Как работает насосная станция для дачи

Насосная станция для дачи

Насосная станция используется почти на всех дачах, где нет центрального водоснабжения чистой водой. Популярность насосных станций обуславливается их автономностью – они самостоятельно включаются для закачки воды в систему водоснабжения дома, поддерживая необходимое давление в системе. Установка насосной станции позволит вам чувствовать себя на даче так же комфортно, как и в квартире: у вас будет работать унитаз, стиральная и посудомоечная машины, вода с хорошим напором будет идти в раковинах и в душе.

Поэтому, давайте быстро разберемся с принципом работы станций, их видами и вариантами схем подключений, а заодно и распишем инструкцию по простой установке типовой насосной станции.

Устройство типовой насосной станции

Типовая насосная станция для дачи состоит из следующих основных деталей:

  1. гидроаккумулятор (гидравлический бак с мембраной);
  2. насос;
  3. реле давления;
  4. манометр;

Устройство типовой насосной станции

Гидроаккумулятор насосной станции

Гидроаккумулятор – это полый бак, внутри которого находится резиновая груша, в которую и поступает закачиваемая вода. На заводе производителя в гидроаккумулятор закачивают воздух под давлением чтобы резиновая груша сжалась. При закачивании в грушу воды, преодолевая давление в баке, она может выпрямиться и даже немного надуться. Из-за этой подвижности объема заполненного водой (груши) обеспечивается защита от гидроудара, т.е. при открытии, к примеру, крана в раковине вода пойдет из него плавно, без резких ударов. Это крайне важно как для самих потребителей, так и для смесителей, запорной и соединительной арматуры.

Важно! Раз в год проверяйте давление в гидроаккумуляторе, и при необходимости подкачивайте обычным автомобильным насосом (ниппель находится под колпачком с торца бака). Давление в гидроаккумуляторе насосной станции должно быть 1,5-2 атмосферы (точнее смотрите в паспорте насосной станции).

Ниппель для закачки воздуха в гидроаккумулятор насосной станции

Объем гидроаккумуляторов варьируется от 1,5 до 100 литров. Чем больше объем бака, тем:

  • реже будут запуски насоса для подкачки воды, а значит меньше износ насоса;
  • больший объем воды можно получить из крана, при внезапном выключении электричества (примерно половина бака).

Мы рекомендуем приобрести для дачи насосную станцию с гидроаккумулятором объемом 24-50 литров, этого будет достаточно для нормальной работы системы при потреблении воды семьей из 3-5 человек.

Насос станции

Насос обеспечивает основную функцию станции – перекачивает воду из одного места в другое. Но как именно они это делают – важный вопрос. В насосных станциях используют следующие виды насосов:

  • поверхностные насосы:
    • многоступенчатые;
    • самовсасывающие;
    • центробежные.
  • погружные насосы:
    • центробежные;
    • вибрационные.

Поверхностные насосы устанавливаются непосредственно в насосную станцию, чаще всего на гидроаккумулятор. Погружные же насосы опускают под воду, и они качают воду в бак на удалении.

Важно! Для безопасности и длительного срока службы насосов вы должны знать и контролировать уровень примесей песка и ила в воде на том уровне, с которого вы планируете ее качать. Данные ограничения должны быть отражены в техническом паспорте насоса.

Сравнение разных типов насосов для насосной станции
Тип насосаГлубина всасыванияНапорКПДУровень шумаУстановкаЭксплуатация
Центробежный насос7-8 мвысокийнизкийвысокийвне дома, удаленносложно: необходимо заливать воду в систему
Многоступенчатый насос7-8 мвысокийвысокийнормальныйвнутри домасложно: необходимо заливать воду в систему
Самовсасывающий насосдо 9 м (до 45 м при наличии эжектора)нормальныйнормальныйнормальныйвнутри домапросто: нет особенностей
Центробежный погружной насосдо 40 мнормальныйнизкийнормальныйв водепросто: нет особенностей
Вибрационный погружной насосдо 40 мнизкийнизкийнормальныйв водепросто: нет особенностей

Характеристики насосной станции

Наши рекомендации таковы: если у вас скважина или колодец с водой глубокого залегания – выбирайте насосную станцию с погружным насосом, к примеру, всем известным трудягой насосом “Малыш”. Такие насосы недорогие и просты в эксплуатации. В противном случае, выбирайте станцию с самовсасывающим насосом – он даст максимум производительности, минимум шума и вашего внимания во время эксплуатации.

Основные параметры выбора насосной станции для дачи

Если вы планируете использовать насосную станцию для канализации, т.е. отвода фекальных и сточных вод, то вам понадобятся специальные установки. Подробно обо всех видах насосов мы писали в статье https://best-stroy.ru/articles/kak-vibrat-nasos_932 – прочитайте, будете специалистом по всем насосам!

Реле давления насосной станции

Реле давления подает сигналы насосу станции начинать и прекращать качать воду в систему. Необходимо настроить реле на граничные значения давления в системе, чтобы оно знало, в какой момент нужно запускать насос, и в какой его остановить. Стандартные значения нижнего давления в системе выставляют на 1,5-1,7 атмосферы, а верхнего на 2,5-3 атмосферы.

Реле давления насосной станции

Регулирование реле давления

Снимите пластиковую крышку с реле давления, открутив плоской отверткой винт крепления. Внутри вы обнаружите две пружины и гайки, сжимающие их.

Запомните две вещи:

  1. Большая гайка отвечает за нижнее давление, а маленькая – за верхнее.
  2. Вращая гайки по часовой стрелке, вы будете увеличивать пограничное давление, на которое будет ориентироваться реле.

Включив насосную станцию (Внимание, соблюдайте технику безопасности!), вы можете оценить значения верхнего и нижнего предела давления, выставленного в реле давления, с помощью манометра.

Манометр

Манометр – это измерительный прибор, показывающий значение давления в системе в настоящее время. Отслеживайте данные по манометру, чтобы регулировать настройки реле давления насосной станции.

Манометр насосной станции показывает давление в системе водоснабжения дачи

Выбираем место на даче для установки насосной станции

Важно заранее, еще перед покупкой насосной станции в магазине, определиться с местом ее установки. Размер места и удаленность от дома или источника воды может сыграть важную роль при выборе агрегата. Есть три варианта установки насосной станции:

  • в непосредственной близости от источника воды (скважины или колодца);
  • непосредственно в помещении дачного дома (подходят только нешумные модели станций);
  • в подсобных садовых помещениях на дачном участке.

Внимание! При любом выбранном варианте, если насосная станция будет эксплуатироваться в зимнее время (при отрицательной температуре воздуха и земли), необходимо прокладывать трубы водоснабжающей системы в землю ниже уровня ее промерзания, а в местах выхода из земли и входа в дом – утеплять. Использование насосной станции в зимнее время может происходить только при ее установке в отапливаемом помещении. Если вы не пользуетесь дачей зимой, до наступления заморозков насосная станция должна быть полностью демонтирована, и перенесена в закрытое помещение. Оставшуюся воду, в последнем случае, необходимо обязательно слить из станции.

Установка насосной станции на даче

Подключить на даче насосную станцию своими руками очень просто. Вооружитесь инструкцией по эксплуатации к насосной станции, парой разводных ключей и необходимым набором фитингов и запорной арматуры и следуйте нашей пошаговой инструкции по установке.

  1. Установите насосную станцию на предназначенное для нее место. С помощью болтов закрепите станцию на месте. Чем надежнее будет закреплена станция – тем меньше будет чувствоваться вибрация и слышен шум ее работы. Лучше производить установку на бетонную или кирпичную основу, так как деревянный настил со временем может прогнить. Рекомендуем также использовать резиновые прокладки между ножками станции и полом, чтобы дополнительно снизить вибрацию станции.
  2. Труба (или жесткий шланг), которая будет подавать воду в станцию должна иметь с одной из стороны обратный клапан. Если ваша насосная станция снабжена погружным насосом, тогда обратный клапан необходимо ставить непосредственно перед входным отверстием в станцию. В другом случае – обратный клапан должен располагаться на трубе со стороны источника, т.е. на ее “подводной” части.

Установка обратного клапана

  1. Для увеличения срока службы насосной станции – перед входным отверстием также устанавливают фильтр грубой или тонкой очистки, чтобы попадающая вода в станцию была уже отфильтрована.
  2. Подключите вводную трубу с установленными обратным клапаном и фильтром к станции, используя соединительные муфты (в комплект поставки станций обычно не входят).
  3. К выходу из станции (малое отверстие) подсоедините трубу или шланг вашего водопровода. Здесь также можно использовать фильтры грубой и тонкой очистки для улучшения качества потребляемой воды.
  4. Да, насосная станция подключена к системе водоснабжения вашей дачи вашими же руками. Давайте устроим системе тест-драйв! Не убирая далеко гаечные ключи, включайте насосную станцию в электросеть. При необходимости затяните сильнее элементы крепления станции и соединения труб.

Успешный запуск насосной станции на даче

Если насосная станция сразу не запускается, то скорее всего в системе много воздуха и мало воды для запуска, а самостоятельно с этим могут справиться только самовсасывающие насосы. В этом случае вам нужно найти сверху насосной станции металлический болт и, открутив его, используя тонкий шланг наполнить систему водой. Возможно вам понадобится повторить эту операцию несколько раз, чтобы насос запустился в штатном режиме.

Принцип работы насосной станции

От устройства насосной станции будет зависеть эффективность подачи воды в дом. Сегодня рынок предлагает два вида насосов: с гидроаккумулятором и с накопительным баком. У каждого вида есть свои нюансы, которые влияют на работу насоса.

Как работает насосная станция

Насос для водоснабжения – это своего рода агрегат, которые обеспечивает водой весь дом. Установка повышает эффективность работы системы водоснабжения в доме и безопасность трубопровода.

Алгоритм работы насоса:

  1. Насос включается. В это время идёт подъём воды из источника;
  2. Вода постепенно заполняет систему устройства и гидронакопителя до достижения предельного значения;
  3. Как только максимальное значение достигнуто – насос выключается;
  4. Вы принимаете душ, моете руки в раковине, умываетесь и соответственно расходуете воду. В этот момент, уровень воды в системе уменьшается;
  5. Происходит подача воды из бака или гидроаккумулятора;
  6. Водяной насос включается, и все действия повторяются заново.

Так работает водонапорная насосная станция. Принципиальная схема подключения автономного насоса со встроенным гидроаккумулятором устроена не сложно. Всё это можно прочитать в инструкции, которая идет в комплекте с насосом. Принцип работы может отличаться от выбранной вами модели. Но отличие будет незначительно, ибо основные принципы во всех насосных станциях одинаковые.

Что входит в устройство насосной станции

Водонапорная башня частного использования в производственных масштабах часто имеет насосные станции. Но они применяются и как бытовая составляющая. Это показывает, что насосы широко используются как и для дачных целей, таки и в более масштабных производствах.

Устройство насосной станции состоит из базовых функций, которые должен выполнять агрегат. В устройство входят следующие составляющие:

  • Водозабор – нужен для подачи воды. Он находится в скважине или колодце. Оснащён водозабор сеткой для фильтрации. Сетка останавливает крупные частицы, которые могут попасть в трубопровод вместе с водой. В этом же месте находится обратный клапан. Он в свою очередь необходим, чтобы остановить обратный ток воды. Это случается, когда давление снижается или сам насос прекращает свою работу;
  • Магистраль всасывания. Это участок между водозабором и насосом;
  • Манометр вместе с реле давления. Центробежный напорный насос разряжает трубопровод, который даёт воду от источника. В это время происходит интенсивный подъем и повышается давления, которые имеет критические показатели. Манометр и реле в это время оптимизируют работу насосной станции. С их помощью устройство включается или наоборот отключается, когда значения достигают критических показателей;
  • Эжектор насосной станции;
  • Резервуары. Их них идёт вода в трубопровод.

Каждый элемент имеет свои функции и каждый элемент важной для единой функциональной работы системы. Поэтому важно покупать проверенные и качественные насосные станции. Лучше приобретать известные марки станций. Так вы обезопасите себя от подделок.

Что надо знать про принцип работы насосной станции с гидроаккумулятором

Гидроаккумулятор – это очень полезная вещь в насосе. Сам принцип работы насосной станции с гидроаккумулятором отличается от насоса, который его не содержит.

Если вы купили насосную станцию вместе с гидроаккумулятором, то перед вами открываются новые преимущества для улучшения системы водоснабжения. Среди них, это возможность поставить гидроаккумулятор рядом с насосом без изменения высоты. Такие насосные станции обладают камерами со сжатым воздухом. Это позволяет регулировать давление, которое может повыситься во время работы насоса.

Гидроаккумулятор позволяет подавать воду по вашим трубам более стабильно, чем насос без него.

Настройка уровня давления позволит влиять на уровень воды, которая поступает в трубы. Конечно же, это огромный плюс. В этом случае вы снижаете вероятность поломки трубоснабжения в вашем доме из-за избыточного давления.

Если у вас стоит выбор, какую насосную станцию покупать: с гидро- или без гидроаккумулятора, то конечно же берите насос с гидроаккумулятором. Так вы обезопасите себя от преждевременной поломки труб. Он поможет снизить давление и не даст вашим трубам разорваться во время прохода воды.

Чем хороша насосная станция без гидроаккумулятора

Насосная станция без гидроаккумулятора стоит на многих дачных участках. Его основное отличие от насосов с гидроаккумулятором, это, как вы правильно могли заметить, отсутствие гидроаккумулятора.

Если у насоса его нет, то, скорее всего, он работает с накопительным баком. Это вторая разновидность насосных станций. Это старая конструкция, но она по-прежнему используется на дачах. Количество воды в баке можно оценить по поплавку, который ставить в бак. Когда объём воды уменьшился до предельных значений, то в этот момент срабатывает датчик. Он в этот момент посылает сигнал, чтобы началась подкачка воды.

Накопительный бак очень большой, поэтому его использует меньше и меньше.

Среди минусов системы можно выделить:

  • Низкий напор воды;
  • Большие размеры бака;
  • Трудность установки;
  • Накопительный бак надо устанавливать выше уровня насоса;
  • При поломке датчика, который сигнализирует о переполнении, вода может затопить дом.

Главным преимуществом такого насоса является низкая стоимость. Гидроаккумулятор стоит не дешево, поэтому без него вы сможете сэкономить деньги.

Насосная станция без гидроаккумулятора с наличием накопительного бака – это прошлый век. Дачники не рекомендуют покупать его, если есть возможность купить насос с гидроаккумулятором. Несмотря на низкую стоимость на такие насосы, вы рискуете затопить свой дом водой. Поэтому, лучше не приобретайте такие насосы.

Как работает насосная станция для дачи (видео)

Устройство и принцип работы насосной станции

Как устроена насосная станция?

С накопительным баком

Устройство насосной станции, где присутствует накопительный бак, на сегодня считается устаревшим, хотя такие варианты еще можно очень часто встретить. Дело в том, что накопительный бак является достаточно громоздкой конструкцией. Напор и количество воды в емкости контролируется поплавком. При снижении уровня воды до заданных величин, срабатывает датчик, который и запускает подкачку. Такая система долгое время была очень популярной, несмотря на целый ряд очевидных недостатков:

  • вода идет самотеком, поэтому низкий напор;
  • большие габариты;
  • сложность монтажа;
  • бак должен быть установлен выше уровня самой станции;
  • если выйдет из строя датчик переполненности, то неизбежен перелив воды в помещение.

С гидроаккумулятором

Устройство насосной станции водоснабжения гидроаккумулятором – это принципиально новый подход в создании автономного водоснабжения. Дополненная реле давления, такая система является самой прогрессивной и характеризуется гораздо меньшим числом недостатков.Посредством реле контролируется верхний предел давления окружающего воздуха, а в гидроаккумуляторе он сжимается под давлением воды. Как только устанавливается нужное значение давления, насос отключается, а снова начнет работать при поступлении сигнала реле о нижнем пределе давления. Если потребление воды небольшое, то насос включаться не будет – в кран будет подаваться вода из бака.

Общая комплектность

Независимо от того выбрана насосная станция с накопительным баком или аккумулятором, кроме одного из этих элементов она будет укомплектована:

  • насосным агрегатом;
  • мембранным напорным баком, ограничивающим число запуска насоса;
  • реле давления;
  • манометром;
  • кабелем;
  • разъемом для подключения;
  • клеммами для заземления.

Разновидности по виду насоса

Со встроенным эжектором

Насосные станции классифицируются по типу рабочего насоса, который может быть с эжектором и без. Принцип работы эжекторных модификаций (со встроенным эжектором) заключается в том, что вода поднимается за счет созданного разряжения. Они имеют более высокую стоимость в сравнении с более простыми моделями, но благодаря особой конструкции способны подавать воду с больших глубин – 20-45 м.Такое насосное оборудование характеризуется высокой производительностью, но работа сопровождается высоким уровнем шума. По этой причине, такая насосная станция должна устанавливаться в подсобном помещении и при возможности за пределами жилого дома. Оборудованию такого типа чаще всего отдается предпочтение при ведении большого подсобного хозяйства и для удовлетворения садово-огородных потребностей.

Устройство и принцип работы насосной станции Такой компактный вид имеет очень производительная станция со встроенным эжектором

С выносным эжектором

Кроме того, потребителям предлагаются насосы с эжектором выносным, который, вместе с двумя трубами опускается в скважину или колодец. По одной трубе вода подается вниз в эжектор, что приводит к созданию всасывающей струи. Такая конструкция заметно проигрывает по сравнению с классическим эжекторным насосом по своим эксплуатационным характеристикам.Такие насосы «боятся» наличия в системе воздуха и песка. Кроме того их КПД значительно ниже. Но зато станция с подобным насосом может без проблем быть размещена в доме, даже, если колодец находится на расстоянии 20-40 метров.

Читайте также:  Как стерилизовать бутылочки в микроволновой печи

Устройство и принцип работы насосной станции Сравнительная таблица рабочих параметров насосной станции с выносным эжектором на примере моделей Pedrollo для дачи

Безэжекторные конструкции

При оснащении насосной станции оборудованием без эжектора всасывание воды выполняется по другой схеме. В этом случае ключевая роль принадлежит специальной многоступенчатой конструкции, относящейся к гидравлической части. Подобные насосы работают фактически бесшумно и с меньшим энергопотреблением.В данной статье мы отразили лишь основные варианты устройства классической насосной станции. Именно подобные конструкции можно чаще всего встретить в частных домовладениях. На самом деле насосов, на базе которых и собираются станции, существует огромное количество. Каждый может самостоятельно собрать такое оборудование с учетом собственных возможностей и потребностей.

Типы гидроаккумуляторов

  1. Закрытый.
  2. Открытый.

Под закрытым подразумевается овальная емкость, в которой имеется резиновая диафрагма, создающая давление в системе. Такое устройство обойдется дороже. Обо всех особенностях этого аппарата говорилось выше.

Что касается открытого гидроаккумулятора, то он очень требователен при эксплуатации, но зато в установке проще. Сделать его вполне реально своими руками. Суть назначения та же, что и у водонапорной башни.

Открытый ГА монтируется преимущественно на высшей точке.

Важно знать! Чтобы в системе с открытым ГА создать давление до 0,7 бар, его следует установить на высоте 7 метров.

Если не соблюсти это требование, то система дополнительно оснащается насосами, что приводит к ее удорожанию и усложнению.

Типы и виды, особенности подключения

Основная рабочая часть этого оборудования — насос. Именно его тип определяет их основные технические характеристики. О насосах и пойдет речь.

Поверхностные и погружные

Большая часть станций, поставляемых с заводов в собранном виде, оснащены поверхностными насосами. Они установлены на одной раме с гидроаккумулятором и группой контроля. К насосу подключается трубопровод, который опускается в источник — колодец, скважину и т.д. Этот вариант хорош тем, что его можно использовать в узких скважинах — диаметр трубы может быть от 32 мм, что даже для самой узкой скважины нормально. Но поднимать воду такие системы могут с глубины порядка 7-10 метров.

Схема водоснабжения частного дома с насосной станцией с поверхностным насосом

При установке такого оборудования на конце подающего трубопровода, погруженного в воду, обязательно устанавливают фильтр и обратный клапан. Фильтр (сетка) обязателен, так как насосы требовательны к качеству воды, а обратный клапан не дает воде стекать в то время, пока не идет подкачка. Без этих двух частей система работает неэффективно.

Если скважина глубокая, необходим погружной насос или установка с выносным эжектором. В этом случае эжектор опускается в скважину или колодец, к нему подключаются два шланга. Остальное оборудование стоит на поверхности. При такой системе вода может подниматься и с глубины 40-45 метров.

Насосная станция с внешним — погружным эжектором позволяет достать воду из глубоких колодцев или скважин глубиной до 40-45 м

Недостаток этой системы в том, что она не любит присутствия воздуха в трубах (шлангах), из-за чего запуск системы — хлопотное и отвественное мероприятие.

Тихие и шумные

Отличается еще и внутренняя конструкции насосов. От их строения зависит уровень шума при работе.

  • Вихревые. Всасывающее усилие создается за счет лопастей внутри корпуса. Эти насосные станции водоснабжения для дома бесшумные или очень тихие, но поднимать воду они могут только с небольшой глубины. Их можно и нужно ставить в жилых домах: они очень не любят изменения температур, а при замерзании выходят из строя.
  • Центробежные насосы шумят при работе сильно, но качают воду с приличных глубин и могут работать при разных температурах, потому могут устанавливаться в специально оборудованных приямках.

Как провести воду из колодца или скважины в дом, читайте тут.

Правила установки насосной станции

Для работы насосной станции обязательно электропитание. И это — один из основных критериев при выборе места установки: нужно или станцию ставить там, где есть электропитание, или тянуть линию туда, где стоит станция. Но нужно учесть еще целый ряд факторов:

  • Ставить оборудование нужно с учетом расстояния, на которую может подаваться вода.
  • Если планируется зимнее использование системы, то помещение, в котором устанавливается оборудование, должно быть теплым — станции не выносят заморозки. Одновременно в нем должна быть хорошая вентиляция, чтобы не скапливался конденсат.
  • Если насос сильно шумит, а установить его удобнее в доме или рядом с ним, его нужно заключить в звукоизолирующий короб.

Иногда самым лучшим выходом является строительство кессона — небольшого помещения, которое устраивают примерно на глубине 2,5 м. Если водозабор идет из скважины, то обсадная труба срезается чуть выше дна кессона. В скважину погружается насос, который подает воду в гидроаккумулятор.

Оборудование устанавливается ниже глубины промерзания грунта, что предотвращает его замерзание: внутри удерживается плюсовая температура. Удобно тогда и трубы прокладывать ниже глубины промерзания, и выводить их уже под домом, в теплой незамерзающей зоне и подавать воду в гребенку.

Схема установки станции для водоснабжения частного дома в кессоне

Если для дома устройство кессона — оправданные расходы, то для дачи — вряд ли. Тогда делают упрощенный вариант — строят небольшой ящик или делают приямок и там ставят оборудование на весенне-летний период, на зиму забирая его в отапливаемое помещение.

Многоликая микроволновка: готовит пищу, излучает . мифы

В статье рассмотрена конструкция микроволновой печи и механизмы нагрева пищи. Показана полная несостоятельность слухов о вредном воздействии микроволновок на человека и продукты.

СВЧ-печи, или микроволновки, стремительно вошли в наш быт. Хозяйки быстро оценили их удобство – несколько десятков секунд, и разогретые блюда можно подавать на стол. Кулинарные рецепты, и даже книги, ориентированные на использование микроволновой печи, стали обменной валютой в среде домашних кудесниц-кулинаров.

Сразу появились слухи о чрезвычайной вредности СВЧ-печей для продуктов и хозяек. Средство борьбы было найдено почти сразу: “проверенные” на мониторах компьютеров и телевизоров, кактусы и прочие колючие представители домашней флоры перекочевали на кухни, защищая своих хозяек от пагубного воздействия нового “чуда” бытовой электротехники.

Неоднократные заверения производителей и экспертов о полной безопасности подобных изделий не смогли убедить представительниц прекрасного пола, на плечах которых лежит тяжесть обеспечения семьи вкусным питанием. Нет доверия и мужьям. Особенно достается тем, чья профессия связана с электричеством или техникой.

Выслушав заверения о полной безвредности микроволновки, вам в ответ сообщают, что подруга (вариант: друг подруги) читали, или им по секрету сообщили шокирующие подробности пагубного воздействия печки на человека или пищу.

Апеллировать в таких случаях к здравому смыслу и мнению официальных органов бесполезно. Здравый смысл (не путать с практичностью) редко присутствует у наших избранниц. Видимо, при выборе спутниц жизни у нас, по молодости, эта черта не фигурировала в перечне приоритетных. Все-таки попробуем сделать попытку разобраться с вредностью микроволновок и, заодно, проверить справедливость пословицы на счет дыма без огня.

Конструкция и схема микроволновки достаточно проста, чего нельзя сказать о механизмах распространения СВЧ-колебаний и их поглощении продуктами питания.

Печь состоит из высоковольтного источника питания (трансформатора) и магнетрона – генератора высокочастотных колебаний. Согласовать излучение магнетрона непосредственно с объемом печи сложно, поэтому колебания генератора подводятся к рабочему объему печи с помощью волновода.

Назначение остальных элементов для темы нашего разговора не столь важны: это защитный концевой выключатель для блокировки дверцы, вентиляторы охлаждения магнетрона, механический или электронный таймер, регулятор мощности микроволновки. Работают печи на частоте 2450 МГц, чтоб не сознавать помехи в диапазонах локационных станций и каналах связи.

При работе печи СВЧ колебания распределяются по объему крайне неравномерно, разогреваемые продукты тоже имеют сложную форму. Для равномерного отбора мощности от СВЧ-тракта в печах используют поворотную платформу, которая вращается двигателем.

Посмотрим теперь, какие шансы у СВЧ-излучения покинуть пределы микроволновки. Корпус печи изготавливают из листового металла, покрытого эмалью (дорогие модели) или краской (бюджетные печи).

Во внутреннем объеме печи излучение распространяется по всему пространству, контактируя с металлическими стенками. При этом в тонком слое металла (менее 10 микрон) наводятся вихревые токи (Фуко), которые вытесняют излучение из объема металла. Это известное в радиотехнике явление называется скин-эффектом. Благодаря скин-эффекту у излучения практически нет шансов покинуть пределы печи.

Передняя дверца часто изготавливается из жаростойкого стекла, имеющего: или металлическую защитную сетку, или полупрозрачное проводящее покрытие. Поэтому проникнуть наружу через переднюю дверцу СВЧ-излучение тоже не сможет.

Международные санитарные нормы для бытовых высокочастотных изделий очень жесткие. Мощность СВЧ-излучения на расстоянии 5 см. от поверхности печей не должна превышать 5 милливатт. Практически все высокочастотные бытовые изделия, включая самые дешевые, с легкостью укладываются в это требование.

Теперь о вреде пищи, приготовленной в микроволновке. Отбор энергии высокочастотных колебаний и превращение их в тепло происходит двумя путями. Первый – это уже упомянутые выше вихревые токи и скин-эффект. Те продукты, которые содержат много воды, обладают достаточно высокой проводимостью. Возникающие вихревые токи нагревают пищу. Но глубина проникновения СВЧ-колебаний ограничена 5-15 мм. Более глубокий нагрев происходит за счет обычной теплопередачи.

Другой механизм связан с нагревом на молекулярном уровне. Многие вещества обладают дипольным моментом (ассиметричность молекул). Аминокислоты, жиры, белки и, особенно вода, имеют дипольное строение молекул. Под воздействием внешнего высокочастотного электромагнитного излучения, дипольные молекулы начинают перемещаться с частотой 2450 МГц, рассеивая в виде тепла энергию поля. Но никаких разрушений или расщеплений молекул при этом не происходит!

Поэтому страшилки об опасности возникновения рака за счет возникновения активных радикалов (обломков) молекул пищи, не имеют под собой ни малейшего основания. Диетологи наоборот делают заключение о полезности приготовления пищи с использованием СВЧ-печей. По вкусовым качествам и количеству сохраняемых питательных веществ и витаминов она аналогична пище, приготовленной на пару.

Так значит, микроволновые печи совершенно безопасны в использовании? Конечно, нет! Они опасны, как и всякий электроприбор. Стандартные предостережения по использованию СВЧ-печей обычно приводятся в инструкциях по эксплуатации. Хочется обратить внимание только на одну особенность, которой хозяйки часто пренебрегают.

Микроволновки ни в коем случае нельзя включать пустыми, или разогревать пищу весом менее 200-300 грамм. В таких случаях срок службы магнетрона (самой дорогой детали печки) резко снижается. Производители часто наклеивают надпись на печи: «Нельзя гонять пустой!». Но, к сожалению, на английском языке, поэтому ее игнорируют. В остальном, печи ничуть не опасней привычных устройств приготовления пищи. В заключение, вам приятного аппетита, а мужчинам – успехов на тернистом пути просвещения подруг!

18 удивительных фактов о микроволновках

Микроволновка была изобретена случайно

Этот факт не оспаривают, но существуют две версии, как произошла случайность. Идея использования СВЧ-излучения для разогрева продуктов возникла у американского инженера Перси Спенсера, специалиста по радарам, из компании Raytheon. Якобы он стоял около магнетрона и обнаружил, что шоколадный батончик в его кармане растаял. По другой версии, Спенсер специально испытывал магнетрон на предмет разогрева продуктов: разогрел с его помощью бутерброд. Вероятность второго случая выше, потому что магнетрон не мог заставить шоколад растаять и при этом никак не повредить человеку. Так или иначе, именно Спенсер изучил возможности микроволн для разогрева пищи и запатентовал микроволновую печь.

Первая СВЧ-печь была высотой с человеческий рост

Высота агрегата была около 170 см, ширина – около метра, весила она более 300 кг. В 1947 году, когда первая микроволновая печь Radarange появилась а свет, ни у кого не было и мысли, что эту штуковину можно будет использовать в домашнем хозяйстве.

Первые микроволновки использовались в армии

В армии США, где и была изобретена СВЧ-печь. Первая модель появилась в 1947 году и вплоть до 60-х ее модификации устанавливали в армейских подразделениях, чтобы быстро разогревать большое количество еды для солдат.

Первая СВЧ-печь стоила бешеных денег

А именно – 5000 долларов США. Эксперты подсчитали, что в 1950-м году доллар был почти в 9 раз дороже доллара в наши дни. Первая модель для домашнего использования появилась в начале 60-х и стоила уже 500 долларов.

Микроволновые печи используются в промышленности

Сфер применения промышленных СВЧ-печей очень много: сушка и разморозка больших партий продуктов, плавление пластмасс, разогрев клеев, обжиг керамики и т.д.

В СССР делали микроволновки

Производство так и не стало массовым, и стоили первые советские модели сопоставимо с западными. Цена 350 рублей была запредельной для советских семей. В начале восьмидесятых микроволновые печи стали выпускаться сразу несколькими предприятиями – в том числе, легендарным заводом ЗИЛ, первое упоминание о производстве бытовых микроволновок в СССР относится к 1978 году.

Микроволновые печи абсолютно безопасны для здоровья

Микроволны — это всего лишь электромагнитное излучение сверхвысокой частоты, оно заставляет дипольные молекулы быстро вращаться, задевая другие молекулы и заставляя их двигаться быстрее, увеличивая их температуру. «Самые распространенные дипольные молекулы в пищевых продуктах — это молекулы воды, и СВЧ-излучение в основном нагревает именно воду», – объясняет физик Дмитрий Мамонтов. – «И единственный эффект, который микроволны оказывают на еду, — это обычное нагревание».

Умные микроволновые печи умеют готовить на автомате

Во многих современных моделях – преимущественно инверторных, есть автоматические программы приготовления: нужно просто ввести вес и тип продукта, и прибор сам рассчитает нужное время приготовления или размораживания. А бывают и более сложные алгоритмы: печка сама определяет, в каком режиме готовить (микроволны – с автоматическим выбором уровня мощности, микроволны плюс конвекция, плюс гриль, плюс пар – и т.д.).

Инверторные микроволновки лучше не инверторных

Только ценность инверторной технологии не в том, что пища становится более здоровой, как могут объяснять нам маркетологи и продавцы. Инвертор – преобразователь постоянного тока в переменный и обратно, он управляет мощностью в процессе приготовления: в начале она максимальная, но постепенно снижается до минимальной, и блюдо прогревается более равномерно, не пересушивается. Кроме того, инверторные печи имеют больший полезный объем камеры и меньший вес из-за отсутствия в конструкции трансформатора. Все это важно, если СВЧ-печь нужна вам для готовки, а не только для разогревания и размораживания (хотя размораживают инверторные печи тоже лучше – равномернее).

LG NeoChef: инверторная микроволновая печь

В микроволновой печи можно приготовить эспрессо

Есть несколько моделей гейзерных кофеварок для приготовления эспрессо в СВЧ. Одна из них – миниатюрная кофеварка Piamo производства Германии, другая – итальянская модель Mamy. Принцип работы устройства совершенно такой же, как и в обычной кофеварке гейзерного типа, просто все детали этой малышки выполнены из материалов, пригодных для использования в СВЧ.

Микроволновая печь обезвреживает губки для посуды

Губки для посуды – рассадник бактерий, в том числе, болезнетворных, как их ни промывай. НО стоит на минуту поместить губку в микроволновку и выставить мощность 700-800 Вт, все: происходит денатурация белков и микроорганизмы погибают. Кстати, та же самая денатурация белков происходит и при термической обработке продуктов.

Микроволновка может заменить духовку

Если это современная модель с конвекцией и грилем или просто с конвекцией, то, по сути, это уже не микроволновка, а небольшая духовка. Режим конвекции можно использовать и вместе с режимом микроволн, и отдельно, в комбинации с ТЭНами. В некоторых моделях даже дверца открывается сверху вниз, как в духовых шкафах.

Микроволновка может заменить пароварку

Контейнер-пароварку из пластика можно купить для любой микроволновки – это будет дешевле, чем покупать пароварку отдельно. Но есть модели, в которых пароварка входит в комплект, например, от Whirlpool.

Микроволновка может заменить водяную баню

«Растопите шоколад и сливочное масло на водяной бане» – эту рекомендацию содержат все рецепты брауни, ганашей для пирожных макарун и прочих изысканных десертов. СВЧ в помощь, это быстрее и требует меньше посуды.

В микроволновке прекрасно получается бисквит

Причем готовить можно непосредственно в той же посуде, в которой вымешивалось бисквитное тесто, главное, чтобы она не была металлической: стеклянная или пластиковая идеально подойдет. Именно поэтому так популярны в Интернете рецепты маффинов и кексов в чашках. Пять минут – и готово.

В микроволновке отлично выходят яйца-пашотт

Все знают, что яйца в скорлупе нельзя готовить в СВЧ – это выяснил еще Перси Спенсер во время первых опытов с магнетроном. А вот без скорлупы – прекрасно получаются: яйцо нужно готовить в воде в специальных формочках-пашоттницах или, при определенном навыке, просто в миске с водой. Но тогда по одному.

Микроволновка может освежить черствый хлеб

Стоит лишь немного сбрызнуть его водой и положить на минуту в камеру СВЧ, вставив половинную мощность. Точно также можно разморозить замороженный хлеб – например, тостовый.

Читайте также:  Как правильно проложить канализацию в частном доме: общая разводка

В микроволновке за секунды можно сделать мыльное облако для ребенка

Дно микроволновки лучше застелить бумагой для выпечки, на нее положить кусок обычного мыла и на несколько секунд включить полную мощность. Мыло превратится в пушистое облако, с которым можно сделать массу всего интересного: взять с собой в ванную, покрасить разными красками, разорвать на несколько кусочков, из которых слепить новые маленькие мыльца в формочках. Роль пушистого снега мыльному облаку тоже под силу.

Как работает микроволновка — принцип работы СВЧ и магнетрона

Микроволновая печь, более известная как микроволновка – полезный кухонный прибор, который в разы упрощает повседневную жизнь. Имея ее в своем арсенале, не придется подолгу возиться на кухне, подогревая пищу. Микроволновую печь еще называют СВЧ-печью.

Задача этого бытового электроприбора – быстрое приготовление или быстрый подогрев приготовленной пищи, размораживание продуктов. Если сравнивать с классической печью, например, духовкой, микроволновка разогревает продукты не с поверхности, а по всему объему.

Микроволны, глубоко проникая практически в любую пищу, в разы сокращают время разогрева. В статье пойдет речь о принципе работы и устройстве этой техники, незаменимой на кухне.

Принцип работы микроволновой печи

Чтобы разобраться с этим, необходимо немного вводных данных. Большинство продуктов питания в своем составе содержат следующие вещества: соли, жиры, сахар, воду. Чтобы микроволны «работали», то есть грели пищу, в продуктах должны быть дипольные молекулы.

С одной стороны у них положительный электрический заряд, с другой – отрицательный. В пище этих молекул достаточно – это жиры и сахар, но главный диполь – молекула воды.

В овощах, мясе, фруктах и рыбе содержится большое число дипольных молекул, количество которых достигает миллионов. Если электрического поля нет, молекулы располагаются в хаотическом порядке.

При наличии электромагнитного поля, они начинают «выстраиваться»: «плюс» направлен в одну сторону, «минус» в другую. Когда поле меняет полярность, молекулы «разворачиваются» на 180 градусов.

В СВЧ-печах микроволны имеют частоту 2450 Мгц. 1 герц = 1 колебанию за секунду. Мегагерц – миллион колебаний. Полярность меняется дважды за один период волны.

Когда на продукты воздействует микроволновое излучение, молекулы в них начинают вращаться чаще, буквально стираясь друг о друга. При этом выделяется тепло, которое и служит источником нагрева продуктов.

Но, тепло «идет» дальше – включается физика теплопроводности. Отсюда же следует совет: если нужно разогреть большой кусок мяса, лучше выставить микроволновую печь на среднюю мощность. Так он прогреется лучше, хоть на это и уйдет больше времени. Тепло из наружных слоев начнет проникать внутрь.

Аналогично дела обстоят и с супами: их лучше периодически вынимать из печи и перемешивать, помогая теплу пробиться внутрь.

В выпускаемых сейчас моделях печей может быть функция «Двойного излучения» — это говорит о раздвоенном источнике излучения. Благодаря этому разделению продукты прогреваются равномернее, а СВЧ-печь имеет повышенный КПД.

Схема СВЧ печи

Наглядным примером послужит модель микроволновки Samsung RE290D. Принципиальная электрическая схема поможет понять, как работают печи от любых производителей. Отличаться они могут разве что специфическими модификациями. Сама схема представлена на фото.

В левой части заметно, что заземляющий контакт вилки соединяется с корпусом, а тот подключен от средней точки конденсаторной развязки фильтра, снижающего помехи высокочастотного излучения.

В области входа питания находится предохранитель плавного типа – FU1. Для проверки его состояния пользуются электрическими методами – прозванивают цепь мультиметром, работающим в режиме омметра.

Чтобы магнетрон – источник излучения, начал «работать», контакты исправности дверцы размыкаются, а все остальные – замыкаются. Если их отключить, причем любой, то с высоковольтного трансформатора снимется питающее напряжение.

В схеме есть термические предохранители-датчики (2 шт.), которые, в зависимости от температуры корпуса магнетрона и рабочей камеры, размыкаются и замыкаются. У первого – периодическая работа. Он защищает магнетрон от перегрева. Второй срабатывает, если неисправен вентилятор или засорились вентиляционные отверстия.

Контакт страхующего реле обеспечивает подключение электродвигателей таймера и охлаждающего вентилятора. Если предохранитель «Monitor Fuse» перегорит, обмотка реле выходит из строя.

Переключатель, отвечающий за выбор мощности, находится на таймере. Он, следуя алгоритмам, снимает напряжение со схемы магнетрона.

Его задача – ограничение импульса, вызванного разрядом конденсатора (он может получить заряд до того, как включится). Это обеспечивает плавный запуск микроволновой печи.

Силовая схема этой печи от Самсунг проста для тех, кто в этом разбирается. Главное различие в СВЧ-печах – электронные блоки, с разной конструкцией и функциональными возможностями.

Устройство микроволновки

Внутри микроволновки есть несколько обязательных деталей, поэтому не лишним будет знать, какова их роль. Внутреннее строение имеет следующую конструкцию: металлическая камера, в которой происходит нагрев пищи и дверца, предотвращающая выход излучения наружу.

Чтобы продукты питания разогревались равномернее, для этого в камере предусмотрен вращающийся столик, работающий от мото-редуктора (мотора). Но есть и другие ответственные детали.

Блок управления

Панель управления бывает:

  • механической;
  • электронной.

Блок управления поддерживает заданную мощность и выключает устройство по истечении заданного времени.

Внутри электронного блока – микроЭВМ с богатым потенциалом, поэтому в ходе производства печей ему находят другое применение. Например, встраивают часы или отрывки мелодий, которые сигнализируют об окончании работы.

Сама схема устроена по-разному. Простейшая представляет собой круговые регуляторы, один из которых – таймер. Бывает и гибридная система – с кнопками. Она, по сравнению с «механикой» более функциональна.

Все чаще встречается блок управления в виде сенсорной панели. Принципом работы она аналогична механическим кнопкам, только надежнее. Продвинутые схемы поддерживают «программирование» — настраивается мощность и время выдачи излучения.

Блок генерации СВЧ излучения

Это «сердце» микроволновой печи. Выглядит элемент как вакуумная лампа, которую можно было встретить в старых кинескопных телевизорах.

Блок генерации включает не единственный СВЧ-источник. Чтобы волны поступали в рабочую зону печи, в ней предусмотрены волноводы. Расположены они за слюдяной пластиной, которая «прячется» за боковой стенкой.

Системы основной и вторичной защиты

Контрольные датчики следят за тем, чтобы ключевые электронные и аппаратные части работали исправно, а не в аварийном режиме. Их функция – обеспечение безаварийной работы микроволновой печи и предотвращение опасных сбоев.

Чтобы защитить человека от воздействия микроволн, в СВЧ-печах есть запорный механизм, состоящих из нескольких выключателей:

  • Primary Switch;
  • Secondary Switch;
  • Door Switch;
  • Monitor Switch.

Задача дверного (door) выключателя – блокировать работу реле регулировки мощности. Устанавливается он преимущественно в технике с электронным блоком управления.

Функции микроволновки

Микроволновую печь большинство используют просто для нагрева пищи. Но эта техника способна на большее. С ее помощью можно даже готовить шашлык, курицу-гриль, выпекать картошку и так далее.

Единственное, режим «гриль» требует мощности в 1500 Вт, значит света «тянуть» печь будет немало. Да и магнетрон – блок, генерирующий излучение, не вечен.

Поэтому, чем реже пользоваться печью, тем дольше она прослужит. Сейчас редко кто полностью отказывается от традиционных плит в пользу микроволновок.

Перечь функций, доступных в СВЧ-печах и их назначение:

  • подвижный гриль. Позволяет менять угол наклона. Те, кто предпочитает курицу-гриль, выбирают печи с этой функцией;
  • конвекция. Обдув продуктов питания горячим воздухом. Как заявляют производители, эта функция предназначена для выпекания. Правда, модели печей с нею дорогие, тяжелые и громоздкие. Неудивительно, так как сзади техники ставится немаленький вентилятор, нагнетающий воздух;
  • биопокрытие. Иначе – керамическое покрытие, хотя производители именуют их по-разному. Его преимущества: стойкость, прочность, биологическая инертность (микробы не будут размножаться внутри печи, даже если долго ее не мыть). Чем дороже модель микроволновки, тем «навороченней» в ней покрытие;
  • автоприготовление. Это функция, встречающаяся в технике компании LG. Есть программы, полностью автоматизированные, предназначенные для готовки определенного блюда. К примеру, готовится каша. С этим режимом остается только выбрать вес продукта, а мощность и время зададутся автоматически;
  • размораживание. Все просто – печь работает на минимальной мощности, необходимой для разморозки продуктов;
  • Intellowave. Система, позволяющая равномерно прогреть еду, например, большой кусок мяса. Встроенные датчики «наблюдают» за отдельными участками продукта, определяя температуру поверхности и регулируя мощность;
  • подача пара. Дополнительная возможность, предотвращающая пересушивание пищи в ходе приготовления;
  • проветривание рабочей камеры. Полезно, если хочется, чтобы новое блюдо не пропиталось оставшимися запахами.

Что такое магнетрон

Магнетрон в микроволновке – это элемент, генерирующий высокочастотное излучение в рабочей камере. Излучаемые электромагнитные волны воздействуют на молекулы, содержащиеся в пище, из-за чего она разогревается. То есть для подогрева не требуется внешнее тепловое воздействие.

Именно по этой причине температура в микроволновках не превышает отметку в +100 градусов Цельсия. Магнетрон – основная деталь, которая иногда выходит из строя. Ее можно заменить на новую, но для этого учитывается полная совместимость по мощности, частоте, расположению клемм.

Принцип работы магнетрона

Микроволновая печь работает так: она преобразует электроэнергию в высокочастотное электромагнитное излучение. В результате, молекулы воды, содержащиеся в пище, начинают «двигаться», что приводит к разогреву. Устройство, генерирующее микроволны, называется магнетроном.

Нередко магнетрон сравнивают с электровакуумным диодом, который работает за счет явления термоэлектронной эмиссии. Явление образуется, если нагревается поверхность катода или эмиттера.

Высокая температура «вынуждает» активные электроны покинуть поверхность. Но для этого на анод должно подаваться напряжение.

Образуемое электрическое поле приводит электроды в движение, которые по силовым линиям направляются к аноду. Электрон, оказавшийся в области магнитного поля, меняет свою траекторию.

Их траектория нарушается, и они начинают вращаться вокруг катода. Электроны, проходящие около резонаторов, отдают им часть собственной энергии (взаимозаменяемость). В результате в полости образуется мощное сверхвысокочастотное поле, выводимое наружу посредством проволочной петли.

Магнетрон «запускается», когда на анод подается высокое напряжение – 3000 – 4000 В. По этой причине в бытовых электросетях магнетрон должен подключаться через высоковольтный трансформатор.

Устройство магнетрона

Магнетрон – элемент, ответственный за генерацию высокочастотных колебаний. Есть устройства с похожим принципом действия – клистроны и платинотроны, но они не получили должного распространения.

Впервые магнетрон задействовали в СВЧ-печи в 1960 году. Сейчас используется многорезонаторный элемент. Его компоненты и их описания:

  • анод. Цилиндр из меди, состоящий из нескольких секторов. В нем есть полости-резонаторы, которые создают кольцевую систему колебаний;
  • катод. Цилиндр с нитью накаливания, расположенный в центре магнетрона. Эта часть ответственна за эмиссию электронов;
  • кольцевые магниты. Расположены на торцах печи. Они создают магнитное поле, направленное параллельно они магнетрона. Электроны движутся в том же направлении;
  • проволочная петля. Находится в резонаторе, соединяется с катодом и выводится к антенне-излучателю. Задача петли – вывод высокочастотного излучения в волновод. Оттуда оно поступает в рабочую камеру микроволновки.

Подключение магнетрона

Схема включения – однополупериодное выпрямление высоковольтного напряжения. Выход трансформатора работает в режиме короткого замыкания выходной обмотки (не дольше 5 минут).

Испорченный магнетрон нет смысла нести в ремонт – даже хорошо оснащенные мастерские этим не занимаются. Поэтому приобретают новую деталь.

Извлекая ее из микроволновки, помечают контакты разъемов, чтобы не перепутать их при переустановке. При неправильном подключении выводов магнетрон работать не будет.

Но подойдет аналогичная деталь. Мощность выбирается та же или выше, крепления и разъемы подключения должны совпадать.

Независимо от производителя, магнетроны имеют единое устройство, отличается только конструкция. Поэтому, заменяя деталь, нужно убедиться, что аналог плотно прилегает к волноводу.

Благодаря серийному изготовлению СВЧ блоков микроволновка становится простой, но полезной в условиях кухни техникой, которая в разы облегчает процедуру приготовления или разогрева пищи. Обслуживать ее легко, а конструкция не предполагает незаменимых деталей, что повышает надежность. Бытует мнение, что излучения от микроволн – вредны, но это не более чем миф.

Как работает микроволновка: главные узлы, принцип действия

Как работает микроволновка — бытовой электроприбор для быстрого подогрева и разморозки продуктов, знают далеко не все ее владельцы. Это часто становится причиной поломок и даже несчастных случаев. Зная устройство микроволновой печи, пользователь будет предупрежден о возможных неполадках и об опасностях, подстерегающих его во время самостоятельного ремонта.

Принцип микроволнового воздействия

Принцип работы микроволновки кардинально отличается от обычных духовок. Продукты, пронизанные волнами сверхвысокочастотного диапазона, греются по всему объему, а не по поверхности, как при тепловом воздействии. Именно поэтому процесс разогрева/разморозки так краток.

Нагревание еды происходит благодаря физическому явлению — электромагнитные СВЧ-поля преобразуются в тепло. В СВЧ-печке греется только сам продукт, не тратится энергия на нагрев самой камеры, а значит, экономится энергия.

Микроволновое действие способно за минуты поднять температуру объекта до величины, необходимой пользователю. Это особенно удобно при разморозке: огромный кусок замороженного мяса можно разогреть за считаные минуты, не изменив его свойств.

Нагрев пищи спровоцирован действием высокочастотных волн, их частота — 2 450 МГц. Эти микроволны, проходя внутрь объекта, поляризуют молекулы воды. Под действием излучения молекулы строятся вдоль силовых линий электромагнитного поля.

Направленное перемещение молекул вызывает повышение температуры продукта по всему объему. Микроволны, проникая в глубину объекта на 2,5–3 см, разогревают молекулы воды, а разогретые участки объекта передают тепло далее — таким путем прогревается весь объем.

Как устроена микроволновка

Составные части СВЧ-печки:

  • Камера. Сделана из металла. Оборудована металлизированной дверцей. Здесь сконцентрировано СВЧ-излучение. Сюда помещают еду для разогрева. Требует ухода.
  • Магнетрон . Излучатель высокочастотных микроволн.
  • Трансформатор. Источник питания магнетрона.
  • Коммуникации и управляющая система.
  • Волновод. Передает микроволны от излучателя в камеру.
  • Поддон. Вращаясь, он способствует равномерному прогреванию объектов готовки.
  • Вентилятор. Для проветривания камеры и охлаждения магнетрона.

Работа микроволновой печи сводится к выделению магнетроном энергии, преобразуемой в тепло. Устройство подключено к трансформатору-стабилизатору. Когда-то этот прибор был самым дорогим в СВЧ-печке, сегодня его стоимость снизилась и микроволновки стали гораздо доступнее.

Принципиальная электрическая схема у всех СВЧ-печек практически одинакова, разные у них только характеристики, возможности и дизайн.

Что такое магнетрон

Его назначение — генерация излучения заданной частоты. По сути, это — электровакуумный диод. Его строение:

  • Он имеет анод в форме цилиндра. У него круглое сечение и десять секторов с медными стенками.
  • По центру диода — катод. Внутри него — накаливающаяся нить. Функция катода — испускание электронов.
  • По краям магнетрона — магнитные элементы кольцевидной формы. Их задача — создание магнитного поля в излучателе. Это поле является генератором высокочастотных волн.
  • Напряжение, прикладываемое к аноду, составляет 4 000 В, а к катодной нити — 3 В.

Благодаря разнице напряжений катод испускает электроны, которые ловит электрическое поле с высокой напряженностью. Частота генерации зависит от конфигурации резонаторных камер и от напряжения анода.

Энергия снимается посредством петли из проволоки, которая соединяется с катодом и выводится в излучающую антенну. Излучение от антенны направляется к волноводу, по которому и проходит внутрь СВЧ-печки.

В обычных микроволновках применяют магнетроны мощностью 0,8 кВт. Бывает, чтобы приготовить блюдо, нужна мощность, меньше 0,8 кВт, тогда устройство включается на короткие промежутки времени, перемежаемые паузами.

Такой принцип действия известен как широтно-импульсная модуляция. Так как магнетрон, работая, нагревается, он помещается в радиатор пластинчатого типа, который постоянно обдувает вентилятор. Перегрев может стать причиной поломки. Чтобы этого не случилось, устанавливают специальный термопредохранитель.

Из чего состоит термопредохранитель

Эти устройства известны также как термореле. Их выпускают для разных номиналов температур.

Термореле состоит из алюминиевого корпуса, который крепится к месту контроля температуры фланцевым соединением, и биметаллической пластины, настроенной на определенное значение температуры. Когда нагрев превышает допустимый порог, пластина, изгибаясь, запускает элемент, размыкающий контакты — питание печки прекращается.

Когда магнетрон остынет, биметаллическая пластина примет исходную форму и контакты замкнутся — печь включится.

Описание работы вентилятора

Без вентилятора работа невозможна. Его функции:

  • Обдувание источника излучения и других компонентов электронной схемы, выделяющих тепло.
  • Если есть гриль, то вентилятор обдувает и его.
  • В камере, во время приготовления продуктов, образуется много тепла и пара. Благодаря вентилятору, создается повышенное давление, выдавливающее теплый воздух и пар сквозь отверстия для вентиляции.

Вентилятор располагают возле задней стенки прибора. Засасывая воздух из помещения, он направляет воздушный поток по воздуховодам к пластинам магнетрона, а далее в камеру. В движение лопасти вентилятора приводятся асинхронным двигателем переменного тока.

Как работает дверца

Благодаря блокировке, срабатывающей при открывании дверцы, пользователи защищены от облучения. Устройство дверцы достаточно сложное — от исправности ее работы зависит безопасность владельца. Конструкция дверцы предусматривает меры защиты:

  • Плотное прилегание к корпусу. Печку с большими зазорами использовать нельзя. Излучение способно выйти за пределы камеры через щели. Металлический корпус аппарата и специальный паз дверцы должны быть разделены зазором, ширина которого равна ¼ длины микроволны. В таком зазоре формируется электромагнитная волна стоячего типа, которая имеет нулевую амплитуду в месте прилегания двери к корпусу, именно поэтому она не выходит за пределы камеры. Такой способ защиты — от волн с помощью самих волн — называют СВЧ-дросселем.
  • По периметру дверцы имеется дроссельный высокочастотный заслон, понижающий излучение до безопасного уровня.
  • При отливке корпуса дверцы используют разные присадки, благодаря которым металл лучше поглощает излучение. Они не обеспечивают 100%-е поглощение, но ослабленные волны однозначно не несут опасности человеку.
  • Чтобы предотвратить включение печки в момент, когда дверка открыта, в аппарате имеется система переключателей, которые контролируют ее положение. Как правило, имеется три переключателя — для выключения магнетрона, для включения подсвечивающей лампочки и для передачи сигнала на блок управления. Настройка и расположение микропереключателей не позволяет им срабатывать при открытой дверце.
Читайте также:  Металлоискатель пират своими руками: материалы, подробная инструкция и настройка

Система защиты

Всякая микроволновка — источник мощного излучения, способного нанести большой ущерб организму человека и всего живого. Чтобы оградить окружающих от воздействия, аппарат экранирован металлическим корпусом, сквозь который высокочастотное излучение пройти не может.

Дверца оснащена прозрачным стеклом, чтобы пользователь мог наблюдать за процессами разогрева, приготовления, разморозки. Стекло также экранировано — на нем металлическая мелкоячеистая сетка, препятствующая проникновению микроволн.

Конструкция блока управления

Задачи блока управления — «мозга» СВЧ-печи:

  • Поддерживать заданную мощность.
  • Отключать печь по окончании процесса.

В ранних версиях управление осуществлялось двумя механическими переключателями: одним задавали мощность, другим — время. Сегодня аппараты оснащают электронными и микропроцессорными блоками управления, которые управляют, помимо двух названных, множеством функций — важных и неважных. Например:

  • встроенные часы;
  • звуковой сигнал об окончании процесса;
  • отображение мощности;
  • готовка блюд по специальным программам, «вшитым» в памяти блока.

Виды микроволновок

Рассмотрим основные типы печек, которые вы можете купить.

С грилем

Эти аппараты имеют нагревательный элемент — тэновый или кварцевый. Первый ставят в разных местах камеры и в разном положении, он довольно надежный и недорого стоит. Кварцевый устанавливают только вверху. Он более мощный, чем тэновый, но стоит дороже.

В печках с грилем можно запросто готовить шашлык или запекать курицу с хрустящей корочкой.

Пример микроволновки с грилем — LG MH6022D. Эта модель оснащена кварцевым грилем на 600 Вт и имеет механическое управление. Ее характеристики:

Вместительность, л20
Размеры (ШxВxГ), мм455х284х347
Вес, кг13,5
Цветбелый
Мощность, Вт700
Стоимость, рублей6 000-7 000

С конвекцией

Будет полезна тем, кто любит печь. Благодаря конвекции можно готовить пищу с помощью теплого воздуха. Это позволяет получать вкусную домашнюю выпечку. Нагретый воздух, циркулируя вокруг приготовляемого блюда, равномерно пропекает его.

Устройство работает в комбинированном режиме — СВЧ плюс конвекция. Такой режим позволяет быстрее готовить блюда, чем в обычной духовке, а значит, сохраняется больше витаминов. Печь, оснащенная одновременно грилем и конвекцией, заменяет плиту и духовку. Тут можно готовить всё — от компота до шашлыка.

Яркий пример микроволновки с грилем и конвекцией — Samsung MC28H5013AW. Ее характеристики:

Вместительность, л28
Размеры (ШxВxГ), мм517х310х475
Вес, кг17,5
Цветбелый
Мощность, Вт900
Стоимость, рублей14 000

С инвертором

В традиционных аппаратах мощность регулируют переключением излучения — включение/выключение. Из-за этого еда часто получается пересушенной. Благодаря инверторному управлению, мощность регулируется плавно. Встроенные инверторы позволяют сохранять текстуру и полезность приготовляемых продуктов.

Такие модели, недавно появившись на рынке микроволновых печей, уже стали популярными.

Пример инверторной модели — Panasonic NN-GD371M. Параметры:

Вместительность, л23
Размеры (ШxВxГ), мм488x279x395
Вес, кг10
Цветсеребристый
Мощность, Вт950
Стоимость, рублей15 000–16 000

Маленькие СВЧ-печи

Мини-микроволновки обычно рассчитаны только на разогрев и разморозку. Это бюджетные модели без гриля и конвекции. У них небольшая мощность и размеры. Вращающегося поддона у них нет.

Их выбирают для тесных кухонь. В них не готовят разносолы — только подогревают и размораживают продукты.

Пример недорогой, но долговечной модели — Daewoo KOR-5A0. Ее характеристики:

Вместительность, л15
Размеры (ШxВxГ), мм230х430х310
Вес, кг9
Цветбелый
Мощность, Вт500
Стоимость, рублей4 000

Равномерное распределение микроволн

Крупный недостаток обычных СВЧ-печек — неравномерность распределения микроволн. Результат: в одном месте еда слишком горячая, в другом — еле теплая. Причина такого явления — концентрация микроволн на одном участке. Чтобы устранить этот недочет, производители вместо одного излучателя устанавливают сразу три.

Одна из популярных ныне технологий — I-wave. В аппаратах с таким решением волны распространяются по спирали.

Пример подобного прибора — LG MS2043HS. Характеристики:

Вместительность, л20
Размеры (ШxВxГ), мм260x450x330
Вес, кг11,5
Цветбелый
Мощность, Вт700
Стоимость, рублей6 000

Полезные советы

  • Для сетей с частыми перепадами напряжения необходимо устройство стабилизации напряжения . Если в сети будет скакать напряжение, первым из строя выйдет ЖК-экран с сенсорным управлением.
  • Не забудьте купить ухаживающее средство в специализированном магазине.
  • Проверьте гарантийный талон. Магазин, где покупается товар, должен сотрудничать с конкретным сервисным центром — от производителя.
  • Поддон обычно сделан из стекла. Проверьте его на наличие сколов и других дефектов.
  • Обязательно осматривайте товар и проверяйте комплектацию.

О каких мерах предосторожности важно знать

  1. Нельзя готовить еду в металлической посуде . Во-первых, волны не проходят сквозь металл, во-вторых, металлические предметы, помещенные в печку, могут привести к поломке печи.
  2. Запрещается греть жидкие продукты в закрытой емкости. Нельзя готовить птичьи яйца в скорлупе — может произойти мини-взрыв. Это касается и сосисок в полиэтиленовой пленке.
  3. Соблюдайте осторожность при нагреве воды — она может нагреться выше температуры кипения. Такая вода способна моментально вскипать при движении. Это особенно часто случается с водой, помещенной в посуду с гладкими стенками. Из посуды с узким горлышком вода может попросту вылиться и обжечь руки.
  4. Нельзя ставить посуду с металлическим напылением. Тонкий слой металла, нагретый вихревыми токами, может спровоцировать растрескивание посуды.

Зачастую, подбирая микроволновую печь, потребитель обращает внимание только на бренд, дизайн и стоимость. В результате приобретается вещь, не отвечающая потребностям и ожиданиям потребителя.

Зная устройство и принцип действия микроволновки, вы не только легко купите нужную модель, но и обезопасите себя от вредного воздействия.

Как работает микроволновка

Содержание

Содержание

Приготовление и разогрев пищи в микроволновой печи уже давно не вызывает вау-эффекта. Но вот как работает этот кухонный девайс, знает далеко не каждый. Это в свою очередь рождает множество мифов и кривотолков. В данном материале рассмотрим, как устроена микроволновка и как ее безопасно использовать.

Теория нагрева в СВЧ-печи

Как известно, полярные молекулы (иначе называемые диполями) ориентируются в пространстве вдоль силовых линий магнитного поля. Если такую молекулу поместить в переменное магнитное поле, она, обладая дипольным моментом, начнет поворачиваться, следуя за его магнитными линиями. Чем выше частота смены направления силовыми линиями поля, тем чаще молекула будет менять свое положение.

Ярким представителем диполя является молекула воды, самого распространенного на Земле вещества. Приложение переменного магнитного поля к молекулам воды заставляет их находиться в постоянном движении, обусловленным дипольным моментом. Из-за сил трения, возникающих между соседними молекулами, выделяется тепло и, соответственно, повышается температура материала, помещенного в электромагнитное поле. Причем чем быстрее и чаще меняется направление поля, тем быстрее происходит внутренний нагрев. Такое поведение молекулы воды является основополагающим принципом готовки в микроволновой печи.

Любой продукт содержит то или иное количество воды, поэтому если поместить его под действие электромагнитных волн, это гарантированно вызовет его нагрев. Причем продукт нагревается изнутри, а не снаружи, как это происходит при традиционных способах готовки. СВЧ-волны проникают вглубь продукта примерно на 2,5-3 см, а остальной нагрев происходит за счет теплового движения молекул.

Чтобы разогреть продукты, их подвергают воздействию электромагнитных волн, меняющих направление своих электромагнитных полей с высокой частотой.

Общепринятым стандартом частоты электромагнитного поля в СВЧ-печах является значение 2,45 ГГц.

Основной миф о микроволновках гласит, что молекула воды начинает менять свое положение лишь на частоте 2,45 ГГц. На самом деле это не так. Движение молекул воды возможно в более широком спектре частот. Причем чем ниже частота, тем глубже радиоволны проникают в толщу материала. Некоторые промышленные образцы микроволновок успешно работают на частоте 915 МГц.

Используемая частота радиоволн — определенный компромисс между эффективностью, стоимостью и повсеместной доступностью технологии. Во-первых, возможность использовать микроволновку должна быть везде, а значит, частота ее волн должна находиться в разрешенном радиочастотном диапазоне. Во-вторых, конечное изделие не должно иметь высокую стоимость, чтобы быть по карману большинству. В-третьих, прибор для приготовления должен быть достаточно компактным и иметь небольшой вес.

Устройство и принцип действия микроволновки

СВЧ-печь состоит из небольшого количества узлов и компонентов. В ее состав входят:

  • магнетрон;
  • волновод;
  • рабочая камера;
  • источник питания высокочастотного излучателя;
  • вентилятор охлаждения магнетрона;
  • плата управления микроволновкой;
  • механизм вращения тарелки.

Главную скрипку в работе микроволновки играет магнетрон — узел, генерирующий радиоволны высокой частоты.

Пытаясь вникнуть в суть работы магнетрона, так и хочется воскликнуть словами известного интернет-мема: «Ничего не понятно, но очень интересно!» На самом деле это так, только если подходить к вопросу, что называется, академически. Упрощенно работу электромагнитного излучателя можно описать следующим образом.

Конструктивно, магнетрон — это вакуумная электролампа, известная еще со времен дедовских телевизоров и радиоприемников. Узел состоит из толстостенного анода, как правило, выполненного из медного сплава и имеющего в своей конструкции камеры резонаторов, а также катода с дополнительной обмоткой, изготовленной из сплава вольфрама и тория. Катод осуществляет эмиссию электронов в вакуумную среду устройства. Для ускорения процесса отделения электронов с поверхности катода, обмотка нагревается путем подачи на нее небольшого напряжения. Колба магнетрона с обоих торцов заключена в постоянные магниты, создающие внутри нее постоянное магнитное поле.

Возникновение волн сверхвысокой частоты происходит при взаимодействии перпендикулярных друг другу постоянного магнитного поля, сформированного постоянными магнитами, и переменного электромагнитного поля, возникающего при подаче высокого напряжения на выводы магнетрона. Для питания излучателя СВЧ-волн используется высокое напряжение, величина которого составляет порядка 4000 В.

В кольцевом промежутке между катодом и анодом, иначе называемым пространством взаимодействия, происходит формирование потока электронов и их круговое вращение внутри воздушного зазора. Во время прохождения потока электронов мимо полостей резонаторов скорость электронов несколько замедляется. В этот момент происходит отбор энергии из пучка электронов и формирование СВЧ-волн, которые в свою очередь усиливаются в резонаторах и выводятся через проволочную петлю на антенну магнетрона.

Дальнейший путь СВЧ-волн довольно прост. По волноводу они попадают в рабочую камеру печи и поглощаются помещенными в нее продуктами, в результате чего пища нагревается.

Магнетрон, волновод и рабочая камера — замкнутая среда распространения СВЧ-волн, в которой они должны поглощаться. Именно по этой причине в рабочей камере должны находиться продукты, поглощающие энергию волн. Если включить пустую микроволновую печь, волны, отражаясь от стенок камеры, рано или поздно попадут обратно в волновод и на антенну магнетрона, что вызовет искрение внутри печи и станет причиной возможного выхода излучателя из строя.

Работу магнетрона обеспечивает мощный трансформатор, повышающий сетевое напряжение до 2 кВ. Посредством проходного конденсатора, установленного во вторичной обмотке, форма напряжения преобразуется в пульсирующую, удвоенную по величине. Таким образом, на контакты магнетрона поступает напряжение порядка 4 кВ, необходимое для нормальной работы излучателя. Дополнительно на вторичной обмотке трансформатора имеются выводы для питания нити нагрева катода. Напряжение питания схемы подогрева находится в пределах 2,5-4,5 В.

В процессе работы магнетрон выделяет большое количество тепла, которое отводится потоком нагнетаемого вентилятором воздуха. Воздух проходит через пластины радиатора, а затем попадает в рабочую камеру. Его избыток выходит через специальные вентиляционные отверстия.

Для равномерного воздействия микроволн на всю поверхность продуктов, в рабочей камере устанавливается вращающаяся тарелка.

По типу управления работой магнетрона микроволновые печи могут быть трансформаторными (устройство которых рассмотрено выше) или инверторными. Различие конструкций обеих концепций заключается лишь в источнике питания СВЧ-излучателя, а вот логика работы отличается существенно.

Если в классической конструкции мощность СВЧ-излучения регулируется путем периодического включения магнетрона на полную мощность, то при инверторном управлении излучатель остается включенным постоянно, а мощность его излучения регулируется посредством инвертора.

Что это дает конечному потребителю? В первую очередь — большую рабочую камеру. Физические размеры инвертора значительно меньше размеров трансформатора, поэтому высвобождаемое внутреннее пространство печи можно использовать для увеличения полезного объема камеры. Во-вторых, снижение веса. Высоковольтный трансформатор микроволновки — довольно мощный аппарат, вес которого составляет от 3 до 5 кг, что не идет ни в какое сравнение с весом инвертора. В-третьих, улучшение вкусовых качеств готовых блюд. Поскольку излучатель включен постоянно, то исключаются «ударные» нагрузки на молекулы воды в моменты включения магнетрона на полную мощность. Как результат, исключается излишнее высушивание продуктов путем избыточного выпаривания влаги. Это положительно сказывается на конечном вкусе готовых блюд. В-четвертых, снижение мощности в процессе готовки приводит к снижению потребления электроэнергии.

Многие сайты и невежественные продавцы бытовой техники утверждают, что инверторные модели лишены механизма поворотной тарелки, а равномерное приготовление пищи происходит за счет регулировки длины и интенсивности волн инверторным управлением. Это не так! Просто есть модели, в которых магнетрон установлен над или под рабочей камерой. Такое конструктивное решение позволяет выиграть еще несколько десятков кубических сантиметров полезного объема печи.

Безопасное использование микроволновой печи

Чтобы кухонный аппарат долгие годы служил верой и правдой и не требовал вмешательства сервисных служб в свой «внутренний мир», следует соблюдать несколько простых правил:

1. Не включать печь с пустой камерой, без продуктов. Микроволны ничем не поглощаются, поэтому «хлопки» и искрение гарантированы. К тому же это не лучшим образом сказывается на ресурсе магнетрона.

2. Поверхность рабочей камеры следует содержать в чистоте. Остатки продуктов на стенках мало того, что неэстетичны, но и содержат воду, поэтому при работе печи будут поглощать микроволны. В конечном итоге это приведет к порче покрытия стенок камеры.

3. Перед приготовлением продуктов, заключенных в какую-либо оболочку с намеком на герметичность (сосиски, сардельки и т. д.), оболочку продукта нужно проколоть в нескольких местах. Это простое действие создаст каналы для выхода пара, который неизбежно будет образовываться внутри продукта во время приготовления. Это позволит продукту сохранить свой первоначальный вид и остаться в тарелке, а не «украшать» своими частями стенки камеры.

Крайне не рекомендуется варить в СВЧ-печи яйца. Из-за повышения давления внутри скорлупы, взрыв гарантирован. Если уж так сильно хочется отварить яйцо посредством микроволн, то нужно как минимум проколоть скорлупу или срезать верхушку. А лучше всего воспользоваться специальной яйцеваркой для СВЧ.

4. Нельзя пользоваться СВЧ-печью с неисправной блокировкой дверцы или умышленно ее отключать. Стенки камеры и экранированное стекло дверцы надежно защищают от проникновения микроволн за пределы рабочего пространства печи. Ведь мы помним, что воздействие микроволнового излучения вызывает нагрев тканей, поэтому можно получить глубокие ожоги. Как не стоит использовать магнетрон можно посмотреть в этом коротком видео.

Внимание! Такие эксперименты опасны для здоровья!

5. Не нужно помещать в рабочую камеру металлические предметы и посуду, имеющую металлизированную кайму. Дело в том, что микроволны хоть и не поглощаются металлом, но приводят к возникновению в нем вихревых токов больших величин. Не лучшая идея — создать внутри микроволновки подобие сварочного аппарата и испортить внутренние поверхности печи.

6. Нужно всегда помнить, что СВЧ-излучатель питается напряжением порядка 4 кВ. Не стоит проводить самостоятельный ремонт. Риск получения электротравмы очень высок!

Дополнительное оснащение микроволновки

В современных микроволновках еду готовят не только с использованием СВЧ-излучения. Практически все модели оснащают грилем, а более «продвинутые» модели — и режимом конвекции.

Гриль

Существует два типа нагревательных элементов, служащих для создания румяной корочки у готового блюда или полноценной готовки в этом режиме. Это может быть обычный ТЭН или кварцевый излучатель.

Приготовление еды происходит от воздействия теплового (либо инфракрасного) излучения, создаваемого нагревательным элементом. Нагреватели имеют небольшую мощность, поэтому приготовление блюд только ими довольно сомнительно и занимает много времени. А вот в качестве подспорья микроволнам — вполне рабочий вариант. Кулинарные шедевры, приготовленные в комбинированном режиме «СВЧ + Гриль», получаются с хорошо пропеченной корочкой снаружи и сочными внутри.

Конвекция

Для режима «Конвекция» в камеру СВЧ-печи дополнительно устанавливают вентилятор, обеспечивающий принудительную вентиляцию горячего воздуха. В этом режиме блюдо гарантированно пропекается со всех сторон.

В режиме конвекции отлично удается запекать продукты (рагу, запеканки, тушеное мясо и т. д.), особенно хорошо выходит выпечка (пироги, безе, кексы и многое другое).

Важно помнить! Комбинированные режимы самые энергозатратные. Потребление электроэнергии может составить до 2,5 кВт*ч, поэтому следует удостовериться, что проводка выдержит такую нагрузку.

Оцените статью
Добавить комментарий