Diseño y construcción de un prototipo de calentador de agua por inducción para la empresa Compuengine Cía. Ltda. - Arias Mendoza, Rafael Antonio (2017)
El presente proyecto consistió en el diseño de un sistema de calentamiento de agua por medio de inducción y se validó con un prototipo. Para producir calor por inducción fue necesario generar una señal alterna de alta frecuencia la cual se obtuvo con un inversor tipo E por utilizar un solo transistor de potencia reduciendo el costo del circuito y facilitando el control con una sola señal PWM. Para la elaboración del inductor, de forma experimental se realizaron tres bobinas de cobre con el mismo diámetro y longitud. Utilizando cable sólido AWG 12, cañería de ¼ de pulgada y cable esmaltado multifilar (14 filas calibre 22) respectivamente. Donde se determinó el cable esmaltado multifilar como el material más adecuado para la construcción de esta al brindar mayor inductancia y resistencia eléctrica. Para el control de la potencia se estableció un rango de frecuencias entre 16KHz a 20KHz determinadas por medio de un análisis de elementos finitos en el con el software COMSOL, conjuntamente con la simulación del circuito en Proteus, la frecuencia más baja se limitó a 16KHz por el sobrecalentamiento en el IGBT empleado y la excesiva corriente (mayor a 30 amperios) presente a menores frecuencias. La frecuencia más alta se limitó a 20KHz debido a que con valores mayores, el calentamiento fue relativamente bajo (menor a 30°C). Con las pruebas del prototipo empleando un solo tubo centrado en la bobina, trabajando a potencia máxima con un caudal de 1l/min a la temperatura media de 17°, se obtuvo un incremento de 15°C. Reemplazando el tubo de media pulgada por un serpentín de cuatro tubos de ¾ de pulgada, en las mismas condiciones de trabajo se evidenció un mayor aumento de temperatura llegando a un incremento de 23.5°C de la temperatura de entrada