Indukční vařič

Indukční vařič  - kuchyňský elektrický sporákohřev přímo nádobí obsahujícího železo (a ne hořákem, jako je tomu u klasického sporáku) indukovanými vířivými proudy vytvářenými vysokofrekvenčním magnetickým polem o frekvenci 20-100 kHz .

Konstrukce

Konstrukce desky se skládá z pouzdra, řídicí desky na mikrokontroléru , ke které je připojeno teplotní čidlo a obvod ovládání výkonové části , výkonové části s výkonným usměrňovačem a spínacího regulátoru (obvykle na IGBT tranzistoru).

Regulace výkonu se provádí zpravidla dvěma způsoby: kontinuálně a pulzně [1] . U variabilně frekvenčního sériového invertoru (VFI) to vypadá takto: při maximálním výkonu kamna pracují na nejvyšší frekvenci (obvykle 50-100 kHz), s klesajícím výkonem frekvence klesá. Pod (přibližně) 20 kHz se frekvence nesnižuje, aby se zabránilo vzniku nepříjemného zvuku pro uživatele (frekvenci nad 20 kHz lidé neslyší ). Proto při nastavení výkonu pod výkon, při kterém měnič pracuje na frekvenci 20 kHz, hořák přejde do režimu přerušovaného ohřevu: každých několik sekund se zapíná a vypíná. Čím kratší dobu se zapne, tím méně energie bude (druh pulzně šířkové modulace ).

Indukční sporáky se vyrábí v různých provedeních: jak malá přenosná zařízení se vyrábějí s jedním nebo dvěma hořáky (stolní), tak varné desky určené k zabudování do kuchyňského nábytku a volně stojících stacionárních sporáků.

Vyrábí se také pece s kombinovanou sadou topných těles: některé hořáky jsou indukční, některé využívají topná tělesa .

Nádobí

Pro přímý ohřev musí být nádobí kompatibilní s indukčním ohřevem, protože indukční sporáky mohou ohřívat pouze železný kov , který je blízko povrchu . Takové nádobí musí mít odpovídající označení na obalu a musí mít rovnou základnu se složkou ze železného kovu. K ohřevu nevhodného nádobí z barevných kovů nebo se zaobleným dnem se používají adaptéry: jedná se o kovové platformy, které se ohřívají indukcí a ohřívají nádobu díky svému těsnému usazení. Při jejich použití je ohřev nádobí výrazně menší než při použití vhodného nádobí s podstavcem ze železných kovů. Pro použití woků se zaobleným dnem je nutné použít drahé adaptéry, protože magnetické pole se vzdáleností od povrchu rychle klesá. Pokud je magnet dobře přitahován k dně nádobí, kamna jej budou moci zahřát. Materiál nádobí pro indukční ohřev nemusí mít feromagnetické vlastnosti, je však žádoucí mít vysoký měrný odpor a magnetickou permeabilitu . který je ovlivněn hloubkou kožní vrstvy .

Nádobí kompatibilní s indukcí pro indukční varnou desku lze téměř vždy použít na neindukční varné desky. Některé kuchyňské náčiní nebo obaly jsou označeny symboly, které indikují kompatibilitu s indukčním, plynovým nebo elektrickým ohřevem. Indukční varné desky se dobře hodí ke všem hrncům s vysokým obsahem železa v dně. Litinové pánve a všechny železné nebo železné pánve budou fungovat na indukční varné desce. Nerezové hrnce budou fungovat na indukční varné desce, pokud je dno hrnce vyrobeno z magnetické nerezové oceli. "Celokovová" varná deska bude fungovat s neželezným nádobím, ale k dispozici jsou omezené modely.

Hliník nebo měď samy o sobě na indukčních varných deskách nefungují kvůli magnetickým a elektrickým vlastnostem materiálů. [2] Hliníkové a měděné nádobí je vodivější než ocel, ale hloubka vrstvy je u těchto materiálů větší, protože jsou nemagnetické. Proud teče v silnější vrstvě kovu, naráží na menší odpor, a proto vytváří méně tepla. [3] Běžné indukční sporáky nebudou s těmito pánvemi efektivně fungovat. Hliník a měď jsou však v nádobí žádoucí, protože lépe vedou teplo. Z tohoto důvodu mají „třívrstvé“ pánve často indukčně kompatibilní nerezový plášť obsahující vrstvu tepelně vodivého hliníku.

Na smažení potřebujete pánev se dnem, který je dobrým vodičem tepla, aby se teplo rychle a rovnoměrně rozložilo. Základem pánve bude buď ocelový povrch zabudovaný do hliníku, nebo vrstva nerezové oceli na hliníku. Vysoká tepelná vodivost hliníkových pánví umožňuje rovnoměrnější rozložení tepla po celé pánvi. Nerezové pánve s hliníkovým dnem budou mít po stranách méně tepla než pánve s hliníkovými stranami. Litinové pánve fungují dobře s indukčními varnými deskami, i když mají ve srovnání s hliníkem nižší tepelnou vodivost.

Když se voda vaří, cirkulující voda distribuuje teplo a zabraňuje přehřátým místům. Pro přípravu omáček je důležité, aby dno pánve bylo pokryto dobře tepelně vodivým materiálem, aby se teplo rovnoměrně rozložilo. Pro obtížně uvařitelná jídla, jako jsou husté omáčky, je nejvhodnější hliníkem potažená pánev, protože teplo prochází hliníkem po stranách, což umožňuje omáčku rychle a rovnoměrně ohřát.

Teplo, které se může v pánvi vytvořit, závisí na odporu povrchu. Vyšší povrchový odpor vytváří více tepla při podobných proudech. Jedná se o „skóre kvality“, které lze použít k hodnocení vhodnosti materiálu pro indukční ohřev. Povrchový odpor v tlustém kovovém vodiči je úměrný měrnému odporu dělenému hloubkou vrstvy. Tam, kde je tloušťka menší než hloubka pláště, lze pro výpočet odporu pláště použít skutečnou tloušťku.

Výhody a nevýhody

výhody :

• Zahřátí hořáku nezabere čas (na rozdíl od elektrických sporáků s topnými tělesy) - teplo se uvolňuje přímo v tloušťce nádobí, při daném výkonu okamžitě. V kombinaci s vysokým výkonem hořáků to zajišťuje rychlé vaření vody a rychlejší začátek vaření.
• Jednoduchost vaření, podobně jako u plynových sporáků , díky rychlému zastavení ohřevu po vypnutí a poklesu ohřevu při snížení výkonu.
• Vysoká účinnost (ve srovnání s plynovými sporáky a elektrickými sporáky s topnými tělesy), díky menším únikům tepla a absenci nutnosti zahřívání topných těles a styčných ploch na vysoké teploty pro přenos tepla na nádobí.
• Hořáky se nezapnou, pokud na svém povrchu nenajdou nádobí s magnetickým dnem. Chcete-li zapnout, musíte značnou část jeho plochy pokrýt nádobím (minimální velikost nádobí je uvedena v charakteristikách sporáku). Když vyjmete nádobí, sporák se automaticky vypne.
• Vysoká přesnost udržování teploty nádobí (pokud má sporák vůbec takovou možnost při srovnání sporáků stejné cenové třídy) díky tomu, že teplotní čidlo nádobí neruší jeho teplo od horkého odporového topné těleso nebo plynový plamen.
• Závislost výkonu na síťovém napětí prakticky chybí.
• Povrch indukčních sporáků se zahřívá pouze od nádobí a z tohoto důvodu se příliš nezahřívá, ve vypnutém stavu rychle vychladne, čímž se snižuje riziko popálení.
• Velké množství programů vaření (vzhledem k plynovým sporákům).
• U většiny provedení se hladký skleněný povrch indukčního vařiče snadno čistí od nečistot díky nízké provozní teplotě, protože se na něm extrémně pomalu tvoří zuhelnatělé nebo ztvrdlé zbytky olejů a jiných potravin.
• Neexistuje žádný nepříjemný zápach. V případě použití starých kamen s topnými tělesy dochází k připalování částeček jídla a prachu na jejich povrchu, což je spojeno s nepříjemným zápachem spáleniny.
• Nádobí používané na vnější straně téměř nehoří, protože nejsou horké povrchy a otevřený oheň.
• Někteří výrobci umožňují v nastavení [4] programově nastavit limit celkového výkonu kamen , což umožňuje používat kamna v sítích s nízkým výkonem připojení. V tomto případě bude zahrnutí několika hořáků s vysokým výkonem blokováno softwarem.

nedostatky:

• Požadavky na nádobí. Na takový sporák je vhodné pouze nádobí z feromagnetického materiálu.
• U indukčních vařičů to může vzhledem k jejich nízké setrvačnosti (a funkcím regulace výkonu) při vaření v nádobě s tenkým dnem někdy způsobit nepříjemný efekt „přerušovaného varu“. Špičkové indukční vařiče jsou od toho ušetřeny: používají složitější obvody regulace výkonu, které dokážou ohřívat pokrmy nepřetržitě s téměř libovolně nízkým výkonem.
• Některé indukční vařiče mají společné vysokofrekvenční generátory pro několik hořáků. Když hořáky pracují současně, nemohou topit na maximální výkon.
• Možnou a nepotvrzenou nevýhodou je vliv magnetického záření destičky na jiná zařízení.
• Při provozu na vysoký výkon je slyšet hluk z ventilátorů. Kamna využívají invertor postavený na IGBT spínačích, které se během provozu zahřívají a vyžadují chlazení. Při poruše ventilátoru dojde k přehřátí výkonových spínačů a vypnutí ochrany proti přehřátí, která znemožní jeho další provoz do doby opravy ventilátoru. U levných modelů není rychlost ventilátoru nastavitelná a při provozu na jakýkoli výkon je přítomen hluk.
• Vysoké náklady na opravu v případě poškození výkonových spínačů a dalších součástí měniče, protože ve většině případů je nutná kompletní výměna celé drahé jednotky. V některých případech je možné je opravit, což vyžaduje vysoce kvalifikovaný personál se znalostmi elektrotechniky a elektroniky.

Viz také

• Indukční trouba
• Kuchyňský sporák
• Vířivé proudy

Poznámky

1. ↑ U většiny moderních elektrických kamen s odporovými ohřívači se regulace výkonu provádí změnou pracovního cyklu impulsů (při jakémkoli výkonu kromě plného).
2. ↑ W.C. Moreland, The Induction Range: Its Performance and Its Development Problems , IEEE Transactions on Industry Applications, sv. TA-9, č. 1, leden/únor 1973 strany 81–86
3. ↑ Smythe, William Ralph. Statická a dynamická elektřina . — 3., rev. tisk. New York: Hemisphere Pub. Corp, 1989. - str  . 371 . — ISBN 0891169172 .
4. ↑ Například Bosch tuto funkci nazývá Power management