 4.The electric energy from the
Датчиком 16 контролируют температуру нагретой жидкости 11, сравнивают ее с заданным задатчиком 15 значением и изменяют величину питающего напряжения резонансного трансформатора 18 и, соответственно, напряжение питания и мощность, выделяемую в индукторной обмотке 5 индукционного водонагревателя 6 для нагрева жидкости 11, проходящей через нагреваемую емкость 7, при этом обеспечивают защиту резонансного высокочастотного индукционного водонагревателя 6 и его обмотку 5 от выноса потенциала в систему трубопровода, используя электроизолирующие вставки 9 на патрубках 10, предотвращают возможность перегрева, перенапряжения, повреждения и пробоя электрической изоляции.The
Устройство согласно схеме фиг.1 работает следующим образом.The device according to the scheme of figure 1 works as follows.
Электрическая энергия от источника питания 1 поступает на преобразователь частоты 2, преобразующий электрическую энергию напряжения сети источника питания 1 в электроэнергию повышенной частоты f0=1-100 кГц, которую через резонансный конденсатор 3 и провода 4 подают на вход индукторной обмотки 5 резонансного высокочастотного индукционного водонагревателя 6. При этом частота напряжения питания индукторной обмотки 5, генерируемая преобразователем частоты 2, соответствует ее собственной частоте. Питание осуществляется в резонансном режиме работы контура LC с обмоткой 5 и резонансным конденсатором 3, при котором происходит максимально возможное выделение электромагнитной энергии в индукторной обмотке 5 (в области частот максимальных потерь в материале емкости) и минимальные потери в подводящих проводах 4.The electric energy from the
Подача жидкости 11 осуществляется электронасосом 13, электродвигатель которого получает питание от блока управления 14, имеющего задатчик 15 и связанного с источником питания 1, а температура нагреваемой жидкости 11 контролируется датчиком температуры 16, установленном на выходном патрубке 10. Сигнал датчика 16 контроля температуры нагретой жидкости 11, сравнивают с заданным задатчиком 15 значением и через блок управления 14 изменяют скорость подачи жидкости 11 электронасосом 13, через нагреваемую емкость 7.The
Термостойкая изоляция 8 защищает обмотку от нагреваемой металлической емкости 7, слой термостойкой защитной изоляции 12 служит для обеспечения надежной электроизоляции, а электроизолирующие вставки 9 на патрубках 10 предотвращают возможность выноса опасного электрического потенциала в систему трубопровода, в которой работает резонансный индукционный водонагреватель 6 жидкости 11.Heat-
Преобразователь частоты 2 может получать питание от однофазной, трехфазной электрической сети или любого другого источника электрической энергии 1.The
Устройство согласно схеме фиг.2 работает следующим образом.The device according to the scheme of figure 2 works as follows.
Электрическая энергия от источника питания 1 поступает на регулируемый преобразователь частоты и напряжения 2, преобразующего электрическую энергию напряжения сети источника питания 1 в электроэнергию повышенной частоты f0=1-100 кГц, которую через резонансные конденсаторы 3 и провода 4 подают на низковольтную обмотку 17 повышающего высокочастотного резонансного трансформатора 18 и создают резонансные колебания тока и напряжения в первичной обмотке 17.The electric energy from the
При этом с помощью вторичной обмотки 19 повышают напряжение и подают электрическую энергию с высоковольтного вывода 20 по однопроводной волноводной лини 21 на первый вывод 22 индукторной обмотки 5, расположенной на термостойкой изоляции 8, нагреваемой металлической емкости 7, резонансного высокочастотного индукционного водонагревателя 6, в которой находится подаваемая для нагрева жидкость 11. Второй вывод 23 индукторной обмотки 5 соединен с естественной емкостью 24. Второй низкопотенциальный вывод 25 обмотки резонансного высокочастотного трансформатора 18 соединен через разделительный конденсатор 26 с землей 27.In this case, using a
Таким образом, электрическую энергию от источника энергии 1 преобразуют по частоте в преобразователе частоты 2, повышают по напряжению с помощью повышающего высокочастотного резонансного трансформатора 18 и создают резонансные колебания тока и напряжения в первичной обмотке 17, вторичной обмотке 19, в однопроводной волноводной линии 21 и индукторной обмотке 5 с частотой f0=1-100 кГц, равной частоте преобразователя частоты 2.Thus, the electric energy from the
Сигнал датчика 16 температуры нагреваемой жидкости 11, установленный на выходном патрубке 10, поступает на задатчик 15, который через регулируемый преобразователь частоты и напряжения 2 изменяет величину напряжения, подаваемого на обмотку 17 повышающего высокочастотного резонансного трансформатора 18, который изменяет величину напряжения на вторичной обмотке 19, а также через высоковольтный вывод 20 с однопроводной волноводной линией 21, на индукторной обмотке 5 резонансного высокочастотного индукционного водонагревателя 6 до установленного значения величины сигнала задатчика 15.The signal of the
Частота напряжения питания резонансного трансформатора 18 и индукторной обмотки 5, генерируемая преобразователем частоты 2, соответствует их собственной резонансной частоте. Питание резонансного трансформатора 18 осуществляется в резонансном режиме работы контура LC с обмоткой 17 и резонансными конденсаторами 3, при котором происходит передача электрической энергии по однопроводной линии 21 к индукторной обмотке 5 с минимальными потерями в подводящей однопроводной волноводной линии 21 и максимально возможным выделением электромагнитной энергии в индукторной обмотке 5.The frequency of the supply voltage of the
Термостойкая изоляция 8 защищает обмотку от нагреваемой металлической емкости 7, слой термостойкой защитной изоляции 12 служит для обеспечения надежной электроизоляции, а электроизолирующие вставки 9 на патрубках 10 предотвращают возможность выноса опасного электрического потенциала в систему трубопровода, в которой работает резонансный индукционный водонагреватель 6 жидкости 11. Преобразователь частоты 2 может получать питание от однофазной, трехфазной электрической сети или любого другого источника электрической энергии 1.Heat-
Так как однопроводная волноводная линия 21 относительно обмотки 19 разомкнута, между током и напряжением существует фазовый сдвиг 90 градусов. Ток опережает напряжение на 90 градусов и перезаряжает емкость индукторной обмотки 5 резонансного высокочастотного индукционного водонагревателя 6 и естественную емкость 24.Since the single-
Электромагнитная энергия в виде потока волн тока и напряжения перемещается от вывода 20 с высоким потенциалом через индукторную обмотку 5 к естественной емкости 24 с более низким потенциалом вдоль эквипотенциальных линий кулонова электрического поля, поэтому джоулевы потери энергии в незамкнутой однопроводной волноводной линии 21 малы.Electromagnetic energy in the form of a stream of current and voltage waves moves from the
К однопроводной волноводной линии одного вывода высокочастотного резонансного трансформатора могут быть подключены индукторные обмотки нескольких электроводонагревателей, соизмеримых по мощности с мощностью источника энергии, а в качестве естественной электрической емкости может быть использована общая емкость индукторной обмотки с металлической емкостью и жидкостью или емкость заземляющего контура.Inductive windings of several electric heaters comparable in power with the power of an energy source can be connected to a single-wire waveguide line of one output of a high-frequency resonant transformer, and the total capacity of the inductor winding with a metal capacitance and a liquid or the capacitance of the grounding loop can be used as a natural electric capacitance.
Воздействие на стенку нагреваемой емкости с жидкостью переменным магнитным полем с частотой в области частоты максимальных потерь в материале металлической емкости 7 повышает КПД нагревателя. Так, например, для материала емкости из нержавеющей стали частота максимальных электромагнитных потерь находится в области 30 кГц, при этом КПД нагревателя составляет не менее 80%. Если частота электромагнитного поля будет 50 Гц, то для емкости из нержавеющей стали КПД нагревателя не превысит 10-20%.The impact on the wall of the heated container with liquid with an alternating magnetic field with a frequency in the frequency range of the maximum loss in the material of the metal container 7 increases the efficiency of the heater. So, for example, for a stainless steel tank material, the frequency of maximum electromagnetic losses is in the region of 30 kHz, while the efficiency of the heater is at least 80%. If the frequency of the electromagnetic field is 50 Hz, then for a stainless steel tank the efficiency of the heater will not exceed 10-20%.
Создание электромагнитного поля на резонансной частоте в автоколебательном режиме первичного резонансного контура водонагревателя позволяет снизить расход электроэнергии на нагрев за счет использования резонансных свойств электроводонагревателя.Creating an electromagnetic field at a resonant frequency in the self-oscillating mode of the primary resonant circuit of a water heater can reduce the energy consumption for heating by using the resonant properties of an electric water heater.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010108967/07A RU2444864C2 (en) | 2010-03-11 | 2010-03-11 | Method and device for induction heating of liquids (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010108967/07A RU2444864C2 (en) | 2010-03-11 | 2010-03-11 | Method and device for induction heating of liquids (versions) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010108967A RU2010108967A (en) | 2011-09-20 |
| RU2444864C2 true RU2444864C2 (en) | 2012-03-10 |
Family
ID=44758375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010108967/07A RU2444864C2 (en) | 2010-03-11 | 2010-03-11 | Method and device for induction heating of liquids (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2444864C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2701926C1 (en) * | 2018-12-07 | 2019-10-02 | Владимир Юрьевич Кукушкин | Method of treating liquids by an alternating electromagnetic field |
| RU2736334C2 (en) * | 2018-10-15 | 2020-11-16 | Эдвид Иванович Линевич | Method of converting electrical energy into heat energy and an electric heater device using method |
| US11040326B2 (en) | 2018-11-22 | 2021-06-22 | Vladimir Yurievich KUKUSHKIN | Method for treating liquids with alternating electromagnetic field |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1092758A1 (en) * | 1983-02-08 | 1984-05-15 | Уфимский Ордена Ленина Авиационный Институт Им.Орджоникидзе | Two-zone installation for induction heating |
| RU2231905C2 (en) * | 2002-09-26 | 2004-06-27 | Закрытое акционерное общество "РЭЛТЕК" | Inductive heating device and its control process |
| EP2020826A1 (en) * | 2006-05-11 | 2009-02-04 | Panasonic Corporation | Induction heating cooker, induction heating cooking method, induction heating cooking program, resonance sound detection device, resonance sound detection method, and resonance sound detection program |
| RU2380862C1 (en) * | 2008-12-17 | 2010-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева" | Induction heating device |
-
2010
- 2010-03-11 RU RU2010108967/07A patent/RU2444864C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1092758A1 (en) * | 1983-02-08 | 1984-05-15 | Уфимский Ордена Ленина Авиационный Институт Им.Орджоникидзе | Two-zone installation for induction heating |
| RU2231905C2 (en) * | 2002-09-26 | 2004-06-27 | Закрытое акционерное общество "РЭЛТЕК" | Inductive heating device and its control process |
| EP2020826A1 (en) * | 2006-05-11 | 2009-02-04 | Panasonic Corporation | Induction heating cooker, induction heating cooking method, induction heating cooking program, resonance sound detection device, resonance sound detection method, and resonance sound detection program |
| RU2380862C1 (en) * | 2008-12-17 | 2010-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева" | Induction heating device |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2736334C2 (en) * | 2018-10-15 | 2020-11-16 | Эдвид Иванович Линевич | Method of converting electrical energy into heat energy and an electric heater device using method |
| US11040326B2 (en) | 2018-11-22 | 2021-06-22 | Vladimir Yurievich KUKUSHKIN | Method for treating liquids with alternating electromagnetic field |
| RU2701926C1 (en) * | 2018-12-07 | 2019-10-02 | Владимир Юрьевич Кукушкин | Method of treating liquids by an alternating electromagnetic field |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010108967A (en) | 2011-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2409883C1 (en) | Electric energy transmission method and device | |
| JP3240384B2 (en) | Fluid heating device | |
| EP1943879B1 (en) | Method and apparatus for providing harmonic inductive power | |
| EP2213140B1 (en) | Flow-through induction heater | |
| CA2010204C (en) | Low-frequency electromagnetic induction heater | |
| US20080238386A1 (en) | Apparatus for delivering harmonic inductive power | |
| JPH06509904A (en) | resonant power supply | |
| CA2365845A1 (en) | Methods and systems for removing ice from surfaces | |
| RU2444864C2 (en) | Method and device for induction heating of liquids (versions) | |
| CN105621832A (en) | Medium-frequency electromagnetic induction heating device for oily solid waste heating thermal desorption | |
| CN103442470A (en) | Electromagnetic heating device and heating method for electromagnetic heating device | |
| US3053959A (en) | Apparatus and method for heating fluids | |
| RU2577522C2 (en) | Method and device for transmission of electric power | |
| RU2423802C1 (en) | Device for induction heating of liquid media | |
| RU2661505C1 (en) | Coaxial induction cable, heating device and heating method | |
| WO2020074157A1 (en) | Point-of-use induction water heater | |
| US20180094849A1 (en) | High-frequency self-defrosting evaporator coil | |
| RU2736334C2 (en) | Method of converting electrical energy into heat energy and an electric heater device using method | |
| CN208175025U (en) | Water-cooled electromagnetic spiral coil | |
| RU2014280C1 (en) | Method of discharging viscous product in cold state from rail tank car boiler and device for inductive low-temperature heating of pail tank car boiler wall | |
| KR100571680B1 (en) | Apparatus for drying food using overheated steam produced by induction heating | |
| CN113038648A (en) | Method for converting electric energy into thermal energy and electric heating device using the same | |
| CN220245782U (en) | Water treatment device and water treatment system | |
| RU25136U1 (en) | DEVICE FOR INDUCTION HEATING OF LIQUID MEDIA | |
| KR102593479B1 (en) | Induction heating type cooktop |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130312 |