BG62869B1 - Device for inductive heating of liquids in a pipeline - Google Patents
Device for inductive heating of liquids in a pipeline Download PDFInfo
- Publication number
- BG62869B1 BG62869B1 BG102573A BG10257398A BG62869B1 BG 62869 B1 BG62869 B1 BG 62869B1 BG 102573 A BG102573 A BG 102573A BG 10257398 A BG10257398 A BG 10257398A BG 62869 B1 BG62869 B1 BG 62869B1
- Authority
- BG
- Bulgaria
- Prior art keywords
- vessel
- induction
- pipeline
- cylindrical
- inlet
- Prior art date
Links
Landscapes
- General Induction Heating (AREA)
Abstract
Description
Област на техникатаTechnical field
Изобретението се отнася до устройство за индукционно нагряване на течности в тръбопровод, приложимо в системи за отопление и водоснабдяване.The invention relates to a device for the induction heating of liquids in a pipeline applicable in heating and water supply systems.
Предшестващо състояние на техникатаBACKGROUND OF THE INVENTION
Известно е устройство за индукционно нагряване на течности в тръбопровод, състоящо се от потопяем водонагревател с индукционна намотка в херметична обвивка. Намотката се състои от вътрешен и външен тръбен елемент, съединени по челата с фланци. Вътрешният тръбен елемент е изпълнен като комплект от отделни тръби, разположени плътно един до друг по образуващата на цилиндър. Всеки чифт тръби е херметично съединен чрез пластина по цялата дължина на тръбите по допирателната към тяхната външна повърхност /1/.A device for induction heating of liquids in a pipeline is known, consisting of a submersible water heater with an induction coil in an airtight shell. The winding consists of an inner and outer tube element connected at the ends with flanges. The inner tube element is designed as a set of separate tubes arranged tightly to one another along the cylinder forming. Each pair of pipes is hermetically sealed by a plate along the entire length of the pipes tangent to their outer surface (1).
Недостатък на известното устройство е ниския кпд и голямата металоемкост. Това се дължи на ниската честота на захранващия ток в намотката (50 Hz), изискваща голям брой намотки от меден проводник и водеща до резистивни загуби в намотката.A disadvantage of the known device is the low efficiency and high metal consumption. This is due to the low frequency of the supply current in the coil (50 Hz), which requires a large number of copper conductor windings and leads to resistive losses in the coil.
Известно е и устройство за индукционно нагряване на течности в тръбопровод, състоящо се от една или няколко индукционни намотки, които обхващат няколко тръби с течна среда. Потокът на тези среда преминава през лабиринтна система от вътрешни канали с пръстени или спирали, които образуват електрически съединени на късо контури и при захранване на индукционните намотки се нагряват и нагряват допиращата се до тях среда /2/.A device for induction heating of liquids in a pipeline, consisting of one or more induction coils, which comprise several tubes with a fluid medium, is also known. The flow of these mediums passes through a labyrinthine system of internal channels with rings or spirals, which form electrically short circuits and, when the induction windings are supplied, the medium contacting them is heated and heated (2).
Недостатък на известното устройство е ниския кпд, определен от големите загуби поради повишеното електрическо съпротивление и усложнената конструкция на лабиринтите. Пръстените и спиралите в лабиринтите пречат на движението на топлите потоци от течността към горната част на нагревателя. Устройството е сложно за производство и е металое.мко, тъй като съдържа множество детайли вътре в лабиринтите и се използва голямо количество меден проводник поради нискочестотното захранване (50 Hz).A disadvantage of the known device is the low efficiency, determined by the large losses due to the increased electrical resistance and complicated construction of the mazes. Rings and spirals in the labyrinths prevent the movement of warm flows from the liquid to the top of the heater. The device is complex to manufacture and is metal-like, since it contains many details inside the mazes and a large amount of copper conductor is used due to the low-frequency power supply (50 Hz).
Известно е и устройство за индукционно нагряване на течности в тръбопровод, което е най-близко до заявеното устройство, състоящо се най-малко от една индукционна намотка с електроизолираща подложка, обхващаща магнитопроводим съд, съединен към тръбопроводи за подаване и отвеждане на течност през съответни входен и изходен клапан. Намотката е съединена през променливотоков регулатор към променливотоков източник с честота 50 Hz. Регулаторът съдържа два токоизключвателя и термодатчик, който е механически закрепен към изходния тръбопровод.A device for induction heating of liquids in a pipeline is known, which is closest to the claimed device, comprising at least one induction coil with an insulating pad comprising a magnetically conductive vessel connected to the pipelines for supplying and draining the fluid through the respective inlet and outlet valve. The coil is connected via an AC regulator to a 50 Hz AC source. The controller contains two circuit breakers and a thermal sensor, which is mechanically attached to the outlet pipeline.
Недостатък на това устройство е ниския коефициент на мощност (0,70-0,78), тъй като при експлоатацията му се разсейва топлина в пространството над външната индукционна намотка. Освен това е налице непълно поглъщане на електромагнитната енергия от обвивката на индукционния нагревател. Намаляването на коефициента на мощност води до намаляване на кпд на устройството (до 0,800,85). Допълнително кпд се намалява и от резистивните загуби в индукционната намотка поради многото навивки от меден проводник, поради използването на ток с честота 50 Hz, поради това известният нагревател е дебелостенен. Големият разход на мед и стомана прави производството на това устройство неикономично. Теглото му е около 45-50 kg.The disadvantage of this device is the low power factor (0.70-0.78), because during operation it dissipates heat in the space above the outer induction coil. In addition, there is an incomplete absorption of electromagnetic energy from the induction heater jacket. Decreasing the power factor leads to a decrease in the efficiency of the device (up to 0,800,85). The efficiency of the induction coil is also reduced by the resistive losses due to the many copper wire windings, due to the use of 50 Hz current, which is why the known heater is thick-walled. The high consumption of copper and steel makes the production of this device uneconomical. Its weight is about 45-50 kg.
Друг недостатък на известното устройство е неравномерното и недостатъчно бързо нагряване на големи обеми от студена течност, тъй като конструкцията на известния индукционен нагревател осигурява нагряването само на слоевете от течност до стените. По-нататък топлината се предава от по-топлите слоеве течност към по-студените чрез естествена термоконвекция. Освен това е необходимо използването на дебелостенен магнитопроводим съд, което също води до намаляване на скоростта на нагряване на течността.Another disadvantage of the known device is the uneven and not sufficiently rapid heating of large volumes of cold liquid, since the construction of the known induction heater provides heating only of the layers from the liquid to the walls. Further, heat is transferred from the warmer fluid layers to the colder ones through natural thermal convection. In addition, the use of a thick-walled magnetic conductive vessel is required, which also results in a decrease in the rate of heating of the fluid.
Известното устройство е и с ниска надеждност поради лъжливи включвания на термодатчика, а след него - и на изключвателя за нагряване, което произтича от нестационарния характер на нагряването на слоевете от течност.The known device is also of low reliability due to the false inclusions of the thermal sensor and, subsequently, the heating switch, which results from the non-stationary nature of the heating of the layers of liquid.
Задачата на изобретението е да се създаде устройство за индукционно нагряване на течности в тръбопровод с повишен кпд, коефициент на мощност, равномерност и скорост за нагряване на течността при намален разход на метали.It is an object of the invention to provide a device for induction heating of liquids in a pipeline with increased efficiency, power factor, uniformity and speed for heating the liquid at reduced metal consumption.
Техническа същност на изобретениетоSUMMARY OF THE INVENTION
Задачата се решава, като се създава устройство за индукционно нагряване на течности в тръбопровод, състоящо се от последователно съединен променливотоков регулатор, индукционен нагревател с поне една индукционна намотка с електроизолираща подложка, обхващаща цилиндричен магнитопроводим съд с входен и изходен клапан към тръбопровода, и от първи термодатчик, механично закрепен на изходната магистрала на тръбопровода. В него като регулатор на променлив ток последователно са съединени изправител и инвертор, чийто изход е свързан към електрическия вход на индукционния нагревател. Вторият му вход е свързан към изхода на блок за управление на инвертора. Втори термодатчик е механично закрепен към входната магистрала на тръбопровода. Изходите на първия и втория термодатчик са съединени към входовете на блок за сравнение на температури, първият изход на който е свързан към входа на управляващия блок на инвертора, а вторият - към вход на управляващ блок на помпа, чийто изход е свързан към управляващия вход на помпата. Тя е механично закрепена към тръбопровода между входната и изходната магистрала. В индукционния нагревател поне една индукционна намотка, която е затворена в тороидален цилиндричен корпус с електроизолиращи подложки, е разположена в цилиндричния магнитопроводящ съд. В него е закрепен поне един цилиндричен и един кръгов разпределител на потока от нагрявана течност, които са разположени по надлъжната и напречната ос на цилиндричния магнитопроводящ съд. Отвън цилиндричният нагревател е затворен в магнитопроводящ екран в топлоизолиращ кожух. Цилиндричният магнитопроводящ съд, корпусът на вътрешната индукционна намотка и разпределителите на потока от нагрявана течност са от тънколистова феромагнитна стомана.The task is solved by creating a device for induction heating of liquids in a pipeline, consisting of a series-connected alternating current regulator, an induction heater with at least one induction coil with an electrical insulating pad, comprising a cylindrical magnetic conduit and an inlet conduit with a valve inlet, a thermal sensor mechanically attached to the outlet highway of the pipeline. In it, a rectifier and an inverter whose output is connected to the electrical input of the induction heater are connected in series as an AC regulator. Its second input is connected to the output of the inverter control unit. A second thermal sensor is mechanically attached to the inlet line of the pipeline. The outputs of the first and second thermal sensors are connected to the inputs of a temperature comparison unit, the first output of which is connected to the inlet of the inverter control unit and the second to the input of a pump control unit whose output is connected to the control input of the pump. It is mechanically secured to the pipeline between the inlet and outlet highways. In the induction heater, at least one induction coil, which is enclosed in a toroidal cylindrical housing with insulating pads, is housed in the cylindrical magnetic conductive vessel. It contains at least one cylindrical and one circular distributor of the flow of heated fluid, which are located along the longitudinal and transverse axes of the cylindrical magnetic conductive vessel. Outside the cylindrical heater is enclosed in a magnetically conductive shield in a heat-insulating casing. The cylindrical magnetic conductive vessel, the housing of the induction coil and the distributors of the flow of heated fluid are made of thin-sheet ferromagnetic steel.
Възможно е в индукционния нагревател да има поне две вътрешни индукционни намотки, всяка от които е затворена в херметичен тороидален цилиндричен корпус, и са закрепени в магнитопроводящия съд концентрично една в друга, с междина между тях.It is possible for the induction heater to have at least two internal induction windings, each of which is enclosed in a sealed toroidal cylindrical housing, and are fixed in the magnetically conducting vessel concentrically in each other, with a gap between them.
Възможно е в индукционния нагревател да има поне две вътрешни индукционни намотки, всяка от които е затворена в херметичен тороидален цилиндричен корпус и са закрепени в магнитопроводящия съд една над друга с меж5 дина между тях.It is possible for the induction heater to have at least two internal induction windings, each of which is enclosed in an airtight toroidal cylindrical housing and secured in the magnetic conductor vessel one above the other with a space between them.
Между съвкупността от съществени признаци на изобретението и постигнатия технически резултат има причинно-следствена връзка.There is a causal link between the set of essential features of the invention and the technical result achieved.
Предимство на устройството е, че неговият коефициент на мощност се повишава за сметка на практически пълното преобразуване на електромагнитната енергия. Този ефект се постига чрез въвеждането като регулатор на 15 променливия ток от последователно свързани променливотоков изправител, инвертор и управляващ блок на инвертора. Чрез изправителя мрежовият променлив ток с честота около 50 Hz се превръща в постоянен, който чрез 20 инвертора се преобразува във високочестотен с честота 10-20 KHz. Индукционната намотка, на която се подава високочестотен ток, е изработена със значително по-малко количество намотки, отколкото при подаването на ток с 25 промишлена честота 50 Hz, както е в прототипа. Това съществено намалява резистивните загуби и води до икономия на мед и електроенергия.The advantage of the device is that its power factor increases due to the virtually complete conversion of electromagnetic energy. This effect is achieved by introducing as a regulator the 15 AC power from a series-connected AC rectifier, inverter and control unit of the inverter. Through the rectifier, the AC power of about 50 Hz is converted to DC, which through 20 inverters is converted to high frequency with a frequency of 10-20 KHz. The induction coil to which high-frequency current is supplied is made with a significantly smaller amount of coils than the 25 Hz current supply, as in the prototype. This significantly reduces resistive losses and leads to savings in copper and electricity.
Чрез управляващия блок на инвертора автоматично се регулира стойността на тока, 30 подаван към индукционната намотка, повишава се надеждността на работа на цялото устройство, като се предотвратява прегряването на течността. Прилагането на високочестотен ток позволява да се заменят всички дебелостенни 35 метални детайли с тънкостенни, което ускорява нагряването на течността и понижава разхода на метал със 75-80% /4/.The inverter control unit automatically adjusts the value of the current 30 supplied to the induction coil, increasing the reliability of the operation of the entire device, preventing the fluid from overheating. The application of high-frequency current allows to replace all thick-walled 35 metal parts with thin-walled ones, which accelerates the heating of the liquid and reduces the consumption of metal by 75-80% (4).
Надеждността на работа, по-бързото и равномерно нагряване на големи обеми течнос40 ти се постига чрез въвеждането на втори термодатчик в устройството, който е закрепен на входната магистрала на тръбопровода и включен, заедно с първия термодатчик, закрепен на изходната магистрала, към входовете на бло45 ка за сравнение на температурите. При това споменатият блок има изходи към управляващите блокове на инвертора и помпата, която е поставена между входната и изходната магистрала на тръбопровода. В прототипа на устрой50 ството присъства само първият термодатчик, контролиращ началния стадий на нагряването на течността и предотвратяващ увеличаването на скоростта на нагряване на целия обем течност в основната магистрала. В известното устройство възникват чести включвания-изключвания на нагряването, тъй като процесът на изравняване на температурите на различните слоеве течност чрез естествена термоконвекция в началото на изходната магистрала има нестационарен характер. Това води до лъжливи включвания на първия термодатчик и изключвателите и до влошаване на техническите характеристики на устройството. Поради това за началното размесване на топлите слоеве течност чрез принудителна термоконвекция при включване на нагряването в заявеното устройство между входната и изходната магистрала на тръбопровода е инсталирана помпа. След изравняване на температурните градиенти в тръбопровода и достигане на необходимите температурни показатели помпата се изключва автоматично от нейния управляващ блок. Поради монтирането на помпата между входната и изходната магистрала на тръбопровода, след изключването й е възможно свободно движение на течността по тръбопровода с по-нататъшна естествена термоконвекция. По-нататъшното поддържане на зададения температурен режим на нагряване на водата във входящата магистрала на тръбопровода се осъществява от втория термодатчик. В резултат на работата на двата термодатчика и блока за сравнение на температурата се повишава надеждността на устройството и скоростта на нагряване на течността. А в резултат на включването на помпата с блока за управление към системата се повишава скоростта на нагряване, става възможно големи обеми течности да се нагряват бързо и равномерно, повишава се надеждността на работа на устройството поради отстраняване на прегряването на течността и на лъжливите включвания на термодатчиците.Reliable operation, faster and more uniform heating of large volumes of liquid40 is achieved by the introduction of a second thermal sensor in the device, which is attached to the inlet line of the pipeline and connected, together with the first thermal sensor, attached to the output line, to the inlets of the block45. to compare temperatures. In addition, said block has outputs to the control units of the inverter and the pump which is placed between the inlet and outlet highways of the pipeline. In the prototype of the device, there is only the first thermal sensor controlling the initial stage of heating of the liquid and preventing the rate of heating of the entire volume of liquid in the main highway increasing. Frequent on-offs of heating occur in the known device, since the process of equalizing the temperatures of the various layers of liquid by natural thermal convection at the beginning of the output highway is non-stationary. This leads to false inclusions of the first thermal sensor and switches and deterioration of the technical characteristics of the device. Therefore, a pump is installed for the initial mixing of the warm layers of liquid by forced thermal convection when the heating is switched on in the requested device between the inlet and outlet highways of the pipeline. After equalizing the temperature gradients in the pipeline and reaching the required temperature, the pump is automatically switched off from its control unit. Due to the installation of the pump between the inlet and outlet pipelines of the pipeline, after its shutdown, it is possible for the fluid to flow freely through the pipeline with further natural thermal convection. Further maintenance of the set temperature regime of water heating in the inlet line of the pipeline is carried out by the second thermal sensor. As a result of the operation of both the temperature sensors and the temperature comparison unit, the reliability of the device and the rate of heating of the liquid are increased. And as a result of connecting the pump with the control unit to the system increases the speed of heating, it becomes possible to heat large volumes of liquids quickly and evenly, increases the reliability of the device due to the elimination of overheating of the fluid and false inclusions of the thermal sensors .
В един от частните варианти за използване на известното устройство е възможно използване на помпата при монтиране в системата за нагряване на резервоар с течност. Но в конструкцията на известното устройство няма помпа (виж фиг. 2в/3/).Ав гореспоменатия частен случай на използване на известното устройство тази помпа, ако се добави, изпълнява функция, различна от функцията на помпата в заявената конструкция.In one of the private embodiments of the known device, it is possible to use the pump for installation in a fluid tank heating system. However, there is no pump in the construction of the known device (see Fig. 2c / 3 /). In the aforementioned particular case of using the known device, this pump, if added, performs a function different from the function of the pump in the claimed construction.
Новата конструкция на индукционния нагревател води до увеличаване на коефициента на мощността и кпд на устройството чрез отстраняване на електрическите загуби в резултат на използването на магнитопроводящ екран. Скоростта на нагряване се увеличава чрез интензификацията на топлопроводимостта чрез цилиндрични и кръгли метални разпределители на потока на нагряваната течност, които разделят потока хладна течност на тесни слоеве, нагряващи се значително по-бързо от един широк поток. Описаният ефект нараства при въвеждането в индукционния нагревател и на вътрешна индукционна намотка освен външната. В известния индукционен нагревател топлината се предава от индукционната намотка на цилиндричния магнитопроводящ съд, а от него - на студената течност, която се нагрява и предава топлината на постудените слоеве. В заявения нагревател топлината се предава по следния начин: от външната индукционна намотка към цилиндричния магнитопроводящ съд, течността, цилиндричния разпределител на потока, течността, кръговия разпределител на потока, течността, корпуса на вътрешната индукционна намотка и т.н. За бързото и стабилно нагряване способства и материалът на металните детайли на нагревателя - тънколистна феромагнитна стомана, която се нагрява бързо и бързо отдава топлината на течността. Увеличаването на енергоспестяващия ефект в известното устройство се постига и чрез електроизолационните подложки и топлоизолационния кожух.The new design of the induction heater results in an increase in the power factor and the efficiency of the device by eliminating the electrical losses resulting from the use of a magnetic conductive screen. The heating rate is increased by the intensification of the thermal conductivity by cylindrical and circular metal distributors of the flow of the heated fluid, which divide the flow of cool liquid into narrow layers, which are heated much faster than a wide stream. The effect described increases with the introduction into the induction heater and the induction coil in addition to the external one. In the known induction heater, heat is transmitted from the induction coil to the cylindrical magnetic conductive vessel, and from it to the cold liquid, which heats and transmits the heat to the cooled layers. In the requested heater, the heat is transmitted as follows: from the outer induction coil to the cylindrical magnetic conductor vessel, the fluid, the cylindrical flow distributor, the liquid, the circular flow distributor, the fluid, the induction coil housing, etc. The material of the metal parts of the heater, a thin sheet of ferromagnetic steel, which heats quickly and quickly gives the heat to the liquid, contributes to the rapid and stable heating. Increasing the energy-saving effect of the known device is also achieved through the electrical insulation pads and the thermal insulation jacket.
Описание на приложените фигуриDescription of the attached figures
По-подробно изобретението е пояснено с едно примерно изпълнение на устройство за индукционно нагряване на течности в тръбопровод, показано на приложените фигури, от които:In more detail, the invention is illustrated by an exemplary embodiment of a device for the induction heating of liquids in a pipeline, shown in the accompanying drawings, of which:
фигура 1 е блок-схема на устройството за индукционно нагряване на течността в тръбопровод;Figure 1 is a block diagram of an induction fluid heating device in a pipeline;
фигури 2 и 3 са съответно надлъжен и напречен разрез на индукционния нагревател.Figures 2 and 3 are respectively a longitudinal and cross-sectional view of the induction heater.
Пример за изпълнение на изобретениетоAn embodiment of the invention
Устройството за индукционно нагряване на течности в тръбопровод (фиг. 1) се състои от последователно съединени променливотоков изправител 1 и инвертор 2, чийто изход е съе динен с индукционния нагревател 3, а вторият му вход - към изхода на неговия управляващ блок 4. Освен това устройството включва първи термодатчик 5 и втори термодатчик 6, механично закрепени съответно на изходната Ί и входната 8 магистрала на тръбопровода. Двата термодатчика 5 и 6 са включени електрически към двата входа на блока 9 за сравнение на температурите, който с един от своите изходи е свързан с входа на управляващия блок 4 на инвертора 2, а с другия - с входа на управляващия блок 10 на помпа 11. Изходът на блок 10 е съединен към управляващия вход на помпата 11, която е закрепена механично между входната 8 и изходната 9 магистрала на тръбопровода.The device for induction heating of liquids in a pipeline (Fig. 1) consists of a series-connected AC rectifier 1 and an inverter 2, the output of which is connected to the induction heater 3, and its second input to the output of its control unit 4. In addition the device includes a first thermal sensor 5 and a second thermal sensor 6, which are mechanically attached to its outlet and inlet line 8 of the pipeline. The two thermal sensors 5 and 6 are electrically connected to the two inputs of the temperature comparison unit 9, which is connected with one of its outputs to the input of the control unit 4 of the inverter 2 and the other to the input of the control unit 10 of the pump 11 The outlet of unit 10 is connected to the control input of the pump 11, which is mechanically secured between the inlet 8 and the outlet 9 of the pipeline.
Индукционният нагревател 3 се състои от магнитопроводящ цилиндричен съд 12, на чийто противоположни краища има клапани за връзка с основния тръбопровод: в долната част на съда 12 - входен клапан 13, а в горната част - изходен клапан 14. По външната повърхност на магнитопроводящия цилиндричен съд 12 има електроизолационна подложка 15, върху нея е закрепена външна индукционна намотка 16, която отвън е защитена от магнитопроводящ екран 17 и топлоизолационен кожух 18. Вътре в съда 12 на индукционния нагревател 3 са разположени цилиндрични 19 и кръгови 20 разпределители на потока нагрявана течност. Вътре в нагревателя 3, в неговия цилиндричен магнитопроводящ съд 12, е закрепена вътрешна индукционна намотка 21, затворена в херметичен тороидален цилиндричен корпус 22, който има отвътре и отвън електроизолиращи подложки 15. Ако в устройството има две (и повече) вътрешни индукционни намотки 21, затворени всяка в съответен корпус 22 с изолационни подложки 15, то тези намотки са закрепени механично в цилиндричния магнитопроводящ съд 12 концентрично една в друга с междина между тях или една над друга също с междина (непоказано на фигурите).The induction heater 3 consists of a magnetically conducting cylindrical vessel 12, at the opposite ends of which there are valves for connection with the main pipeline: in the lower part of the vessel 12 - an inlet valve 13 and in the upper part an outlet valve 14. On the outer surface of the magnetically conducting cylindrical cylinder 12 has an insulation pad 15, an external induction coil 16 is attached to it, which is protected from the outside by a magnetic conductor screen 17 and a thermal insulation jacket 18. Inside the vessel 12 of the induction heater 3 are cylindrical 19 and circular 20 times. redeliteli flow heated fluid. Inside the heater 3, in its cylindrical magnetic conductive vessel 12, an induction coil 21 is enclosed, enclosed in a sealed toroidal cylindrical housing 22 having inside and outside insulating pads 15. If there are two (and more) internal inductors 21 in the device, enclosed each in a corresponding housing 22 with insulating pads 15, these windings are mechanically secured in the cylindrical magnetic conductive vessel 12 concentrically into each other with a gap between them or one above the other also with a gap (not shown in the figures).
Приложение на изобретениетоApplication of the invention
Действието на устройството е следното.The operation of the device is as follows.
Устройството за индукционно нагряване на течности в тръбопровод в зависимост от приложението си се монтира в система за отопление или в система за снабдяване с топла вода. Устройството се включва към електрическата мрежа 220 V/380 V. Токът постъпва в изправителя 1, който го преобразува в постоянен. Постоянният ток постъпва от изхода на изправителя I към входа на инвертора 2 и се преобразува във високочестотен променлив ток 5 (10-20 KHz). От изхода на инвертора 2 високочестотният ток се подава на индукционния нагревател на течността 3, а именно на външната 16 и вътрешната 21 индукционна намотка, които чрез вихров ток бързо нагряват метала 10 на цилиндричния магнитопроводящ съд 12 и корпуса 22 на намотката 21. От тях се нагряват пръстенните слоеве студена течност и тънките слоеве течност в междините между разпределителите на потока 19 или 20.Depending on its application, the induction fluid heating device in a pipeline is installed in a heating system or in a hot water supply system. The device is connected to the mains 220 V / 380 V. The current is supplied to the rectifier 1, which converts it to a constant. The DC current flows from the output of rectifier I to the input of inverter 2 and is converted to high-frequency alternating current 5 (10-20 KHz). From the output of inverter 2, high-frequency current is supplied to the induction heater of the liquid 3, namely, the outer 16 and the inner 21 induction coils, which rapidly swirl the metal 10 of the cylindrical magnetic vessel 12 and the housing 22 of the coil by swirling current. heat the annular layers of cold liquid and the thin layers of fluid in the gaps between the flow distributors 19 or 20.
Магнитопроводящият екран 17, системата от електроизолиращи подложки 15 и топлоизолационният кожух 18 изпълняват освен изолираща, и енергоспестяваща функция.The magnetic conductive shield 17, the system of insulating pads 15 and the heat-insulating casing 18 perform in addition to an insulating and energy-saving function.
За началното размесване на течността 20 (принудителна конвекция) и за предотвратяване на нейното кипване се включва помпа 11, управлявана от блок 10 в зависимост от сигнала, подаван от блок 9 за сравнение на температурите, получен в него след анализ на сигна25 лите, постъпващи от първия 5 (на входната 7 магистрала на тръбопровода) и от втория 6 (на изходната магистрала 8) термодатчик. След изравняване на температурите на течността в магистралите 7 и 8 помпата 11 се изключва 30 чрез блока 10. По-късно помпата 11 може да се включи при задаване на по-висока температура за нагряване. Същевременно блокът за сравняване на температури 9 изработва управляващо напрежение, пропорционално на темпе35 ратурата на течността във входящия клапан 13.For the initial mixing of the fluid 20 (forced convection) and for preventing its boiling, a pump 11 operated by a unit 10, depending on the signal supplied by the unit 9, is compared to compare the temperatures received therein after analyzing the signals received from the first 5 (on the inlet 7 highway of the pipeline) and the second 6 (on the outlet highway 8) a thermal sensor. After equalizing the fluid temperatures in highways 7 and 8, pump 11 is shut off 30 by block 10. Later, pump 11 can be switched on at a higher heating temperature. At the same time, the temperature comparison unit 9 produces a control voltage proportional to the temperature of the liquid in the inlet valve 13.
Сигнал от блока 9 постъпва към входа на управляващия блок 4 на инвертора 2.A signal from block 9 is fed to the input of control unit 4 of inverter 2.
Сигналът от изхода на блока 4 се подава на втория вход на инвертора 2, който съгласува 40 големината на тока, захранващ намотки 16 и 21 на индукционния нагревател 3, с новия температурен режим. Така се постига стабилизация на температурата в тръбопровода. Потокът нагрята течност постъпва към потребителя през 45 клапана 14. При достигане на зададената температура на течността в контура на тръбопровода консумираната от мрежата мощност на тока в устройството автоматично се понижава до нивото, необходимо за поддържане на ба50 ланса на температурите, задаван от блок 4 в автоматичен режим.The signal from the output of the unit 4 is fed to the second input of the inverter 2, which aligns 40 the magnitude of the current supplying the windings 16 and 21 of the induction heater 3 with the new temperature mode. In this way the temperature in the pipeline is stabilized. The flow of heated fluid enters the user through 45 valves 14. Upon reaching the predetermined fluid temperature in the pipeline circuit, the grid power consumed in the device is automatically lowered to the level required to maintain the ba50 temperature range set by block 4 in. automatic mode.
В зависимост от консумираната топлин на мощност в устройството могат да се включат една или няколко индукционни намотки 16 и 21 и съответно един или няколко разпределители на потока. Устройството осигурява граница на автоматичното регулиране на температурите от +5 до +95°С. За снабдяване с топла вода устройството осигурява бързо нагряване на изразходваната вода при по-малки енергозагуби при директно водоснабдяване или при използване на топлообменник.Depending on the heat input consumed, one or more induction coils 16 and 21 and one or more flow distributors may be included in the device. The device provides a limit of automatic temperature control from +5 to + 95 ° C. For hot water supply, the device provides fast heating of the consumed water with less energy loss in the case of direct water supply or when using a heat exchanger.
Устройството е изпълнено със следната елементна база:The device is equipped with the following element base:
- изправителят 1 е изработен от диоди тип Д-132-40-8;- rectifier 1 is made of diodes type D-132-40-8;
- инверторът 2 - от тиристори тип ТБ;- the inverter 2 - of thyristors type TB;
- термодатчиците 5, 6 - от термистори тип КМТ;- thermal sensors 5, 6 - of KMT type thermistors;
- управляващият блок 4 на инвертора, блокът 9 за сравнение на температури, управляващият блок 10 на помпата - от интегрални микросхеми тип К 140 УД-10 и транзистори КТ 315, КТ 815, КТ 817, КТ 117.- the control unit 4 of the inverter, the unit 9 for comparison of temperatures, the control unit 10 of the pump - of integrated circuits type K 140 UD-10 and transistors KT 315, KT 815, KT 817, KT 117.
В устройството е използвана помпа 11 UPS 25-40 (или 25-60). Цилиндричният магнитопроводим съд 12 с клапани 13, 14, корпусът 20 на вътрешната индукционна намотка 21, разпределителите на потока течност 19, 20 са изпълнени от тънколистна безникелова феромагнитна неръждаема стомана марка “ДИ“.Pump 11 UPS 25-40 (or 25-60) is used in the unit. The cylindrical magnetically conductive vessel 12 with valves 13, 14, the housing 20 of the induction coil 21, the fluid flow distributors 19, 20 are made of thin-sheet nickel-free stainless steel stainless steel brand "DI".
Магнитопроводящият екран 17 е с пориста основа (например стькловлакнеста тъкан), която е пропита с феритова паста марка “2000 НМ”.The magnetic conductive screen 17 has a porous substrate (for example, fiberglass), which is impregnated with a ferrite paste of 2000 Nm.
Индукционните намотки 16, 21 са от меден проводник с 0 3-4 mm2, покрит с изолация тип ПНСДКТ и ПНСДК, импрегнирана с температуроустойчиви лакове.The induction windings 16, 21 are made of copper conductor with 0 3-4 mm 2 , coated with insulation type PNCT and PNC, impregnated with temperature resistant varnishes.
В устройството са използвани електроизолационни подложки 15 от тип “Меканит М-З.The device uses insulating pads 15 of type "Mekanit M-3.
Разработеното устройство отговаря на изискванията за степен на защита в закрити помещения, а по метод на защита от токов удар - на клас 0,1.The developed device meets the requirements for the degree of protection indoors, and by the method of protection against electric shock - to the class 0,1.
Claims (3)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA97063043 | 1997-06-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BG102573A BG102573A (en) | 1999-02-26 |
| BG62869B1 true BG62869B1 (en) | 2000-09-29 |
Family
ID=21689203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BG102573A BG62869B1 (en) | 1997-06-24 | 1998-06-23 | Device for inductive heating of liquids in a pipeline |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| BG (1) | BG62869B1 (en) |
| RU (1) | RU2120703C1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2504927C1 (en) * | 2012-06-19 | 2014-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" | Induction heating device of oil products |
-
1997
- 1997-08-27 RU RU97114777/09A patent/RU2120703C1/en not_active IP Right Cessation
-
1998
- 1998-06-23 BG BG102573A patent/BG62869B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BG102573A (en) | 1999-02-26 |
| RU2120703C1 (en) | 1998-10-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3240384B2 (en) | Fluid heating device | |
| US4417116A (en) | Microwave water heating method and apparatus | |
| US4152567A (en) | Microwave water heater | |
| US20090092384A1 (en) | High frequency induction heating instantaneous tankless water heaters | |
| US20170038156A1 (en) | Induction molten salt heat transfer system | |
| US3053959A (en) | Apparatus and method for heating fluids | |
| RU2400944C1 (en) | Vortex induction heater and heating device for premises | |
| BG62869B1 (en) | Device for inductive heating of liquids in a pipeline | |
| JPH09178103A (en) | Induction type super heated steam generator | |
| CN2916484Y (en) | Frequency-conversion electromagnetic water heater | |
| RU2074529C1 (en) | Induction electric heater for liquid | |
| RU180381U1 (en) | DEVICE FOR INDUCTION HEATING | |
| CN102242960A (en) | Magnetic energy water heater | |
| CN100486393C (en) | Industrial frequency electrical heating method and equipment thereof | |
| CN214223421U (en) | High-frequency electromagnetic water heater | |
| JPH0668993B2 (en) | Low frequency electromagnetic induction heater | |
| RU25136U1 (en) | DEVICE FOR INDUCTION HEATING OF LIQUID MEDIA | |
| RU2044415C1 (en) | Electric water heater | |
| RU2759438C1 (en) | Induction heating device for flow-through liquids | |
| RU2504927C1 (en) | Induction heating device of oil products | |
| RU2694890C1 (en) | Liquid electric heater | |
| RU2095945C1 (en) | Electrode heater of liquids | |
| RU2304369C2 (en) | Induction heating arrangement for fluid medium | |
| CN118555691A (en) | Transformer induction type flowing liquid heating device and heating method | |
| RU177512U1 (en) | SEPARATED INDIVIDUAL HEATER |