Calentador de agua de paso por inducción electromagnética

Abstract

Resumen: La tecnología del calentador de agua por inducción electromagnética cuenta con sistemas mucho más eficientes y amigables con el medio ambiente gracias al desarrollo de nuevos diseños, los cuales reflejan una notable disminución en su consumo de energía vs la rapidez con que se obtiene el agua caliente. El objetivo de este proyecto es el diseño y construcción de una bobina para un calentador de agua por inducción electromagnética. La finalidad de esta bobina, es ser una alternativa muy eficiente para el calentamiento de agua en el sector industrial. Su funcionamiento está basado principalmente en tres procesos: 1) Un controlador de flujo, encargado del paso de agua que permitirá un sistema continuo y efectivo de un 97%, el cual se obtuvo mediante el teorema de Bernoulli y Pascal; 2) El sistema de conducción de agua, encargado de disipar el calor y mantener el flujo magnético, donde se evaluaron diferentes tipos de materiales, a lo cual se determinó que el acero inoxidable por un excelente conductor de campo magnético con una efectividad del 45% en comparación a otros materiales. Igualmente se realizaron dos prototipos, uno en forma de serpentín y el otro en forma ovalada; por último, 3) El sistema de inducción electromagnética con control de temperatura, encargado de calentar y evaporar el agua mediante el principio de calentamiento por inducción. Llegando a un alcance de 120° grados Celsius en 3 minutos, controlado mediante un sensor de temperatura de resistencia variable y un termostato. Este proyecto fue simulado en el programa Autodesk Inventor y eléctrica 2017, generando una reducción del 25% en los costos de fabricación. Luego de la fabricación de este calentador, se pudo realizar un comparativo con calentadores eléctricos, dando como resultados una eficiencia energética mayor al 22,35% y consumo energético de 45,71%. Lo que genera una reducción del 54,29% con relación a los encontrados en el mercado.

Abstract: The electromagnetic induction water heater technology is much more efficient and friendly system with the environment, thanks to the development of new designs, which reflect a remarkable decrease in its energy consumption vs the speed with which hot water is obtained. This project aim is to design and construct a coil for a water heater by electromagnetic induction. The purpose of this coil is to be a very efficient alternative for water heating in the industrial sector. Its operation is based mainly on three processes: 1) A flow controller, responsible for the passage of water that will allow a continuous and effective system of 97%, which was obtained by the Bernoulli and Pascal theorem; 2) The water conduction system, in charge of dissipating the heat and maintaining the magnetic flow, where different types of materials were evaluated, to which stainless steel was determined by an excellent magnetic field conductor with an effectiveness of 45% in comparison to other materials. Likewise, two prototypes were made, one in the form of a coil and the other in an oval shape; finally, 3) The electromagnetic induction system with temperature control, responsible for heating and evaporating the water by the principle of induction heating. Reaching a range of 153 degrees Celsius in 3 minutes, controlled by a variable resistance temperature sensor and a thermostat. This project was simulated in the Autodesk Inventor and electric 2017 program, generating a 25% reduction in manufacturing costs. After the manufacture of this heater, it was possible to make a comparison with electric heaters, resulting in an energy efficiency greater than 22.35% and energy consumption of 45.71%. What generates a reduction of 54.29% compared to those found in the market.