Инверторные котлы отопления

Если инверторный сварочный аппарат стал в нашей жизни обыденным, то такое понятие, как инверторный котел отопления, еще непривычно. Давайте попробуем понять, что это за штука.

Многоликость электромагнитного поля

Чтобы энергия в виде тепла поступила в наш дом, ее надо откуда-то получить. Если не брать в расчет редко (пока еще) встречающиеся источники энергии, такие как приливы, ветер и тому подобное, основных видов используемой энергии 2: это тепло, получаемое за счет сгорания какого-либо топлива и за счет преобразования в тепло электромагнитных процессов.

Самым привычным для большинства методом использования электричества является применение нагревателей типа ТЭН. Принцип их работы предельно прост. Внутри ТЭНа находится спираль, обладающая большим электрическим сопротивлением. При прохождении через нее тока она нагревается, повышая температуру корпуса ТЭНа, который, в свою очередь, нагревает воду вокруг себя. Горячая вода поступает в батареи отопления, температура внутри помещения растет.

Но электромагнитное поле может преобразовывать электроэнергию в тепло не только таким способом. Уже почти 200 лет известно явление индукции. Если через катушку пропустить ток, то возникает магнитная индукция. Под его воздействием в сердечнике, находящемся внутри катушки, возникают вихревые токи, которые значительно повышают температуру этого сердечника. По этому принципу и работает инверторный котел. В качестве сердечника выступает труба с теплоносителем. Вода внутри нее нагревается и отводится в радиаторы отопления.

Инверторным такой котел называется потому, что для наибольшей эффективности целесообразно использовать ток высокой частоты.

Из-за наличия в конструкции преобразователя частоты котел и получил свое название.

Особенности котла

Если в обычном электрическом котле довольно длинная цепочка теплопередачи: спираль, корпус ТЭНа и лишь потом теплоноситель, то инверторное отопление в этом плане значительно продуктивней. КПД достигает 97% за счет того, что нагревается непосредственно труба с водой или иным теплоносителем.

Котел отопления, работающий по этому принципу, занимает не меньше места, чем обычный электрический, но ввиду особенностей своей работы потребляет меньше электроэнергии, что немаловажно с экономической точки зрения.

Принцип работы такого отопительного оборудования таков, что соприкосновения горячих и холодных частей просто нет, поэтому нет и усиленного износа деталей, а это повышает срок службы.

В отличие от ТЭНа, который может портиться от накипи или налета, образованного на его поверхности, инверторные батареи практически невосприимчивы к чистоте и составу теплоносителя.

Но есть и существенные недостатки. Одним из них является стоимость подобного оборудования. Такое отопление не из дешевых. Это объясняется тем, что таких котлов еще мало, они только начали завоевывать рынок. Со временем, с ростом количества, цена неизбежно снизится.

Но главной проблемой при использовании такого котла является, как ни странно, его высокий КПД. Индукционные токи настолько мощны, что при использовании их в других сферах сердечник может расплавиться за несколько секунд.

Поэтому инверторное отопление обязательно должно быть оснащено насосом для обеспечения циркуляции воды и надежной системой защиты. В случаях остановки теплоносителя или его вытекания инверторные котлы отопления должны немедленно отключаться во избежание оплавления труб. Такое отопление опасно надолго оставлять без присмотра.

Но эти проблемы решаемы, и наверняка в ближайшем будущем появятся новые модели, в которых подобные недостатки будут учтены, и использование инверторного оборудования упростится.

pikucha.ru

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.

Виды

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.

poluchi-teplo.ru

Конструкция инверторного отопительного котла

В инверторном котле нагрев теплоносителя происходит за счет конвертирования электрической энергии в тепловую, в итоге нагреваются батареи от электричества. Котел состоит из двух контуров: магнитного и теплообменного. Магнитный контур является катушкой проводника, закрепленной на диэлектрике. В этом контуре создается электромагнитное поле, которое воздействует на металлический сердечник, установленный в теплообменном контуре. Именно сердечник отдает полученную тепловую энергию теплоносителю. Инверторы отопительные считаются одним из наиболее перспективных видов отопительных устройств, которые можно применять как для отопления частных домов, так и в качестве отопителя для производственных зданий. 

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. 

Заключение

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.

teplospec.com

Общие характеристики устройства

Инвертор – это в первую очередь преобразователь постоянного тока в переменный. Параллельно он меняет амплитуду передачи и генерирует выходной сигнал подходящей частоты. Заряжать аккумуляторную батарею и контролировать ее текущую емкость сам по себе прибор не может.

Многие современные производители оснащают свои изделия сопутствующими элементами, дополнительными зарядными устройствами и контрольным управляющим блоком. Такие модели уже классифицируются как источники бесперебойного питания (ИБП) и обладают способностью решать более широкий спектр задач.

Интегрированные в отопительную систему, они следят за наличием тока в сети и, в случае внезапного аварийного отключения электрики, какое-то время поддерживают полноценную работу оборудования, таким способом предотвращая потенциально возможное замерзание воды в трубах и радиаторах (в зимнее время года), поломку отдельных фрагментов системы и прочие неприятные проблемы.

Простые, бюджетные изделия выполняют только одну прямую функцию – обеспечение котла энергией для работы в течение определенного количества времени. Сложные прогрессивные модули имеют расширенный потенциал. Помимо своей основной миссии, они действуют как стабилизаторы и выравнивают напряжение в системе, таким способом предохраняя оборудование от лишней нагрузки и выхода из строя.

Комплектация инверторных источников энергии

На современном рынке бытового сопутствующего оборудования инверторы представлены в нескольких вариантах. Отдельные бренды выпускают максимально простые агрегаты, работающие только в качестве преобразователей напряжения. Аккумуляторная батарея изначально в комплект таких модулей не входит, но ее подключение конструкцией допускается, и пользователь может в будущем докупить этот элемент отдельно.

Некоторые виды инверторов имеют встроенный аккумулятор определенной, как правило, небольшой емкости, однако наращивание его объемов за счет внешних дополнительных батарей не представляется возможным. Приборы такого типа поддерживают работу отопительного оборудования в течение короткого времени и по большей части служат для того, чтобы владелец мог корректно отключить систему от электропитания при аварийной ситуации.

В универсальные агрегаты встраивают базовый аккумулятор. Расширение емкости прибора осуществляют путем добавления внешних батарей. Таким способом продолжительность работы устройства увеличивают с нескольких часов до нескольких дней.

Конструкционные особенности изделия

Инвертор имеет оптимальные габариты и по форме напоминает параллелепипед. Ставится на пол в непосредственной близости от котла или монтируется на стену (если это предусмотрено конструкционными особенностями приобретенной модели).

В продвинутых моделях внутри корпуса располагаются блок управления с системой переключения котла и базовая аккумуляторная батарея. Первый узел держит под контролем наличие энергии и своевременно переключает оборудование на автономный режим работы, если в центральной сети возникают перебои с подачей ресурса.

Второй узел (аккумулятор) обеспечивает питание всех электронных элементов котла на весь период отключения энергии или до того момента, пока не закончится заряд.

Как классифицируются приборы

Почти все инверторные устройства являются составными элементами ИБП (источник бесперебойного питания) и выполняют одну и ту же функцию – преобразуют постоянный ток от аккумулятора в переменный.

В случае неожиданного отключения света резервная система электрообеспечения активируется, а греющее оборудование мгновенно переходит на автономный режим работы. Это позволяет поддерживать полноценное функционирование отопления на протяжении определенного временного отрезка — от нескольких часов до нескольких дней.

По принципу действия аппараты подразделяются на три вида:

• Off-line (резервный);
• Line-interactive (линейно-интерактивный);
• On-line (двойного преобразования).

Каждый тип прибора имеет свои специфические характеристики и возможности, позволяющие решать разноплановые задачи. После досконального изучения параметров всех трех устройств, подобрать для себя оптимальный вариант не составит никакого труда.

Принцип работы агрегатов Off-line

Off-line-модель имеет простую конструкцию и считается резервной. Когда электросеть функционирует в стандартном режиме и демонстрирует стабильность, а напряжение не «скачет» между крайними показателями, прибор «спит» и не участвует в работе бытовой отопительной системы.

Если уровень тока снижается до 175 В, агрегат переводит греющий котел на подпитку от аккумуляторной батареи. Как только ситуация восстанавливается, инверторный ИБП переподключает теплотехнику обратно к основной сети.

Каждый переход с основного источника питания к автономному и обратно длится не более 10-15 секунд и никак не сказывается на функционале греющего оборудования. Рабочий диапазон большинства преобразователей офф-лайнового типа лежит в отрезке 170-270 В.

При постоянно «скачущем» напряжении переключение с главной системы на автономную происходит слишком часто и ведет к быстрому износу аккумуляторных батарей и самого устройства. Стабилизаторы в комплект прибора не входят, поэтому при подключении, как на входе, так и на выходе, сетевое напряжение не меняется.

В зависимости от изготовителя и модели, резервные приборы могут эффективно работать с электротехникой мощностью от 300 до 3 500 Ватт. В некоторых изделиях предусмотрены цикличное функционирование и способность в течение суток и более не давать промерзать коммуникационным фрагментам отопительной системы.

Как ведут себя модули Line-interactive

Линейно-интерактивный (Line-interactive) прибор представляет собой устройство коммутационного типа и считается оптимальным вариантом универсального оборудования. Конструкционно изделие состоит из офф-лайнового источника, преобразователя, переключающегося реле и низкочастотного стабилизаторного устройства.

В стандартном режиме работы агрегата греющая техника потребляет ресурс центральной энергетической магистрали. Выходное напряжение контролируют стабилизатор и специальные фильтры (у некоторых моделей), сглаживающие возникающие шумы и нейтрализующие помехи сети, к которой подключен сам котел.

Агрегаты линейно-интерактивного типа питают полезной энергией электроприборы в течение очень короткого промежутка времени (не более 20 минут).

Для обеспечения ресурсом греющих котлов используют не обычные линейники, а усовершенствованные изделия с функцией расширения, предусматривающие подключение дополнительной внешней аккумуляторной батареи. Такие приборы могут поддерживать работу котла в течение более длительного времени (до 10 часов в зависимости от производителя).

Встроенный токовый стабилизатор дает возможность оборудованию корректно работать без перехода на батарею при расширенном диапазоне напряжения. Прибор дает резервное питание от аккумулятора и выравнивает сетевое напряжение. К минусам изделий относят невозможность коррекции поточной частоты тока и минимальное сглаживание синусоиды (не более 20%).

Особенности on-line аппаратов

Онлайновые приборы работают в постоянном режиме. Условная схема подключения греющего оборудования в таком варианте строится в такой последовательности:

• центральная электрическая сеть;
• инверторный источник бесперебойного питания;
• отопительный котел.

Принцип функционирования устройства сводится к повторному преобразованию общих параметров электрической сети. На первом этапе при входе в инвертор переменное напряжение преобразуется в стабильный эквивалент с показателем 12 В. Потом происходит обратный маневр и на выходе из инверторного аппарата напряжение превращается в переменное со значением 220 В.

Главный плюс системы такого плана – это обеспечение блока питания отапливающего котла высококачественным напряжением. Среди минусов всего две позиции: высокая стоимость преобразовательного оборудования и низкий уровень производительности.

Достоинства и недостатки оборудования

Инвертор удобен тем, что не привязан к определенному виду источника постоянного напряжения. Агрегат можно запитать с помощью обычного автомобильного аккумулятора, генераторной установки с простым принципом выпрямления сигнала или же от батарей ИБП. Если модуль не имеет встроенного зарядного устройства, хозяевам придется лично контролировать уровень емкости и степень разрядки аппарата.

Среди главных достоинств аппарата:

• широкий модельный ряд и возможность подобрать изделие с почти идеальной выходной синусоидой;
• корректная работа со всеми источниками номинального напряжения и постоянного тока;
• разумная стоимость по сравнению с другими аналогичными агрегатами схожей мощности;
• отсутствие ограничений на наращивания емкости аккумулятора и продолжительность автономного функционирования.

К недостаткам относятся такие критерии, как:

• отсутствие контроля за уровнем зарядки/разрядки аккумулятора;
• настройка порога срабатывания не подлежит дополнительной коррекции;
• необходимость обустройства внешней коммуникационной схемы для автоматической активации при отключившемся электричестве в жилом помещении;
• высокая стоимость «навороченных» модулей с широким перечнем возможностей.

Окончательный выбор подходящего устройства строго индивидуален. Все зависит от того, насколько сильно в сети «прыгает» напряжение, как часто потребителей отключает от подачи ресурса центральная электросистема и насколько долго приходится сидеть без света.

Основные правила выбора модуля

Планируя приобретение инвертора для котла, нужно обратить самое пристальное внимание на такие параметры, как:

• показатель входного напряжения и тока;
• уровень выходного напряжения;
• степень искажения синусоиды выходного напряжения;
• фактический коэффициент преобразования;
• общая мощность на выходе.

Для бытовых газовых котлов, в основном, используют инверторные установки 12-220. Эти агрегаты преобразуют постоянное напряжение аккумуляторной батареи 12 В в синусоидальное напряжение 220 В с минимальным искажением.

Можно обзавестись и более мощной связкой агрегатов (преобразователь 24-220 и аккумуляторная батарея 24 В), но при этом необходимо точно выяснить, на какой максимальный показатель входного тока рассчитан инвертор. Только после получения этой информации стоит приступать к покупке.

Контроллер и управляющий блок популярных газовых котлов обычно потребляют мощность около 150-200 ВТ. Электронасос, отвечающий за правильную циркуляцию греющей жидкости в системе, берет еще 125-150 Вт. Для определения показателя необходимой мощности инвертора эти данные нужно сложить и умножить на 2,5 для учета объема стартового тока в момент запуска.

Готовые цифры необходимо еще раз умножить на 1,2, чтобы учесть некоторый запас мощности. Полученные данные запомнить или записать. При покупке инвертора проследить, чтобы заявленная производителем базовая мощность непременно превысила вычисленные показатели.

Перечень популярных моделей и производителей

В сегменте рынка электротехники работает много отечественных и зарубежных компаний, фирм и организаций. Некоторые из них выпускают товар по лицензии, другие разрабатывают собственные технологии и предлагают клиентам уникальные, прогрессивные и конкурентоспособные продукты по вполне разумной цене.

Устройство компании ЭТК «Энергия»

Инвертор Энергия ПН-500 – недорогой практичный прибор, обеспечивающий бесперебойную подачу питания для современных котлов малой мощности. Изготовлен на производственных мощностях ЭТК «Энергия» — одного из лидеров отечественного электротехнического рынка.

Подключение к прибору одной базовой аккумуляторной батареи обеспечивает полноценную автономную работу топливного котла в течение 6-7 часов. Если подсоединить вторую батарею, продолжительность функционирования увеличится в два раза.

Агрегат выдает на выходе чистый синус, способствующий сохранению дорогой электронной «начинки» современных греющих котлов. Когда работа центральной электросистемы нормализуется, инвертор самостоятельно переходит в режим стабилизации напряжения и предохраняет котел от внезапных скачков напряжения.

Прибор «Елим-Украина»

Компания «Елим-Украина» работает на рынке электрического оборудования более 10 лет и пользуется уважением у клиентов. Приборы, выпущенные под этой торговой маркой, имеют импульсный блок питания, приятную для глаза светодиодную индикацию и демонстрируют предельно высокий уровень КПД (до 98%). Выдают чистый синусоидный сигнал без искажения и пиковых уровней перенапряжения.

Оснащены защитой от перегрева, общей перегрузки и глубокой разрядки АКБ. Одна из расширительных опций позволяет присоединить к оборудованию дополнительную батарею любой емкости для поддержания автономной работы греющей системы даже при отсутствии напряжения в центральных магистральных сетях в течение суток и более.

Агрегат Rucelf UPI-400-12-EL

Прибор Rucelf UPI-400-12-EL относится к разряду линейно-интерактивных источников энергии. Имеет встроенный стабилизатор, который при наличии даже минимального сетевого напряжения выравнивает токовый поток, не задействовав АКБ. Это дает возможность экономно расходовать ресурс аккумуляторных батарей, не перегружая и продлевая срок их службы.

Разумная стоимость – еще одна характерная черта продукции российской компании Rucelf.

Благодаря этому, клиенты могут создать полноценную автономную инфраструктуру для подпитки греющих систем во время аварийного отключения электроэнергии или перепадов напряжения.

Полезное видео по теме

Как правильно купить инвертор и подобрать к нему аккумуляторную батарею оптимальной емкости. Как установить оборудование на котел и навсегда забыть про перебои с электрикой: советы и подсказки.

Подробный обзор устройства, принципов работы и функционала популярной модели инверторного агрегата напряжения с чистой синусоидой.

Как себя ведет в работе инверторный преобразователь напряжения, не имеющий внутри корпуса встроенной аккумуляторной батареи.

Установка инверторного прибора на отопительный котел позволяет греющей системе корректно функционировать в момент интенсивных перепадов напряжения и при общем отключении света. Хозяева не ощущают никаких неудобств в связи с отсутствием электричества и не замерзают, если эта неприятная ситуация случается в холодное время года.

Кроме того, аппарат защищает коммуникационные элементы от возможных поломок, спровоцированных неожиданным отключением света, и помогает оборудованию проработать как можно дольше и с максимальной эффективностью.

sovet-ingenera.com

Устройство и принцип работы

Чтобы объяснить, как устроен этот котел, и как он работает, необходимо сначала напомнить, как работают обычные электрические котлы. В них теплоноситель нагревается специальными трубчатыми нагревательными элементами (ТЭНами), которые находятся в непосредственном соприкосновении с теплоносителем. От мощности используемого ТЭНа зависит и температура в системе отопления.

Инверторные (индукционные) котлы работают совершенно по другому принципу, в основе которого лежит магнитная индукция. Отсюда совершенно другая конструкция аппарата. Давайте рассмотрим ее подробнее.

Основной элемент устройства — трансформатор (инвертор, индуктор), отсюда и само название отопительного котла. В трансформаторе есть две катушки (обмотки), каждая из которых отвечает за свою функцию.

1. Первичная, она же сам корпус котла, является короткозамкнутой.
2. Вторичная постоянно находится под напряжением. Именно она и замыкается на подаче электрического тока. Эту обмотку называют катушкой индуктивности.

В котле есть два патрубка для входа и выхода теплоносителя. При подаче энергоносителя на вторичную катушку образуется магнитное поле, которое источает достаточно большое количество тепловой энергии. Вода, проходящая сквозь магнитное поле, нагревается. Это простое объяснение, как работает инверторный отопительный котел.

Теперь об устройстве. Так как вторичная обмотка может располагаться по-разному, то соответственно и конструкция инверторного котла может быть различной. Все зависит от того, в каком направлении (горизонтально или вертикально) будут расположены витки катушки. К примеру, за основу теплообменника берется обычная металлическая труба, которая устанавливается вертикально по отношению к виткам обмотки. То есть, чтобы нагреть эту трубу, по которой будет перемещаться теплоноситель, необходимо всего лишь обмотать ее витками по периметру в виде катушки сверху вниз или наоборот. В этом случае направление не имеет значения.

Эта конструкция по своим размерам будет длинной, но узкой. По сути, у вас получится труба в трубе, потому что теплообменник необходимо хорошо теплоизолировать, заключив его в утеплитель и внешний корпус (обычно металлический). Но можно предложить и совершенно другую конструкцию, хотя по своим чисто конструктивным особенностям она в точности повторяет предыдущую. Отличительная особенность – это индукционная катушка, которая не просто обматывает теплообменную трубу по периметру, а захватывает вдоль ее длину. Каждый ее виток полностью охватывает длину прибора. Это более сложная система, но не будем утверждать, что она более эффективная. Просто мы предлагаем к рассмотрению несколько модификаций.

Преимущества и недостатки

Инверторный котёл

Начнем с преимуществ, потому что по самой конструкции инверторных котлов становится понятным, что они в первую очередь намного экономичнее традиционных электрических агрегатов для отопления. И это, наверное, самое главное их преимущество. Но есть и другие достоинства:

• Полное отсутствие нагревательного элемента в прямом смысле этого слова. А, значит, срок эксплуатации прибора значительно увеличивается.
• Снижение требований к качественным характеристикам теплоносителя. Так как вторичная индукционная катушка не входит в прямое соприкосновение с теплоносителем, то негативного воздействия с его стороны она не получает.
• Низкая инертность нагрева. Это позволяет увеличить коэффициент полезного действия даже в отопительных системах, где установлен циркуляционный насос.
• Есть возможность изготовить самодельный инверторный (индукционный) котел. Об этом чуть ниже.

И несколько отрицательных позиций.

• Что ни говори, а электрические котлы инверторного типа стоят дороже обычных ТЭНовых.
• Если вы решаете установить отопительный котел инверторного типа для отопления загородного дома большой площадью, то придется выбирать огромный по размерам и весу индукционный котел. Потому что количество витков в его вторичной катушке должно быть большим. Только так можно нагреть большой объем теплоносителя в системе.
• К тому же регулировать мощность прибора и температуру теплоносителя в данной модели очень сложно, поэтому эти котлы снабжаются сложной системой автоматики.

Механизм устройства

Несколько слов о самодельных инверторных (индукционных) котлах отопления. Существует огромное количество различных конструкций, которые сегодня общедоступны в Интернете. Умельцы из разных материалов по разным чертежам изготавливают их и рекламируют, как самые дешевые и надежные агрегаты. Скажем так, есть среди них на самом деле заслуживающие внимания, с гарантированным качеством и высокими показателями безопасности. Но основная масса конструкций – это непроверенные, без гарантий устройства, которые страшно использовать в системе отопления частного дома.

Не забывайте, что в отопительных системах в качестве теплоносителя чаще всего используется вода. Неграмотно проведенная сборка прибора может привести к короткому замыканию. Хорошо, если катушка просто сгорит, не причинив вреда людям. Поэтому рекомендуем, если вы не специалисты, то не стоит создавать себе очередную головную боль. Лучше купить готовый заводской вариант. Это и высокое качество, и гарантии долгосрочной эксплуатации и безопасности.

Статьи по теме:

Современное жилище является чрезвычайно уязвимым в части перебоев централизованных подач электричества, холодной воды и газа. Наиболее всего эта зависимость проявляется в работе системы отопления дома, которая зависит и от подачи воды как теплоносителя, и газа, как одного из вариантов нагрева теплоносителя. Но наихудшая ситуация возникает при отключении электроэнергии.

Без постоянного электропитания прекратят работ греющий газовый котел, циркуляционный насос и управляющая автоматика. В доме воцарится холод. Если учесть, что при последующем включении обязательно наблюдается скачок напряжения, на который моментально среагирует котловая автоматика и заблокирует работу котла, то возникает необходимость человеческого участия для включения системы отопления при восстановленной подаче электропитания. Но элементарная житейская ситуация, когда никого нет дома, либо дома престарелый или больной человек, и запустить системы жизнеобеспечения жилья некому, чревата тяжелыми последствиями. На выручку придут инверторные батареи отопления.

Инвертор для котла в системе отопления

В переводе с латинского invertere означает «обращение, превращение». Так назвали устройства, преобразующие постоянный электрический ток в переменный. Для областей с холодной зимой остановка отопительного котла грозит разрывом трубопроводов водоснабжения и отопления, разрушением отделочных материалов, появлением трещин в строительных конструкциях. В последние годы инверторные преобразователи для котельного оборудования стали достойной альтернативой индивидуальным генераторам.

Для инвертора источником питания служат специальные аккумуляторные батареи, которые при отключении внешней электросети в течение 10 мс, то есть практически мгновенно, будут задействованы для подачи питания переменным электротоком 220 В всем потребителям, подключенным  через инвертор, в том числе отопительному котлу и насосу. При возобновлении подачи сетевого электропитания инвертор автоматически переводит их на штатный режим работы и приступает к зарядке батарей.

Функционирование инверторного блока — автоматическое переключение режимов и потребителей, зарядку батарей и обеспечение номинальных параметров напряжения — отслеживает установленный в нем микропроцессор.

Это важно! Допускается  к базовому количеству батарей инвертора подключать дополнительные батареи. Тогда время автономного питания пропорционально увеличивается.

Преимущества инвертора перед генератором тока при использовании в системах отопления

Преимуществ инвертора предостаточно как с технической стороны, так и с позиции обычного обслуживания и содержания в домашних условиях.

Запуск системы, готовность к работе

• Запуск генератора осуществляется чаще всего вручную. Для этого владельцу нужно выскакивать в морозную погоду в специальное помещение с размещенным там генератором. Заливка топлива (бензин), переключения рубильников и сама процедура запуска — не для пожилых людей, а детей вообще запрещено близко подпускать к бензину и электрощиту. Вдобавок, генератор практически никогда с первого раза, пока холодный, не запустится.
• Инвертор в течение 10 миллисекунд незаметно для всех автоматически запустит аккумуляторную систему питания.

Отсутствие шума при работе

Отсутствие выхлопных газов

• Выхлопные газы генератора необходимо отводить из помещения при помощи высоких газоотводящих труб, портящих своим видом весь окружающий ландшафт.
• Инверторы выхлопных газов не выбрасывают.

Пожаробезопасность

Размещение аппаратуры допустимо в любом помещении

Суммарные расходы за период эксплуатации на много ниже

Если просуммировать расходы на приобретение инвертора или генератора, а также на их обслуживание, то в условную «смету» для генератора дополнительно войдут обязательные затраты на постройку специального теплого помещения с шумовой защитой и системой газоудаления, постоянные затраты на жидкое топливо, оснащение специальными рубильниками, электрощитом, заземлением и защитой от блуждающих токов, затраты на периодическое техобслуживание оборудования. Для 12-летнего срока эксплуатации гелевых аккумуляторов в составе инвертора общие расходы, включая стоимость инвертора, окажутся на много ниже, чем аналогичные для генератора.

Содержание

С относительно недавних пор инверторный котел отопления стал доступным не только для промышленных предприятий, но и для бытовых потребителей.

Принцип действия, заложенный в основу его работы, был открыт М. Фарадеем в XIX веке и известен как электромагнитная индукция. Поэтому такой котел еще называют индукционным.

Устройство имеет несколько (пару основных и внешний защитный) цилиндрических контуров, вложенных друг в друга как матрешки:

1. Внутренний, в котором, протекая, прогревается теплоноситель;
2. электрический, через который проходит ток высокой частоты, обеспечивающий бесконтактный нагрев теплоносителя;
3. Внешний, выполняющий функцию тепло/электроизолятора.

Инвертор обеспечивает требуемые характеристики питания электрического контура. Некоторые модели таких устройств, как правило, небольшой мощности, имеют дополнительно возможность работы от аккумуляторов.

Преимущества

Почему же можно предпочесть твердотопливному, газовому или, скажем, классическому электрическому котлу (с ТЭН) тот прибор, что описан выше? Сделаем небольшое сравнение.

Для правильной оценки при выборе необходимо знать и недостатки, хоть их у такого устройства сравнительно немного:

• относительно большая масса;
• область применения ограничивается закрытыми системами.

В части достоинств начнем с немаловажного в наше время показателя – с цены. Безусловно, покупка любого из котлов, работающих на топливе (взять, например, те же газовые), обойдется дороже рассматриваемого варианта. Если же сопоставлять электрические устройства между собой – тут сравнение будет не в пользу индукционного.

Впрочем, не стоит исключать возможность сделать его своими руками, что позволит дополнительно немного сэкономить. Единственное, что может вызвать скептический настрой – это довольно высокие тарифы на электроэнергию. Но тут можно заметить, что топливо-то ведь тоже в последнее время недешевое, а постоянное усовершенствование инверторов ведется в первую очередь с целью улучшения показателей их экономичности.

В отношении безопасности эксплуатации наш вариант является предпочтительным по ряду причин:

• из-за особенностей конструкции вероятность утечки теплоносителя вследствие разгерметизации корпуса практически исключена;
• при условии правильного монтажа пожаробезопасность, по сравнению с котлами на горючем топливе (газовые, угольные, дровяные и др.), также на недосягаемом уровне.

Кстати, о теплоносителе: устройство не накладывает на его выбор никаких ограничений, что, безусловно, большой плюс.

Немаловажным является и то, что теплоноситель в таком котле начнет шустро прогреваться сразу после запуска, что при наличии центробежного насоса наполнит ваше жилище теплом практически мгновенно.

Добавьте ко всему перечисленному длительный срок службы, стремящийся к идеальному КПД, нетребовательность в техническом обслуживании, низкий уровень шума, а также возможность изготовления и монтажа своими руками, и у вас больше не возникнет вопросов по поводу выбора.

Купить или изготовить своими руками?

Из доступных в продаже бытовых моделей котлов в настоящее время представлены:

• однофазные (мощностью от 2,5 кВт);
• трехфазные (мощностью от 7 кВт).

Схема устройства инверторного котла отопления

По мощности изделие подбирается в зависимости от отапливаемого объема.

Если вы решите соорудить такой прибор своими руками, вам, помимо закупки необходимых для изготовления материалов (инвертора, труб для контуров, провода для катушки, соединительных элементов и проч.) и расчета, следует также:

• учесть значительное увеличение нагрузки на электропроводку и возможную потребность подведения дополнительных контуров;
• убедиться, что ваша система отопления – закрытого типа, и оснащена устройством для обеспечения циркуляции теплоносителя, а соединительными элементами в ней являются пластиковые ППР-трубы ;
• не забыть предусмотреть в конструкции клапан для спуска воздуха.

Монтаж

Установка индукционного котла своими руками не доставит особых хлопот. Необходимо лишь придерживаться ряда правил:

1. не забудьте об обязательной установке в системе расширительного бака и, в большинстве случаев, циркуляционного насоса;
2. питающая электросеть и проводка должны соответствовать мощности устройства, совсем не лишней будет защитная автоматика;
3. котел следует расположить на некотором расстоянии относительно ближайших предметов;
4. прибор должен быть непременно заземлен.

Способы установки инвенторных нагревателей

Отсутствие надобности в оборудовании отдельного помещения под индуктивный котел, его неприхотливость в обслуживании, безопасность, бесшумность и другие многочисленные достоинства дают этому прибору неоспоримое преимущество перед другими устройствами подобного назначения.

Оснащение его чем-нибудь вроде электронного программатора позволит вдобавок дистанционно управлять теплом в жилище, что может оказаться приятным дополнением для владельцев периодически посещаемых загородных домиков.

sistema-otopleniya.ru

Другие статьи по теме:

Как рассчитать мощность котла для дома Индукционный котел Газовая колонка в квартире плюсы и минусы Турбированные газовые котлы Индукционные котлы Энергонезависимый газовый котел