Инверторное отопление дома, что и как работает

Отопительная система является одним из важнейших элементов любого дома, поскольку говорить о комфорте в холодном доме невозможно. Особенно важным является отопление в условиях холодного климата. Выбор отопительной системы зависит от множества параметров, но основными являются эффективность и экономичность. Зачастую отопление используется на протяжении полугода, а в некоторых регионах – целый год.

На фоне многих видов отопительных систем ярким пятном выделяются инверторные отопительные котлы, которые отличаются довольно большим количеством параметров. Инверторное отопление относится к категории устройств, использующих для обогрева дома электроэнергию.

Как правило, большая часть электрических отопительных конструкций расходует довольно большое количество энергии, поэтому производители бросают все усилия на увеличение КПД этих систем. В данной статье будет рассмотрен принцип действия и особенности инверторного отопления.

Конструкция инверторного отопительного котла

Преимущества и недостатки инверторного отопления

Инверторы в широком понимании являются устройствами, преобразующими постоянный ток в переменный, а принцип их работы основан на явлении электромагнитной индукции. Чем отличается инверторное отопление от других видов отопительных систем?

Список различий довольно внушителен:

1. В конструкции инверторных котлов отсутствуют подвижные детали и механизмы, поэтому износоустойчивость таких устройств выше. Таким образом, срок службы инверторных котлов значительно выше аналогичных устройств другого типа и обычно составляет не менее 10 лет.
2. Инверторные котлы имеют довольно простую конструкцию, и при необходимости его можно собрать самостоятельно.
3. Теплоноситель в инверторных котлах нагревается гораздо быстрее, чем в любой другой отопительной системе. Причина проста: в инверторных устройствах отсутствует привычный теплообменник, поэтому вся тепловая энергия идет на нагрев теплоносителя.
4. Почти каждый инверторный котел может работать с любым видом теплоносителя, поскольку в непосредственный контакт рабочие элементы котла с теплоносителем не вступают. Теплоноситель может оказывать влияние только на характеристики и показатели отопительной системы, но котел будет работать в штатном режиме.
5. Инверторные котлы стоят довольно дорого: если сравнивать с обычной бытовой техникой, то инверторный котел будет стоить как минимум в 2-3 раза больше.
6. Бытовые инверторные котлы имеют большой вес, но габариты таких устройств компенсируют этот недостаток. К тому же, удачная форма позволяет расположить такую конструкцию практически в любом месте.
7. Регулировка котла осуществляется при помощи сложных электронных систем, которые будут обеспечивать беспрерывную работу и контроль параметров котла. Таким образом, несмотря на простоту сборки самого котла, для самостоятельного создания контролирующих элементов придется изучить электронику. Установка электронных систем является обязательной, иначе оборудование может получить повреждения и выйти из строя.
8. Инверторные отопительные приборы не создают шума и относятся к пожаробезопасным устройствам: при работе не используется топливо, из-за которого может произойти воспламенение, и отсутствуют подвижные элементы.
9. Такие системы экологически чисты: поскольку топливо не применяется, то нет и выбросов в окружающую среду, ведь продукты сгорания отсутствуют.

Установка инверторного котла своими руками

При самостоятельной установке электрооборудования необходимо иметь некоторые знания и умения, но их перечень обычно невелик. Когда все материалы и инструменты готовы, можно начинать установку отопительной системы. Учитывая возможность внезапного отключения электричества, необходимо принять меры, которые позволят уберечь оборудование от повреждений.

Отличным решением данной проблемы будет приобретение инверторных отопительных батарей, стоимость которых довольно высока, но в дальнейшем они позволяют существенно сэкономить на обогреве здания.

Установка инверторных батарей дает возможность свести к минимуму возможный риск возникновения неполадок при отключении электроэнергии: автоматика за 10 миллисекунд переключит оборудование на режим резервного питания, что позволит удерживать рабочий температурный режим на прежнем уровне. Когда электричество включится, будет осуществлена обратная процедура, и котел будет работать в штатном режиме. Таким образом, инверторное отопление дома позволяет минимизировать контроль системы.

Автономные источники питания

Нередко для нормальной работы электрической отопительной системы ей приходится периодически переключаться на альтернативный источник питания, и аккумуляторы в таком случае будут гораздо удобнее, чем генераторы. Объяснение этой причины лежит на поверхности: генераторы очень зависимы от наличия топлива, которое нужно приобретать, доставлять, хранить и заправлять.

Аккумуляторы дают возможность исключить действия человека, поскольку все переключения в таком случае будут осуществляться автоматически. Кроме того, батареи гораздо лучше с точки зрения экологии и экономики, несмотря на их высокую стоимость.

Инверторное отопление является отличным решением для обогрева дома. Стоимость приобретения и установки такой конструкции обычно довольно высока, но в долгосрочной перспективе эти затраты компенсируются за счет хороших показателей такой системы.

Разновидности отопительных систем дома

К сожалению, довольно часто работа коммунальных служб оставляет желать лучшего, а обладателям дачных участков и частных домов приходится совсем нелегко, ведь до наступления холодов они должны позаботиться о создании комфортных условий в своем жилище. Рынок отопительных приборов предлагает огромный выбор – от водяного отопления до инверторного, а также множество совершенно новых и современных систем.

Водяное отопление

Самое широкое распространение в данный момент получило водяное отопление. Оно, в свою очередь, может быть зависимым и независимым.

Его разводка подразделяется на несколько видов:

• однотрубная система (или бифилярная);
• двухтрубная система (является одной из составляющих категории многоконтурных к которой относятся еще и трех – и четырехтрубные отопительные системы);
• коллекторная разводка.

Принцип действия бифиллярной системы

Вода, которая выступает в роли энергоносителя, нагревается в системе и направляется в разные стороны, проходя по трубам. Температурный уровень воды здесь может быть совершенно разным. Стояковая отопительная система относится к категории однотрубных систем с применением гидравлической связи и к категории двухтрубных с точки зрения используемых приборов теплопередачи.

Однотрубная схема отопления бифиллярной системы

Вертикальные стояки, присутствующие в отопительной системе, обозначают использование зависимой схемы подключения. Они похожи на однотрубную систему и кроме этого факта их больше ничего не объединяет. Здесь применение элементов с автономным нагреванием обеспечивает нагрев теплоносителя системы. Они разделяются на пару змеевиков. Пользователи подобной системы рекомендуют присоединять их к восходящей и нисходящей частям труб.

Конвекторы и трубы, а также радиаторы отопления из различного материала относятся к категории трубочных нагревательных приборов. Их применение характеризует двухтопочную систему отопления.

Следует отметить, что при выборе горизонтальной системы, регулирование отдельных ее элементов не представляется возможным. Здесь доступно только цепное регулирование оборудования. Для того, чтобы осуществить это, необходима установка конвекторов с наличием клапана из прослойки воздуха.

Основной отраслью применения бифилярной отопительной схемы с горизонтальной установкой пофасадных ветвей является сельское хозяйство.

Внутренняя система

Такие отопительные системы подразделяются на несколько категорий:

Первая может быть с верхним и нижним розливом отопления. Суть действия отопительной системы, имеющий верхний розлив, состоит в следующем — энергоноситель по подающему стояку направляется наверх к радиаторам. После того как вода отдаст им тепло, она спускается к котлу. Этот процесс осуществляется за счет того, плотность нагретой воды меньше плотности остывшей.

Схема отопления с нижней разводкой

Также различают попутную и тупиковую отопительную схему.

Принцип действия второй заключается в том, что движение горячей и холодной воды происходит в противоположных направлениях.

Количество циркуляционных колец отличает тупиковую систему отопления от попутной. Огромную роль здесь играет удаленность котла. Использование тупиковой системы не дает возможность установить одинаковое сопротивление. По этой причине следует осуществлять монтаж приборов недалеко от котла. Лучшим решением в этой ситуации будет двух малых систем, нежели одной длинной, так как большая протяженность магистрали делает систему невыгодной.

Одной из разновидностей двухтрубных отопительных систем является система Тихельмана. Многие ее называют возвратной отопительной системой с риверсом. А некоторые называют ее трехтрубной, но это является не совсем правильным. Такая система характеризуется равномерным нагревом радиатора, а коэффициент полезного действия в этом случае весьма высок. Правильная балансировка обеспечивает продуктивную работу системы.

Однако наравне со всеми своими достоинствами, система Тихельмана имеет ряд недостатков. Во-первых, монтаж такой установки требует использования большего количества труб, чем при монтаже тупиковой, например. Во-вторых, она не позволяет отопить помещение с большой площадью.

Попутная система отопления или петля Тихельмана

Также обязательно стоит уделить внимание размерам циркуляционных колец при устройстве водяного или инверторного отопления. Самое главное, чтобы их диаметр совпадал. Функционирование трехтрубной системы предполагает совместную работу батарей. А это важно для тех, кто нуждается в установке определенного температурного режима для каждой комнаты индивидуально. Использование коллекторной системы будет более рациональным решением для таких пользователей.

Отопительная система, в которой происходит постоянная циркуляция воды по замкнутым трубам, называется кольцевой или замкнутой. Она характеризуется четким и конкретным расположением всех ее элементов. Вода здесь выступает в роли главного источника энергии.

Довольно высокой популярностью пользуется каскадное отопление. Схема его функционирования очень проста. С помощью регуляторов соединяется пара котлов, это делается с целью повышения результативности действия системы. При этом максимально используется вся мощность устройства.

Каскадная отопительная система обладает следующими достоинствами:

• способность отопить здания и помещения больших размеров;
• способность частичного обеспечения квартиры горячей водой;
• малый расход топлива при больших объемах обогрева;
• простая установка устройства;
• малый размер котла, позволяющий использовать его как в помещениях с большой площадью, так и в небольших комнатах.

Инверторная отопительная система

Инверторное отопление, как и водяное, стало очень популярным. Причем ее используют и большие производства, и обычные люди. Она считается одной из самых доступных, ведь в отличие от газа, электроснабжение есть практически во всех уголках нашей страны.

Плюс ко всему его использование и монтаж не обязывают к получению документов-разрешений на установку инверторных котлов.

Привлекательная цена также является веским аргументов при выборе отопительной системы. И здесь инверторное отопление будет вне конкуренции, так как его стоимость значительно ниже стоимости устройств-соперников.

Еще одним достоинством является то, что габариты подобной установки довольно малы, что помогает сэкономить много места.

Инверторный котел отопления

Рассмотрим основные принципы работы инверторного отопления.

Котел, используемый в такой системе, отличается от остальных тем, что нагревательный элемент в нем отсутствует. Это способствует более легкому использованию. Топливо здесь не нуждается в жестком отборе. А вмонтированный насос способствует увеличению скорости нагрева энергоносителя.

Следует обратить свое внимание и на недостатки, которых данная система не лишена:

• стоимость инверторного котла значительно выше по сравнению с ТЭНом;
• инверторный котел имеет весьма большие габариты, поэтому владельцам небольших помещений этот вариант не подходит;
• регулирование температуры возможно только при дополнительном монтаже системы автоматической регуляции.

Использование электродных котлов

Мы рассмотрели немало различных отопительных систем – от водяного до инверторного отопления. Теперь перейдем к совершенно другой, в основу которой легло использование электродного котла.

Процесс отопления осуществляется с помощью ионизации воды. Происходит образование ионов, которые заряжены как положительно, так и отрицательно. Когда частицы находятся рядом с пластинами электродов, осуществляется нагревание воды, так как появляется свободная энергия.

Нагревательный элемент не подвержен образованию накипи, так как за счет тока, постоянно меняющего свое направление, на нагревательный элемент не попадают частицы.

Электродный котел в системе отопления

Основные плюсы такой системы:

• высокая тепловая мощность устройства;
• высокая скорость обогрева помещения при наличии малых затрат энергии;
• не нужна ручная регулировка температуры;
• очень выгодный способ отопления с финансовой точки зрения;
• возможность произвести замену теплонагревателя;
• доступный и экономичный монтаж;
• высокий уровень КПД.

Анодно-капиллярная система

Является совершенно новой и инновационной. Основной принцип работы такой системы – поляризация водяных молекул, происходящая под воздействием переменного тока. Основным плюсом здесь является то, что уровень теплопотерь крайне мал. Это достигается за счет увеличения площади воздействия воды с нагревательным элементом.

В редких случаях здесь можно увидеть процесс, похожий на процесс электролиза. Однако это скорее исключение, ввиду того, что состав топлива исключает наличие каких-либо примесей. Сплавы, из которых изготовлены электроды, характеризуются низким уровнем электролитических свойств. Применение анодных электродов обеспечивает повышение эффективности работы такого устройства.

Электродный отопительный котел

Термосифонная отопительная система

Тепло, исходящее от солнца, здесь является основным источником энергии. В процессе конвекции происходит подача тепла в трубы.

Под воздействием солнечных лучей, топливо разогревается и поступает в теплообменник.

Схема термосифонной системы отопления

Данный способ отопления, конечно, не может стать основным, в период зимних холодов его будет явно недостаточно, но в качестве запасного в весенне-осенний период точно не помешает.

Нано отопление в доме

Использование теплых пленочных полов становится все более распространенным, несмотря на свою новизну. Такой материал представляет собой пласт полимера миллиметровой толщины. Его работа заключается в излучении инфракрасных лучей при поступлении тока в материал.

Устройство теплого пленочного пола

Этим способом обогрева пользуются для обогрева пола и стен. От нагретых предметов исходит тепло, разогревающее воздух в помещении. Материал подходит для любых поверхностей и способен сэкономить около 30 % энергии.

Нано отопление, как термосифонную систему, нельзя отнести к основному, скорее к дополнительному, однако, его можно использовать и зимой.

В этой статье рассмотрено большое количество различных методик отопления — от водяного до инверторного. Кроме того, не остались без внимания и современные инновационные способы. Исходя из своих финансовых возможностей, размеров помещения, нужного температурного режима и назначения, любой потребитель сможет определиться с выбором как основной, так и дополнительной отопительной системы для любого времени года.