Diseño de un sistema de transferencia de energía para el calentamiento de agua por medio de inducción
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Date
2017-08
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Publisher
Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi; Unidad Académica de Ciencias de la Ingeniería y Aplicadas; Carrera de Ingeniería Electromecánica
Abstract
En este proyecto de investigación se diseñó un calentador de agua para uso doméstico que sea diferente a los convencionales en el mercado, teniendo como centro de la investigación el uso de imanes de neodimio que serán los generadores de campo magnético, y a través de este campo, aprovechar las corrientes de Foucault o corrientes parásitas, que generan el calor necesario para la transferencia de calor entre el recipiente contenedor y el agua, se determinó al aluminio como el material con mejores características técnicas para la transferencia de calor. Este material será usado en la rueda de aluminio de una pulgada de espesor, la que consta de imanes de neodimio de grado N45 que tienen un nivel de atracción muy alto y a la vez generan un alto campo magnético entre sus polos, alternando su polaridad uno a continuación de otro, al configurarlos de manera circular en la rueda y multiplicando la velocidad de giro, se consiguió calentar la superficie del contenedor de aluminio, que en un minuto bordea los cien grados centígrados. Con un sistema de control adaptado al prototipo, se controla la trasferencia de calor hacia el agua, debido que al mantener al agua en flujo constante se produce una transferencia de calor instantánea que reduce la temperatura final de uso y la eficiencia del prototipo. En el análisis comparativo de los resultados se logró una eficiencia del 65.33 % convirtiéndolo en un equipo muy eficiente en términos de costos. Al final cuenta con un recipiente térmico, el cual mantiene al agua a un nivel de temperatura deseada para el uso, dando como resultado un prototipo de calentador de agua alterno a los comunes.
Description
In this research water heating for domestic use was made which is different of the conventional ones in the market, having as the research center the use of neodymium magnets which will be the magnetic field generators, and through of this field, use the Foucault currents or parasitic currents, that generate the heat needed for the transfer between the container and the water, aluminum was determined as the material with the best technical characteristics for heat transfer. This material will be used in the aluminum wheels with one inch thickness, which consists of neodymium magnets of grade N 49 that have a very high level of attraction and at the same time it generate a high magnetic field between their poles, alternating its polarity one after another, when configuring them in a circular way in the wheel and multiplying the rotation speed, it was possible to heat the surface of the aluminum container, that in a minute this take 100°C. With a control system adapted to the prototype, the transfer of heat is controlled to the water, because maintaining the water in constant flow produces an instantaneous heat transfer that reduces the final temperature of use and the efficiency of the prototype. At the end it has a thermal container, which maintains the water at a temperature level desired for use, resulting in an alternating water heater prototype with the common.
Keywords
INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA, TRANSFERENCIA DE ENERGÍA
Citation
Maldonado Chávez, C. R. (2017). Diseño de un sistema de transferencia de energía para el calentamiento de agua por medio de inducción. Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi; Unidad Académica de Ciencias de la Ingeniería y Aplicadas; Carrera de Ingeniería Electromecánica