Выбор и подключение индукционной печи

Введение. Теория Эйнштейна

Рис. 1a. Поглощение фотона Рис. 1б. Вынужденное испускание фотона Рис. 1в. Спонтанное испускание фотона Большой вклад в разработку вопроса о вынужденном излучении (испускании) внёс А. Эйнштейн опубликовав в 1916 и 1917 годах соответствующие научные статьи. Гипотеза Эйнштейна состоит в том, что под действием электромагнитного поля частоты ω молекула (атом) может:

  • перейти с более низкого энергетического уровня E 1 {\displaystyle E_{1}} на более высокий E 2 {\displaystyle E_{2}} с поглощением фотона энергией ℏ ω = E 2 − E 1 {\displaystyle \hbar \omega =E_{2}-E_{1}} (см. рис. 1a);
  • перейти с более высокого энергетического уровня E 2 {\displaystyle E_{2}} на более низкий E 1 {\displaystyle E_{1}} с испусканием фотона энергией ℏ ω = E 2 − E 1 {\displaystyle \hbar \omega =E_{2}-E_{1}} (см. рис. 1б);
  • кроме того, как и в отсутствие возбуждающего поля, остаётся возможным самопроизвольный переход молекулы (атома) с верхнего на нижний уровень с испусканием фотона энергией ℏ ω = E 2 − E 1 {\displaystyle \hbar \omega =E_{2}-E_{1}} (см. рис. 1в).

Первый процесс принято называть поглощением, второй — вынужденным (индуцированным) испусканием, третий — спонтанным испусканием. Скорость поглощения и вынужденного испускания фотона пропорциональна вероятности соответствующего перехода: B 12 ⋅ u {\displaystyle B_{12}\cdot u} и B 21 ⋅ u , {\displaystyle B_{21}\cdot u,} где B 12 , {\displaystyle B_{12},} B 21 {\displaystyle B_{21}} — коэффициенты Эйнштейна для поглощения и испускания, u {\displaystyle u}

— спектральная плотность излучения.

Число переходов d n 1 {\displaystyle \mathrm {d} n_{1}} с поглощением света выражается как

d n 1 = B 12 u ⋅ n 1 d t , ( 1 ) {\displaystyle \mathrm {d} n_{1}=B_{12}u\cdot n_{1}\mathrm {d} t,\qquad \qquad (1)}

с испусканием света даётся выражением:

d n 2 = ( A 21 + B 21 u ) ⋅ n 2 d t , ( 2 ) {\displaystyle \mathrm {d} n_{2}=(A_{21}+B_{21}u)\cdot n_{2}\mathrm {d} t,\qquad (2)}

где A 21 {\displaystyle A_{21}} — коэффициент Эйнштейна, характеризующий вероятность спонтанного излучения, а n 1 , n 2 {\displaystyle n_{1},n_{2}} — число частиц в первом или во втором состоянии соответственно. Согласно принципу детального равновесия, при термодинамическом равновесии число квантов света d n 1 {\displaystyle \mathrm {d} n_{1}} при переходах 1 → 2 должно равняться числу квантов d n 2 , {\displaystyle \mathrm {d} n_{2},} испущенных в обратных переходах 2 → 1.

Достоинства индукционных шкафов

Высокотехнологичные устройства появились на рынке с целью изменить жизнь людей. По сути это те же самые по конструкции и внешнему виду газовые плиты. Отличительными чертами являются дополнительные функции, экономичность и рациональность в использовании.

  • Агрегаты тратят свою энергию конкретно на то, чтобы обогреть предмет, находящийся непосредственно на устройстве. Шкаф не нагревает воздух в помещении, экономно распределяя энергию.
  • Газовые плиты имеют существенный недостаток, который заключается в скорости нагревания. С индукционным шкафом таких проблем не происходит. Поверхность мгновенно включается, нагревается и быстро готовит блюда.
  • Больше возможностей. Духовые индукционные шкафы совмещают в себе сразу несколько устройств. Приборы оснащены набором функций: быстрое приготовление блюд, гриль и размораживание продуктов.
  • Простота в уходе не требует особых усилий. Пища, попавшая на поверхность не пригорает и не оставляет въевшихся пятен. Именно поэтому достаточно протирать поверхность влажной тряпочкой.
  • Блюда, приготовленные в духовом шкафе, получаются здоровыми и малокалорийными. Они подходят для употребления в пищу тем, кто следит за своим рационом.
  • Большинство моделей оборудовано таймером. Самостоятельно можно выставить время или воспользоваться умной системой, которая не переварит или пережарит блюдо, выключившись вовремя.
  • Предусмотрено несколько видов мощностей, которые можно выбирать самостоятельно ровно так же, как и диаметр для емкостей.
  • Существуют как отдельные модели, сочетающие в себе плиту и духовку, так и встраиваемые устройства. Обладателям небольших кухонь рекомендуется пользоваться вторым видом шкафов, вмонтировать их в мебель и не загромождать пространство.
  • Расположить агрегат можно в любом удобном месте. Единственная зависимость шкафа заключается в наличии розетки.
  • Повышенная безопасность. Как только предмет в виде кастрюли, сковороды или сотейника, смещается с конфорки на пару сантиметров, срабатывает автоматический механизм отключения.

Система безопасности

За безопасную эксплуатацию отвечают такие опции:

  1. Аварийное отключение – если температура достигнет критической отметки, прибор прекратит работу, несмотря на установленные параметры.
  2. Самодиагностика – устройство автоматически исследует собственные системы и в случае неполадки выводит сообщение на дисплей.
  3. Защита от детей и случайного нажатия – блокирует панель управления.
  4. Отключение при проливе жидкости – в целях безопасности аппарат прекращает функционирование до устранения лужи.
  5. Индикатор наличия и отсутствия посуды – включится агрегат, только если на участок готовки поместить посуду. А как только кастрюля будет убрана с панели, техника выключится и возобновит работу, когда емкость вернется на место.

Индукционная панель: подключение по шагам

Подключение варочной индукционной панели к сети принципиально не отличается от установки обычной варочной панели, чтобы в этом убедиться, ниже представлена пошаговая инструкция. Рассмотрим, как производится подключение индукционной панели к питающей сети.


Фото: монтаж индукционной панели

Шаг 1. Шнуры питания бывают 2-х видов: трехжильные, ранний вариант, и четырех- жильные, более новый вариант. Для подключения встраиваемой панели, необходимо приобрести шнур питания, который будет соответствовать вашей силовой розетке на кухне.

Шаг 2. Откройте крышку для подключения. Ищите на обратной стороне панели прямоугольник, закрытый металлической пластиной. Отвинтите его при помощи отвертки.


Схема подключения варочной панели

Шаг 3. Соединяем шнур и клеммы.

После удаления задней крышки, нужно найти клеммы прибора. Сначала вставьте кабельный зажим в отверстие. Шнур удерживаем при помощи пластины. Это нужно, чтобы избежать выпадения провода. Затем запустите шнур через кабельный зажим. Пока что винты не затягиваем.


Соединение с клеммами

Шаг 4. Удалить медную пластинку.

Прямо над отверстием нужно найти провода. Если производится подключение индукционной плиты старого образца, то там должно быть три провода, если новую модель, то будет четыре провода: два фазных, один нейтральный и один заземления.

Нейтральная клемма расположена в центре, фазные провода по обе стороны от него, и клемма заземления находится снизу. Перед началом подключения проводов, нужно проверить, есть ли медная перемычка, соединяющая нейтральные и заземляющие провода. Если обнаружили её – просто отсоедините.

Шаг 5. Подключите провода.

Совместите провода с клеммами. Подключение кабеля к панели осуществляют коричневый провод фазы, нейтральным провод синего цвета и желто-зеленый заземляющий провод.

Чтобы подключить провода, нужно будет открутить винты клеммного соединения и установить провод на их место.

Первым производим подключение заземления, это желто-зеленый провод. Затем нейтрали (синий провод). После этого подключаем фазный провод коричневого цвета к одной из двух фазных клемм. Между двумя фазными клеммами устанавливаем медную перемычку, которую мы сняли с нейтрального провода. Данное подключение подходит для квартир, где используется питающее напряжение 220 В. Затяните винты крепление подводящего кабеля.

Проверьте прочность всех соединений, в противном случае не выдержит автомат и понадобится ремонт не только клеммника индукционной панели, но и всей проводки.


Провода для варочной панели

Шаг 6. Затянуть кабель питания.

После подключения проверьте, натянут ли кабель питания, он не должен висеть, но и нельзя его перетягивать.

Шаг 7. Включение индукционной панели.

После подключения кабеля питания и подведения к нему напряжения, включают панель и проверяют ее работоспособность, в соответствии с паспортными данными.

Для правильной работы и удобного управления индукционной панелью используется электронная система управления, в отличие от газовой варочной панели, где регулировка осуществляется механическим поворотом запорного крана. Такое решение довольно удобно и функционально. Можно в реальном времени отслеживать режим каждого варочного сектора панели.

Однофазная сеть 220 В

Этот случай относится в основном к квартирам, в которых хозяин решил, что во время ремонта или просто так стоит установить индукционную варочную панель вместо классической газовой плиты. Причём тут ремонт? Конечно это не является необходимым условием, но в большинстве случаев сеть 220 В не готова принять такой энергоемкий потребитель, и потребуется проложить дополнительный кабель от распределительного устройства до индукционной варочной панели и немного модернизировать распределительный щит.

  1. Во-первых, для индукционки должен использоваться отдельный кабель идущий от распределительного устройства, предназначенный только для этого дела.
  2. Во-вторых, кабель должен иметь поперечное сечение, адаптированное к мощности платы.

В инструкциях для некоторых плит написано, что защита должна быть не менее 30 A и кабель с поперечным сечением 4 мм2. Однако для повышения безопасности проводки лучше использовать защиту 25 A (например, переключатель B25).

Перейдем к вариантам подключения плиты. Следующие схемы подготовлены на основе методов подключения для отдельных моделей, выбранных изготовителем. Перед подключением своей модели всегда проверяйте инструкцию.

Соединение плиты с выходящим кабелем

В этом случае плита представляет собой закрытую коробку из которой выведен кабель, чаще всего 5-проводной. Наиболее распространенными являются:

  • Проводники черного и коричневого цвета – фаза
  • Синие и серые провода – нейтральные
  • Желто-зеленый провод – защитный

Примеры чертежей из инструкции от индукционной панели смотрите выше.

Когда шнур питания имеет неподходящее поперечное сечение

Если шнур питания имеет поперечное сечение 2,5 мм2, его необходимо защитить с помощью переключателя с меньшим номинальным током, например B16. В этом случае стоит покупать индукционную варочную плиту с ограниченным потреблением энергии, чтобы выключатель максимального тока не срабатывал при использовании 3-х или 4-х полей нагрева.

Однако не каждая индукционная плита, когда вы подключаете ее к однофазной слабой проводке, автоматически уменьшает потребление энергии. Если производитель не включил такую информацию в руководство по эксплуатации, следует предположить что если 4 конфорки будут включены в максимальный уровень нагрева, индукционная панель будет потреблять около 7200 Вт энергии суммарно.

Подключение плиты с зажимами вместо проводов

Если модель плиты имеет терминал с клеммами, расположенный в нижней части вместо проводов, его можно напрямую подключить к соединительной коробке.

Безопасность

При работе с печью следует остерегаться термических ожогов и учитывать высокую пожарную опасность прибора. При работе приборов их запрещается перемещать. Особенно предусмотрительными надо быть при установке печей обогрева в жилых помещениях.

ЭМП воздействует и разогревает всё окружающее пространство и эта особенность тесно связана с мощностью и частотой излучения прибора. Мощные промышленные устройства могут воздействовать на металлические детали рядом с собой, на ткани людей, на предметы в карманах одежды.

Необходимо учитывать возможное воздействие таких приборов во время работы на людей с имплантированными кардиостимуляторами. При покупке приборов с индукционным принципом работы необходимо внимательно прочитать инструкцию по эксплуатации.

Что такое индукция и ее принцип

Электромагнитная индукция была открыта еще более ста лет назад. Она позволяет генерировать тепло с помощью высокочастотных токов – данная технология активно применяется для выплавки металлов. Дошла эта технология и до бытовых потребителей – мы можем увидеть ее воплощение на кухне в виде индукционных электрических печей. Индукционные печи позволяют быстро разогревать пищу и отличаются небольшими габаритами. Еще одним достоинством является их продолжительный срок службы.

Индукционный нагреватель представляет собой мощную катушку, на которую подается переменный ток высокой частоты. Внутри катушки помещается металлический сердечник, разогревающийся под действием вихревых токов. Таким образом, никаких привычных нагревательных элементов здесь нет, а тепло генерируется исключительно за счет индукционного нагрева.

Магнитная индукция используется в металлургической промышленности. Здесь она позволяет избавиться от угольных и газовых печей, отличающихся большими размерами. Сегодня в металлургических цехах стоят небольшие индукционные печи, быстро разогревающие металлы и сплавы до высоких температур. Они безопасны для людей и позволяют сократить время, затрачиваемое на переработку металлов.

С помощью индукционной катушки можно быстро нагреть металл до очень высоких температур.

В бытовой сфере магнитная индукция работает в индукционных кухонных печах и в электрических индукционных котлах. В чем заключаются преимущества такого нагрева?

  • Отсутствует прямой контакт между нагреваемым телом и индукционной катушкой.
  • Отсутствие накипи в индукционных котлах, что связано с отсутствием привычных нагревательных элементов.
  • Продолжительный срок службы оборудования.
  • Быстрый прогрев теплоносителей и металлических конструкций.
  • Высокая эффективность оборудования.
  • Безопасность для окружающих.

Электромагнитная индукция греет быстро и очень эффективно – коэффициент полезного действия тех же индукционных котлов достигает 98-99%. Также здесь отсутствует прямой контакт теплоносителя и токоведущих частей, что значительно повышает безопасность оборудования.

Напомним, что в ТЭНовых и электродных электрических отопительных котлах используется прямой контакт нагревательных элементов и теплоносителя.

Сделать индукционный нагреватель воды своими руками не так уж и сложно, как это может показаться на первый взгляд. Многие люди, обладающие познаниями в области электротехники и «прямыми руками», умеючи создают индукционные нагреватели, используемые для обогрева жилых домов. Давайте разберемся, как создаются такие нагреватели и что нам понадобится для самостоятельной сборки оборудования.

Излучение индукционных плит

При разговоре, не о положительных характеристиках индукционной плиты, а об отрицательных характеристиках, то первое что приходит в голову, сильное излучение приготовляемой пищи, которое влечет за собой мутацию клеток в организме. Производители заверяют нас в том, что приготовленная пища на такой плите совершенно не подвергается излучению. Ученые проводящие исследования подтверждают слова производителей, объясняя это тем, что сама по себе сила вихревого электромагнитного поля незначительная. Потоки электромагнитного излучения, при правильном заземлении самой плиты вообще сводятся к нулю. При соблюдении правильного использования индукционной плиты и уходе за ней вы сможете продлить время полезного использования в несколько раз.

Ученые из Швейцарии считаю, что излучение от индукционной плиты может нанести вред плоду в утробе у матери, однако, так говорят и про использование мобильных телефонов и вообще про любое устройство с магнитным излучением.

Конструкция и принцип действия

По техническим характеристикам устройство является частью установки, используемой в металлургической промышленности. Принцип работы индукционной печи зависит от переменного тока

, мощность установки формируется назначением прибора, в конструкцию которого входит:

  1. индуктор;
  2. каркас;
  3. плавильная камера;
  4. вакуумная система;
  5. механизмы перемещения объекта нагревания и другие приспособления.

Современный потребительский рынок располагает большим количеством моделей приборов, работающих по схеме образования вихревых токов. Принцип работы и конструкционные особенности промышленной индукционной печи позволяет выполнять ряд специфических операций, связанных с плавкой цветного металла, термической обработкой изделий из металла, спекания синтетических материалов, очисткой драгоценных и полудрагоценных камней. Бытовые приборы используются для дезинфекции предметов быта и обогрева помещений.

Работа ИП (индукционной печи) заключается в нагревании помещенных в камеру предметов вихревыми токами, излучаемыми индуктором, представляющим собой катушку индуктивности, выполненную в форме спирали, восьмерки или трилистника с обмоткой проводом большого поперечного сечения. Работающий от переменного тока индуктор создает импульсное магнитное поле, мощность которого изменяется в соответствии с частотой тока. Предмет, помещенный в магнитное поле, нагревается до точки закипания (жидкости) или плавления (металл).

Система нагрева

Прежде чем купить индукционный духовой шкаф, надо рассмотреть возможные опции, которые имеют свои плюсы и минусы.

Система нагревания (конвекция) даст возможность готовить блюда на нескольких уровнях, не испортив при этом блюдо. Надо, чтоб индукционные духовки имели достаточное количество режимов нагрева:

  • Обычное приготовление с верхним и нижним нагревом замечательно подойдет для выпекания пирожков или запекания мяса;
  • Быстрое приготовление, где используется верхний и нижний нагрев, а также вентилятор. Таким образом, можно готовить несколько блюд одновременно. Об этом свидетельствуют положительные отзывы потребителей;
  • Ускоренное приготовление с использованием кольцевого нагревателя и вентилятора, дает возможность готовить на трех противнях сразу. Некоторые производители, такие как Bosch, Zanussi классифицируют этот режим с приготовлением пиццы;
  • Размораживание будет возможно, если использовать принцип работы нижнего жара с вентилятором. Так Вы сможете не только размораживать продукты, но и сушить травы, овощи, фрукты, грибы.

Присоединение плиты напрямую

Если необходимо осуществить присоединение ВП без использования вилки и розетки, применяется монтажная коробка. Такой вариант будет уместным в том случае, когда требуется вплотную пододвигать шкафчик к стене. При этом выступающая вилка просто не поместится, а вот распаечная коробка не помешает.

В коробку просто заводится гибкий удлиняющий провод от панели и запрессовывается с помощью гильз к моножильному кабелю, проложенному в штробе. Для этой цели нужно использовать гильзу соответствующую требуемому сечению. Она должна быть предназначенной для большой нагрузки электроплиты. Каждую гильзу необходимо заизолировать. Для этого лучше всего использовать термоусадочную трубку.

Подобный способ монтажа обойдется даже дешевле, поскольку вилка и силовая розетка стоят дороже, чем пара гильз. Что касается монтажной коробки, то она стоит почти как подрозетник.

Подключение через распаечную коробку

Работы по монтажу мощной встраиваемой электроплиты могут занять несколько дней, учитывая необходимость штробления стен для прокладки кабеля и дальнейшей отделки. Не имея в доме собранного электрощита, эту работу лучше сразу доверить электрику, поскольку скрутка к проводу от счетчика неприемлема. Если же присоединение панели заключается только в подключении к ней удлинительного шнура и вилки, то на это понадобиться меньше часа.

Канальные печи индукционной плавки

Такой тип нашел широкое применение в плавильном деле цветных металлов. Эффективно используется для меди и медных сплавов на основе латуни, мельхиора, бронзы. Активно плавят в канальных агрегатах алюминий, цинк и сплавы в составе этих металлов. Широкое использование печей этого типа ограничено из-за невозможности выполнить футеровку, стойкую к разрушениям, на внутренних стенках камеры.

Расплавленный металл в канальных печах индукционного типа совершает тепловое и электродинамическое движение

, что обеспечивает постоянную однородность смешивания компонентов сплава в печной ванне. Использование канальных печей индукционного принципа оправдано в случаях, если к расплавленному металлу и изготовленным слиткам предъявляются особые требования. Сплавы получаются качественными в плане коэффициента насыщения газами, присутствия в металле органических и синтетических примесей.

Индукционные канальные печи работают по типу миксера и предназначаются для выравнивания состава, поддержки постоянной температуры процесса, и выбора скорости разлива в кристаллизаторы или формы. Для каждого сплава и состава литья существуют параметры специальной шихты.

Достоинства

  • подогревание сплава происходит в нижней части, к которой нет воздушного доступа, что уменьшает испарение с верхней поверхности, нагретой до минимальной температуры;
  • канальные печи относят к экономичным индукционным печам, так как происходящее расплавление обеспечивается маленьким расходом электрической энергии;
  • печь имеет высокий коэффициент полезного действия благодаря применению в работе замкнутого контура магнитного провода;
  • постоянная циркуляция в печи расплавленного металла вызывает ускорение плавильного процесса и способствует однородности перемешивания компонентов сплава.

Недостатки

  • стойкость каменной внутренней футеровки снижается при использовании высоких температур;
  • футеровка разрушается при плавлении химически агрессивных сплавов из бронзы, олова и свинца.
  • при плавлении загрязненной низкосортной шихты происходит засорение каналов;
  • поверхностный шлак на ванне не нагревается до высокой температуры, что не позволяет проводить операции в промежутке между металлом и укрытием и расплавлять стружку и скрап;
  • канальные агрегаты плохо переносят перерывы в работе, что заставляет постоянно хранить в жерле печи значительное количество жидкого сплава.

Полное удаление расплавленного металла из печи ведет к ее быстрому растрескиванию. По этой же причине невозможно выполнить быструю перестройку с одного сплава на другой

, приходится делать несколько промежуточных плавок, получивших название балластных.

Выбор места и подготовка отверстия для установки

Логично и правильно поместить индукционную панель над духовкой. Ещё одно рекомендованное место, которое подходит для того, чтобы вмонтировать прибор — пространство над посудомоечной машинкой.

Дальнейшую работу варочной панели обеспечит то, насколько ровно будет установлена её поверхность и как плотно закреплена. Имеет место хорошая вентиляция над ней, благодаря которой она не станет перегреваться. Вытяжка от панели должна находиться на расстоянии не менее, чем 75 см. При этом задняя стенка панели не должна соприкасаться с находящимися рядом вертикальными гранями предметов и между ними должно остаться пространство в несколько сантиметров, как и внизу.

Типы поломок

Виды поломок индукционной плиты бывают как простыми, так и сложными. Например, к причинам частичного включения изделия относятся:

  • Неработающая розетка, в которую подключена индукционная печь. Чтобы удостовериться в этом, в неё включается заведомо работающий электрический прибор.
  • Сгорел питающий провод. Такое иногда случается, если производитель по каким-то причинам установил бракованный кабель. Для проверки используется мультиметр, которым прозванивается каждая жила провода на сопротивление. Ноль на шкале мультиметра свидетельствует о том, что в кабеле есть разрыв. А значит, его придётся полностью поменять. В случае если мультиметра под рукой не оказалось, берётся другой кабель и устанавливаете на место старого с включением вилки в розетку. Заработавшая панель говорит о том, что вы на правильном пути к исправлению поломки.
  • Неработающие контакты. Довольно часто встречаются случаи, когда они подгорают. Для того чтобы это поверить, нужно их разомкнуть, почистить спиртом и заново установить на место.
  • Повреждённый предохранитель. Этот маленький элемент перегорает при скачках напряжения. И если на линии, в которую врезано питание дома, присутствуют скачки напряжения, то, вероятнее всего, это и есть причина неработающего кухонного прибора. В этом случае предохранитель заменяется на новый.
  • Нефункционирующий трансформатор. Это один из важнейших элементов индукционных плит, который отвечает за токи внутри катушек. Его так же, как и все остальные электрические части плиты, проверяют мультиметром на наличие сопротивления. Номинальная величина этого показателя обозначена в паспорте изделия. Если на дисплее мультиметра появился ноль, то между обмотками трансформатора образовалось короткое замыкание. Если «бесконечность», то в цепи появился разрыв.

Читать также: Как выбрать электрическую варочную панель

Ниже приведён список часто встречаемых дефектов индукционных плит, которые сказываются на функционировании прибора.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий