Инверторные котлы отопления

Электрические котлы для отопления дома являются очень удобными, ведь могут работать в автоматическом режиме без использования сложнейшей электроники, занимают немного места, и их подключение представляет собой простую процедуру. Кроме этого, они являются безопасными. Лидером среди этих качеств является инверторный котел. Его другое название — индукционное устройство.

Строение

Такой электрокотел имеет очень простую конструкцию. Она представлена тремя контурами, которые вложены друг в друга.

1. Внутренний. Он представляет собой герметичную емкость в виде цилиндра, в котором происходит нагрев воды. В отличие от ТЭНовых или электродных электрокотлов внутри емкости инверторного устройства кроме воды или иного вида теплоносителя нет ничего. Контур имеет два патрубка. Один предназначен для подачи нагретого антифриза или воды в отопительную сеть, другой возвращает охлажденный теплоноситель из отопительной системы.
2. Средний контур. Он является электрической индукционной катушкой. Она обмотана вокруг бака с водой. Все электрические провода катушки являются изолированными, поэтому электрический ток никуда не передается. Стоит сказать, что в катушку поступает высокочастотный ток. Обмотка катушки может быть цилиндрической или тороидальной. Второй вариант представлен двумя сделанными из ферромагнитной стали трубами и обмотанными вокруг них проводами. Трубы находятся вверху и внизу котла, а также внутри каждого витка. Тороидальная катушка имеет больший КПД и меньший вес.
3. Внешний контур. Он является корпусом с теплоизоляцией. Благодаря ему устраняется случайный контакт человека с проводами, а также устраняется возможность утечки тепла из котла. Последняя особенность достигается благодаря применению теплоизоляции.

Стоит добавить, что в состав также входит:

1. Электрический преобразователь. Его задачей является приведение электрического тока к таким характеристикам, которые необходимы для правильной работы индукционной катушки. Инверторы для котла подают на катушку ток с частотой, достигающей 20 кГц.
2. Термодатчик.
3. Электронная схема управления.

Электрокотлы инверторные бывают:

1. Промышленными. Они имеют большие размеры, которые обусловлены объемным теплообменником. Кроме этого в них применяется сложная система преобразования электрического тока и цилиндрическая обмотка. Конечно, мощность таких агрегатов является очень большой.
2. Бытовыми. Они предназначены для отопления домов. В их состав входит тороидальная катушка, которая может получать электроэнергию не только с общей сети, но и от аккумуляторов. Размеры являются небольшими.

Принцип работы

Инверторные котлы отопления нагревают воду таким образом:

1. Электрический ток поступает к преобразователю.
2. Инверторы для котла увеличивают частоту и напряжение тока. Первая характеристика растет до 20 кГц.
3. Преобразованный ток подается на тороидальную обмотку, в которой формируется электромагнитное поле, а также возникают вихревые токи.
4. Электромагнитное поле выталкивает токи на внутренний стальной контур.
5. Контакт токов с контуром приводит к нагреванию теплообменника и циркулирующего по нему теплоносителя.

Нагрев сердечника (внутреннего контура) происходит очень быстро. Так, за 7 минут температура теплообменника поднимается до 75 °С.

Преимущества

Инверторный котел радует следующими плюсами:

1. Возможность работать с любым видом теплоносителя. То есть не имеет значения, циркулирует ли по отопительной системе вода или антифриз. Для сравнения стоит вспомнить электродные электрокотлы. Они могут работать только с водой или жидкостью, имеющей такую электропроводимость, как вода. Антифризы в них использовать не получится.
2. Инертность нагрева является малой. Это означает, что вода или другая жидкость быстро нагревается. Приятно то, что ускорить подогрев можно, использовав центробежный насос.
3. Долгий срок эксплуатации. Первыми элементами, которые могут выйти из строя, являются электрические. При этом катушка, автоматика или инверторы для котла работают очень долго. Стоит добавить, что такой плюс также является результатом того, что нагревательный элемент (индукционная катушка) не контактирует с теплоносителем, ведь катушка изолирована от жидкости. Со временем могут загрязниться стенки водяного бака, однако это возникает только в случае пренебрежения процедурой фильтрации воды перед заливкой в систему отопления.
4. Возможность разгерметизации корпуса практически нулевая. Поэтому волноваться за возможные утечки нет смысла.
5. Высокая пожаробезопасность. Твердотопливные и газовые котлы в этом плане очень сильно отстают.
6. Довольно слабый шум.
7. КПД составляет почти 100%.
8. Малые размеры. Они значительно меньше агрегатов на газе или твердом топливе. Правда, характеристик у инверторных котлов больше, чем у аналогичных электрокотлов.
9. Такой котел легко изготавливается своими руками.

Недостатки

Их перечень значительно короче. Он состоит из:

1. Относительно большой массы, если сравнивать эту характеристику с весом других электрических котлов.
2. Большей, чем у других отопительных электрических устройств, цены.
3. Возможности установки только в системы закрытого типа.
4. Потребности в сложной электронике для управления работой и режимами нагрева.

Функционал инверторных котлов отопления

Использование электричества для нагрева помещений в холодное время года является достаточно эффективным и удобным вариантом – ведь этот энергоноситель имеется практически в каждом доме, квартире и даже производственной постройке. Вместе с тем, работа системы отопления на одной только электроэнергии обойдется дороже, чем стоимость использования любого другого оборудования. Именно для этого и были созданы инверторные котлы, имеющие сравнительно высокий КПД и минимальные тепловые потери при всех преимуществах электрических устройств.

Принцип действия

Модели, работающие на электричестве, передают энергию при помощи ТЭНов, для которых необходима и отдельная область для нагрева теплоносителя, и защита нагревающего элемента от воздействия коррозии. В то же время принцип работы инверторных котлов основан на явлении электромагнитной индукции.

Постоянный ток из сети преобразуется в переменный. Полученное в результате этого магнитное поле генерирует индукционный ток. А прибором, который позволяет все это осуществить, как раз и является инвертор, способный работать и от сети, и от аккумулятора (только для маломощных моделей).

Конструкция котла

Инверторный котел состоит из двух основных частей: магнитного контура и теплообменника. В задачи контура входит создание переменного магнитного поля.

Теплообменник нужен для передачи энергии от индукционного тока теплоносителю, увеличивая температуру последнего до уровня, необходимого для эффективного отопления.

Особенности оборудования

У инверторного котла, как и у каждого вида отопительных приборов, имеются свои плюсы. Благодаря этому оборудование пользуется достаточной популярностью среди потребителей и постепенно применяется все чаще. При этом, естественно, не обойтись и без минусов, хотя у таких котлов они не очень существенны.

Преимущества инверторного котла

Главными достоинствами такого устройства можно назвать:

• отсутствие нагревательных элементов, благодаря чему его характеристики выше, чем у электрокотлов;
• невысокую инерционность нагрева, что позволяет быстрее нагреть отапливаемое помещение, чем это способны сделать модели с ТЭНами;
• невысокие требования к качеству воды. Из-за того, что нагревательный элемент, то есть обмотка, не соприкасается с водой, химический состав теплоносителя важен лишь для трубопроводов и радиаторов;
• отсутствие необходимости в каких-либо разрешениях на установку, а также в отдельном помещении для монтажа.

Недостатки устройства

Любой технике не обойтись без недостатков. И у инверторного котла они следующие:

• сравнительно высокая стоимость покупки и не слишком широкий ассортимент;
• большие габариты и вес, не дающие возможности размещать инверторные устройства на стенах, что позволяло бы сэкономить больше пространства;
• сложная система управления оборудования при помощи электроники (именно ее наличие влияет и на цену).

Монтаж системы отопления

Перед тем, как начинать установку инверторной отопительной системы в здании, необходимо определить, какое именно оборудование для этого понадобится. Мощность изделия выбирают в зависимости от площади отапливаемых помещений с учетом теплопотерь и небольшого запаса.

Ориентировочно считается, что 1 кВт производительности нагревательного оборудования достаточно для обеспечения нормальных микроклиматических условий на территории 8–10 кв. м.

Для помещений с нестандартной высотой, например, производственных цехов, киловатта хватит на обогрев 2 кубометров воздуха.

Особенности в зависимости от типа оборудования

По рассчитанной мощности котла выбирают вид необходимой для его подключения электросети, которая может быть одно- и трехфазной. Первая подходит для оборудования мощностью до 10–12 кВт, чаще всего применяющегося для отопления дач или небольших частных домов. Трехфазная рассчитана на инверторные устройства производительностью выше 6 кВт.

При этом котлы мощностью от 6 до 12 кВт могут подключаться к сети с напряжением и 220, и 380 Вольт. Такое оборудование разрешается использовать без создания дополнительного контура.

Кроме того, выбирая инверторный котел для производственных помещений большого размера, предпочитают промышленное оборудование, имеющее увеличенные габариты, большие теплообменники и сложную систему преобразования тока. В то время как для домашнего использования понадобится бытовая модель, сравнительно компактная и дешевая.

Что учесть при установке?

Использование котлов инверторного типа позволяется и в самотечных, и в напорных системах отопления. С учетом того, что скорость нагрева теплоносителя большая, рекомендуется устанавливать в системе устройство для дозирования подачи воды из устройства в общую систему труб. Таким образом снижается потребность в новой нагретой жидкости и увеличивается эффективность прибора.

Перед началом монтажа стоит выяснить, достаточно ли будет параметров существующей электропроводки для работы нового оборудования. При необходимости провода заменяют другими, с большим сечением. Если же необходима трехфазная сеть, прокладываются дополнительные кабели отдельно от общей сети электроснабжения. Кроме того, для оборудования необходим специальный защитный блок, автоматически отключающий питание при резких перепадах напряжения в сети.

Устраивая инверторное отопление, следует не забыть:

• предусмотреть монтаж в системе специального воздуховыпускного клапана;
• об установке расширительного бака, необходимого для компенсации теплового расширения жидкости, а также циркуляционного насоса (если, конечно, система не является безнапорной);
• о расположении котла на определенном расстоянии от предметов мебели и других вещей;
• заземлить оборудование.

Также рекомендуется укомплектовать котел таким устройством для дистанционного управления, как электронный программатор или даже GSM-модуль. С их помощью можно обеспечить достаточно удобное отопление, например, загородного дома, посещаемого не ежедневно, а только на выходных.

Инверторный котел для отопления дома

Для тех районов, где отсутствует возможность подвода к газовой магистрали, одним из лучших способов отопления дома является приобретение электрического оборудования. Электроэнергия – это тот вид топлива, который присутствует в каждом доме.

Кроме того, вам не потребуется подготовка специальной документации и разрешений на установку прибора на электричества. Котлы данного типа имеют доступную стоимость и компактные размеры.

Если же смотреть с точки зрения расхода электроэнергии, то многих владельцев отпугивает высокая ее стоимость по тарифному плану. Но несмотря на это, производители отопительных систем стремятся к увеличению коэффициента полезного действия установок и уменьшению теплопотерь. Поэтому, одними из самых перспективных устройств для обогрева дома являются инверторные котлы.

Ниже рассмотрим, принцип действия инверторного котла, недостатки и преимущества его использования, а также организацию этой отопительной системы.

Инверторный котел отопления

Принцип действия инверторного котла

Традиционное электрическое оборудование работает по принципу передачи энергии непосредственно теплоносителю посредством ТЭНов. При этом, если прибор имеет в комплектации ТЭНы, то, следовательно, нужно подготовить место для нагрева воды.

ТЭНы также сильно подвержены влиянию коррозии, поэтому их необходимо защитить от необратимых процессов.

Инверторное оборудование работает на основе электромагнитной индукции. Генерация самого тока происходит благодаря переменному магнитному полю. С этой целью необходимо преобразовать постоянный сетевой ток в переменный. С этой задачей превосходно справляется инвертор, действие которого возможно, как от сети, так и от аккумуляторов.

Существует два вида контуров в инверторном котле:

1. Магнитный, позволяющий генерировать магнитное поле переменного типа.
2. Теплообменник, который способствует нагреву теплоносителя.

При соответствующей подачи переменного электричества, катушка начинает формировать магнитное поле. Это способствует нагреванию жидкости в системе и дальнейшей ее передачи по трубам.

Схема индукционной системы нагрева

Положительные и отрицательные стороны инверторного котла

Выделяют целый ряд преимуществ, которыми обладают инверторные установки, среди которых:

• увеличение эксплуатационных параметров в результате отсутствия нагревательных элементов;
• небольшая инерционность при нагревании, таким образом, при наличии центробежного насоса, теплоноситель будет нагреваться быстрее;
• на работу системы не влияет химический состав теплоносителя;
• возможность установки устройства в любом месте.

Как и другие отопительные системы, инверторный котел имеет несколько недостатков:

• достаточно высокая стоимость инверторного оборудования по сравнению с аналогичными приборами, работающими на ТЭНах;
• имеет внушительные размеры и вес, а поэтому требует укрепление основания, на котором будет расположен котел;
• прибор нуждается в электронной системе управления для последующей регулировки мощности.

Несмотря на мелкие недочеты, все же инверторные котлы пользуются огромной популярностью среди потребителей и спрос на них неустанно увеличивается.

Устройство инверторного оборудования

Организация инверторного отопления

Инверторные котлы имеют широкое применение не только для бытовых, но и для промышленных нужд. Первые, обладают компактными размерами и могут функционировать с помощью аккумуляторов. Что же касается промышленных установок, то они имеют объемные размеры и обладают огромной мощностью.

Совет: Если вы планируете установить инверторный котел, то вам необходимо тщательно спроектировать всю отопительную систему.

При эксплуатации отопительного оборудования, будет значительно возрастать нагрузка в электросети, поэтому все прокладки и подводки нужно осуществлять с большим сечением.

Инверторная система отопления

Особо внимание следует уделить безопасности котла, которую следует обеспечить надлежащим образом. Необходимо дополнительно установить защитный блок для автоматического обесточивания, в случае возникновения перепадов напряжения.

Подробнее о инверторном отоплении смотрите в видео: