Инверторные котлы отопления для частного дома, принцип их работы, монтаж

Применение электрической энергии для отопления имеет множество преимуществ. Так, если сравнивать такую систему с газовым отоплением, то стоит отметить, что электричество есть в каждом доме. Для электрокотла не нужно разрешение, такие котлы небольшие, а цена их меньше. Конечно, стоимость электроэнергии для некоторых пользователей может полностью нивелировать преимущества. Но в настоящее время разработки направлены на повышение КПД котлов, уменьшение потерь тепла. И самая перспективная система в данном случае – это инверторные котлы отопления.

Инверторный котел отопления

Что собой представляют и для чего нужны инверторы для котла отопления

Инвертор – это преобразователь постоянного тока в переменный с изменением величины напряжения. Он питается от встроенного или внешнего аккумулятора с напряжением 12, 24 или 48 В и генерирует на выходе напряжение 220 В, характерное стандартной однофазной бытовой электросети. Современные инверторы для котлов отопления также выдают стабильную синусоиду частотой 50 Гц, именно такая частота требуется для работы энергозависимых котлов.

Пример установленного и подключенного инвертора с двумя внешними аккумуляторами (12 В) в котельной с газовым котлом и буферной емкостью.

Хотя оборудование не является обязательным, его важность часто недооценивают. Инвертор необходим, чтобы:

• в автоматическом режиме, без перебоя в работе обеспечить нормальное питание любому энергозависимому котлу в случае перебоя в электроснабжении;
• восстановить нормальное напряжение 220 В в случае падения напряжения в сети ниже критической отметки, необходимой для работы котла;
• предотвратить замерзание системы отопления и ее повреждение вследствие отключения котла (если в качестве теплоносителя не используется антифриз);
• предотвратить выход из строя комплектующих котла вследствие скачка или падения напряжения, чаще всего это электронная плата управления (автоматика). Особенно уязвимы дорогостоящие котлы со сложной автоматикой такие, как Viessmann , Vaillant, Lamborgini , Ferroli , но также это касается и котлов российского производства, например энергозависимых моделей Лемакс . В таком случае инвертор отключит внешнее питание от электросети и на определенное время обеспечит нормальные характеристики электрического тока.

Многие производители оснащают современные модели инверторов дополнительными модулями: зарядным устройством, контроллером и т.д.. Это стирает многие отличия от ИБП (источников бесперебойного питания, имеющих более широкий функционал) и вызывает путаницу. В зависимости от модели, современный инвертор может иметь даже больший функционал, чем ИБП, хотя в классическом виде преобразователь напряжения – это лишь один из элементов источника бесперебойного питания.

Поэтому выбор между приборами неоднозначный, мы рекомендуем всегда сравнивать не разницу между приборами в целом, а возможности и стоимость конкретной модели преобразователя с возможностями и стоимостью конкретной модели источника бесперебойного питания.

Но в целом главное знать, что самый простой инвертор обеспечивает более длительное питание (от 2-4 часов и более), чем самый простой ИБП (от 20 до 30 мин). При этом стоимость бюджетного преобразователя даже с учетом покупки аккумулятора в среднем в 2 раза ниже, чем стоимость бюджетного бесперебойника.

Зачем нужен для газового котла

Если не ориентироваться на энергонезависимость, то полнофункциональный современный газовый котел требует подключения к электросети для питания платы управления с контроллером, циркуляционного насоса и группы блоков управления, которые можно распределить по дому. Подобная совокупность оборудования позволяет полностью и в точности контролировать обогрев дома, поднимая отопление на более высокую планку, обеспечивая высокий комфорт жизни в доме. Если все так и обстоит, то при отключении электричества отопление, к сожалению, полностью останавливается.

Чтобы не остаться без отопления, следует заранее предусмотреть резервный источник питания для газового котла и всего вспомогательного оборудования. В числе вариантов: газовый или дизельный (бензиновый) генератор, источник бесперебойного питания (ИБП) или инвертор.

Установка генератора требует больших капитальных вложений, потому ИБП и инверторы получили большее распространение. В них электричество запасается впрок в аккумуляторах и при необходимости отдается нагрузке, котлу. Чаще электричество если и отключается, то ненадолго, так что запасенной в аккумуляторах энергии вполне хватает, чтобы котел не остановился и теплоноситель не остыл.

Основное требование к любому резервному источнику питания для газового котла – стабильная синусоида и амплитуда по напряжению на выходе. Никаких собственных преобразователей или стабилизаторов газовый котел не имеет, потому любые скачки или отклонения будут влиять на качество работы контроллера, показания датчиков. Форма синусоиды критична для циркуляционного насоса. Чем правильнее форма синусоиды, чем стабильнее частота тока. Тем лучше работает насос.

Бытовые и компьютерные ИБП выдают сигнал лишь отчасти подобный синусоиде, больше похожий на чередующиеся прямоугольные импульсы. Для поставленных целей этого достаточно, в компьютерной и офисной технике имеются свои собственные блоки питания, преобразующие входное напряжение.

Сводя все вышеописанное воедино, становится понятным, почему для котлов отопления блоки бесперебойного питания и инверторы проектируются и производятся отдельно и с повышенным требованием к характеристикам выходного сигнала.

Устройство и принцип работы

Принцип действия инвертора как отдельного элемента довольно прост. Чтобы обеспечить питание работающего от переменного напряжения потребителя (котла), подключив источник постоянного тока (аккумулятор), необходимо подключить источник сначала одной полярностью, затем отключить и подключить его уже обратной полярностью. Соответственно, чтобы получить требуемую частоту 50 Гц, необходимо произвести алгоритм переключения 50 раз в секунду, что и делают современные инверторы.

Функции переключения выполняет электронная плата с набором транзисторов или тристоров, работающих в ключевом режиме. Преобразователи мощностью свыше 300 Ватт выделяют при такой работе большое количество тепловой энергии, поэтому дополнительно оснащаются системой охлаждения.

Схема, отображающая принцип работы инвертора напряжения.

Рассмотрим принцип работы инвертора на примере схематического изображения выше. Слева изображен аккумулятор UА с клеммами 1—2 и котел RHLH1 активно-индуктивного характера с клеммами 3—4. В момент времени I котел клеммами 3—4 подключается к клеммам 1—2UА, при этом напрвление тока – от UА к LHRH1. В следующий момент времени II клеммы 3—4 изменяют свое положение и направление тока меняется на противоположное относительно котла – потребителя электрической энергии.

Почему стоит купить электрокотел

Существует множество вариантов обогрева жилища. Выбор зависит от доступности того или иного ресурса, условий использования. Так газовая магистраль может находиться вдали от частной постройки. В этом случае подключить газовое оборудование не получится. Теплогенераторы, работающие на твердом либо жидком топливе, нуждаются в организации особых условий. Для хранения сырья нужно выделять определенное место. К тому же требуется и постоянный контроль за функционированием агрегата.
В этом плане электрический котел 220 является более практичным и простым в обслуживании. Монтаж его проводится достаточно просто, работает прибор стабильно, не занимает много места. Конечно, стоимость электроэнергии постоянно растет. Но это не снижает популярности агрегатов данного типа. Тем более, сегодня существуют энергосберегающие модели.

Многие владельцы загородных участков отдают предпочтение котлам, работающим от электроэнергии.

Некоторые модели данных агрегатов могут обеспечивать помещение не только теплом, но и горячей водой. В городских квартирах иногда тоже устанавливают электрокотлы. Надо отметить, что электрический котел для сауны также может с успехом применяться. Есть приборы, управлять которыми можно дистанционно. Так можно включить котел, еще находясь в дороге, чтобы по приезду баня была уже достаточно прогрета. Поэтому во многих случаях, электрообогреватели являются прекрасной альтернативой другим типам теплогенераторов.

Просто и доступно о видах преобразователей напряжения

Вид инвертора – это основной критерий при выборе, с которым необходимо определиться в первую очередь. Каждый из видов обладает определенными свойствами, алгоритмом работы и характеристиками.

Off-line

Off-line инверторы также называют резервными, они имеют наиболее простую конструкцию и алгоритм работы:

1. При нормальном напряжении в электросети, инвертор бездействует, а котел работает в штатном режиме, исключительно от электросети.
2. Как только напряжение в электрической сети снижается ниже критической отметки (обычно 175-190 В) или пропадает вовсе, инвертор мгновенно переключает питание котла на подключенный к преобразователю аккумулятор. Переключение происходит незаметно, в современных моделях за 4-8 мс, чего достаточно для бесперебойной работы котлоагрегата.
3. Как только напряжение в электрической сети восстанавливается, инвертор переключает питание на основную сеть и переходит в режим ожидания.

Рекомендуем: Фольгированные утеплители: разновидности, свойства и возможности использования
Также большинство приборов рассчитаны и на превышение напряжения, обычно они срабатывают при значениях свыше 260-300 В. Off-line инверторы наиболее простые и недорогие, цены на них начинаются от 4 тыс. руб.

Однако их лучше не использовать, если напряжение в электросети скачет слишком часто или постоянно. При такой нестабильности преобразователь производит переключения с основного источника питания на резервный слишком часто, что приводит к очень быстрому износу аккумуляторов.

Line-interactive

Линейно-интерактивные (Line-interactive) преобразователи напряжения являются наиболее оптимальными и универсальными для современного котла отопления. Помимо преобразователя и переключающего реле, как в Off-line приборах, в линейно-интерактивных моделях используется стабилизатор напряжения.

В стандартном режиме котел все так же потребляет электроэнергию из основной сети, однако напряжение выравнивается встроенным стабилизатором, некоторые более технологичные модели оснащены дополнительными фильтрами, сглаживающими шумы, устраняющими помехи в сети и т.д. При такой работе аккумулятор используется реже, а эффективность использования электроэнергии (КПД) гораздо выше.

Линейно-интерактивные модели часто имеют встроенный аккумулятор, способный обеспечить работу котла на протяжении 20-120 минут, при этом также возможно и подключение внешних дополнительных аккумуляторов, способных продлить автономность до нескольких дней.

Line-interactive инвертора достаточно всегда будет достаточно для любого газового, твердотопливного или маломощного электрического котла. Однако недостатки у такого оборудования также есть – слабое сглаживание синусоиды при помехах, нарушение ее равномерности при глубоких просадках или перепадах (время переключения 4-6 мс не защищает слишком чувствительные модули).

On-line

Наиболее технологичные и дорогостоящие инверторы с двойным преобразованием. Упрощенный алгоритм работы выглядит так:

1. На входе инвертор преобразует переменное напряжение электрической сети в постоянное, величиной 12 В.
2. На выходе инвертор преобразовывает 12 V в 220 V с идеально чистой синусоидой частотой 50 Гц.

Аккумуляторы в таком устройстве выполняют роль буферной емкости, необходимой для выравнивания параметров тока. Преимуществом технологии является то, что котел не контактирует с электрической сетью напрямую и при любых параметрах тока в сети получает идеальную, чистую синусоиду, выдаваемую инвертором. Однако в виду двойного преобразования, КПД такого оборудования ниже, до 90%.

Разновидности инверторного обогревателя

Приборы могут работать на сжиженном газе, подходят для дачных домиков
Инвертор способен изменить характеристики обогревателя, если последний имеет электронное управление. Собственно конструкция отопителя значения не имеет. Но так как технология дорогая, устанавливают блок на моделях высокого класса.

По типу крепления

Данные агрегаты могут быть напольными, настенными и плинтусными.

• Напольные отличаются наличием колес, что позволяет транспортировать агрегат из одной комнаты в другую. Это говорит о том, что напольные варианты мобильны. Например, при нагревании одной комнаты можно будет следом прогреть другую. А учитывая малое электропотребление, это устройство имеет ещё больше плюсов.

• Настенные приборы монтируются на вертикальные поверхности. Менее мобильны, чем напольные или плинтусные.

• Плинтусные обогреватели из-за особого строения могут достигать в длину 2,5 метров. Имеют принцип работы водяного плинтуса, когда вся территория обогревается сразу. Плюсом считается ещё и то, что наличие каких-либо холодных мест пресекается создаваемым теплом, предотвращаются различные изменения в температуре помещения, не происходит запотевания комнат. Такой вид техники можно также спокойно передвигать и транспортировать, как и напольный.

По типу нагревательного элемента

Представлены в 3-х видах:

• электрический;
• газовый;
• энергосберегающий.

Электрические функционируют от электросети. Такие приборы популярны среди тех, кто приобретает их для квартиры.

Газовые модели функционируют за счет газа. Основной функцией является поддержание тепла на небольших территориях или даже в некоторых неотапливаемых помещениях. Плюсом считается то, что при малых затратах на топливо, прибор эффективно обогревает всё помещение.

Эргономичность, простота и высокая мобильность делают их идеальным вариантом за свою цену.

Энергосберегающий подойдет для тех людей, у которых не особо мощная система электросети. Учитывая повышенный КПД (по сравнению с другой техникой подобного вида), эта особенность делает такой тип техники ещё предпочтительнее. Если посмотреть статистические расчеты, то можно увидеть, что общее количество сэкономленного электричества составляет до 60%. Очень серьезные цифры, особенно с высоким КПД.

Также сами элементы могут быть разных видов.

• Нагревательный элемент в форме ленты или иглы. Петли расположены по сторонам от пластины, причем эти петли являются ломкими. Из-за того, что в конструкции ребра не предусмотрены, воздух нагревается довольно медленно. Сейчас редко можно встретить подобную технику, так как её уже давно не выпускают.

• Нагревать может и ТЭН (трубчатый электронагреватель). Трубка состоит из ребер. Чем больше их количество, тем большее количество тепла получит помещение. ТЭН может нагреваться до большой температуры, поэтому эффективность данного прибора выше, чем у ленты или иглы.

• Монолитный тип имеет особую конструкцию. Нить из нихрома находится в корпусе с ребрами, состоящем из алюминия. Благодаря этому вероятность потерять тепло крайне мала. Низкий уровень шума.

Газовый

Такие обогреватели работают на природном или сжиженном газе. Так как это дешевое топливо, обогрев помещения стоит лишь чуть больше, чем при использовании водяного отопления. Предназначен он для обогрева больших площадей, прекрасно подходит для дачи.

Инверторная технология повышает КПД устройства. Интенсивность горения горелки изменяется плавно, что исключает риск гашения пламени. Топливо расходуется еще более экономно. Инверторные аппараты более компактны, чем обычные газовые калориферы.

Инфракрасный

Принцип ИК обогревателей – нагреть предметы в комнате, которые затем будут излучать тепло
Нагревательные элементы испускают инфракрасное излучение – это плюс. При этом нагревается не воздух в помещении, а поверхности, предметы и люди. Это позволяет при фактически более низкой температуре обеспечить комфорт.

Рекомендуем: Теплый водяной пол

Работает обогреватель так же, как и остальные: включается при снижении температуры и отключается при повышении. Инверторный электрический инфракрасный обогреватель работает без выключений, лишь снижает интенсивность нагрева. Прибор потребляет гораздо меньше электричества при высокой теплоотдаче. Это важно, так как электроэнергия стоит дорого.

С тепловыми насосами

Имеются в виду кондиционеры, способные работать в реверсном режиме – не только на охлаждение, но и на обогрев. Вентилятор нагнетает холодный воздух извне, но так как температура хладагента все равно намного ниже, последний закипает, а на стадии сжатия конденсируется с отдачей тепла. Через теплообменник тепло передается воздуху в помещении. Таким образом кондиционер с тепловым насосом получает тепло из воздуха с температурой до 0 С.

Такая система оказывается дешевле, чем электронагреватель. Еще более экономным делает кондиционер инверторный блок. При достижении нужной температуры он не отключает полностью установку, а переводит в режим минимальной мощности. Без пиковых нагрузок аппарат работает дольше и потребляет меньше электроэнергии.

Конвекторы

Инверторную схему работы внедрили в обогреватели конвекционного типа
Устанавливают инвертор и в электрические конвекторы. Такие модели представляют компании Электролюкс и Bally. Принцип тот же: блок не отключает аппарат, а снижает мощность. Обогреватель большую часть времени работает в режиме поддерживания. При этом меньше потребляет электричества и меньше изнашивается.

В таком режиме в меньшей степени нагреваются ТЭНы, меньше сжигается кислорода. Инверторные конвекторы более безопасны для здоровья.

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 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.

Рекомендуем: Газовые котлы Ferroli (Ферроли): обзор, опыт эксплуатации настенных и напольных, одноконтурных и двухконтурных моделей, их технические характеристики, отзывы владельцев и цены

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.

Как выбрать инвертор для котла отопления

Определившись с видом, необходимо подобрать подходящие параметры преобразователя и определиться с необходимостью дополнительных возможностей.

Также стоит обратить внимание на наличие встроенного аккумулятора и возможность подключения внешних источников питания (также их количество). Некоторые инверторы имеют возможность подключения солнечных панелей с напряжением 12 или 24 В.

Сколько работает инвертор

Инвертор не имеет внутренних батарей, вместо этого использует внешние. Благодаря этому появляется возможность подобрать такой объем аккумуляторных батарей, который обеспечит необходимый срок независимой работы устройства бесперебойной электроэнергии.

Поговорим подробнее о времени независимого действия системы. Чтобы вычислить время заряда, нужно разделить объем аккумулятора на силу тока, которую он производит (в амперах).

Чтобы определить силу тока аккумулятора (IАКБ), опираемся на закон сохранения энергии, в таком случае КПД инвертора будет ровняться ста процентам. Нужен такой результат, чтобы перемноженные вольты и амперы Аккумуляторной батареи Инвертора равнялись перемноженным вольтам и амперам на выходе.

Расчет напряжения АКБ = 12 В (в более сильных моделях имеют место 24 В и 48 В), назовем его UАКБ. Вольт*ампер на выходе являются силой, подключенной к инвертору нагрузки Pнагр.

Рекомендуем: Шаровые краны

В итоге имеем расчет Pнагр=UАКБ*IАКБ, а также IАКБ=Pнагр/UАКБ.

Если мы знаем объем аккумулятора САКБ, то можем узнать и сколько он будет автономно работать: tАВТ = CАКБ/(Pнагр/UАКБ) = CАКБ*UАКБ/Pнагр.

Итак, допустим, что у нас есть инвертор, к которому подключен аккумулятор на 55 Ампер*Часов с нагрузкой 300 Вт. Вычислим, сколько он проработает независимо.

• UАКБ = 12 В
• Pнагр = 300 Вт
• CАКБ = 55 Ампер*часов

Производим расчет: tАВТ = CАКБ*UАКБ/Pнагр = 55*12/300 = 2.2 часа.

И другой вопрос, какая нужна Аккумуляторная батарея, чтобы обеспечить определенную продолжительность работы: CАКБ = Pнагр*tАВТ/UАКБ.

Блок из двенадцати аккумуляторов

Например, рассчитаем, какой нам нужен аккумулятор на заданный инвертор, чтобы при нагрузке в 300 Вт обеспечить 2.2 часа независимого действия: CАКБ = 00*2.2/12 = 55 Ампер*часов.

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.

Инверторные электрокотлы отопления

Если строго подойти к термину — инверторный отопительный котел, то подобное название отвечает прибору, питание которого выполняется через преобразователь напряжения двойного изменения. Напряжение сети 220 вольт выпрямляется и поступает на преобразователь напряжения, который превращает стабильное напряжение в напряжение высокой частоты в диапазоне 15 – 40 кГц для питания индуктора (обмотки) электрического индукционного котла.

Известны несколько видов индукционных котлов:

1. электромеханические котлы отопления SAV;
2. электромеханические вихревые котлы ВИН.

Электрокотлы SAV подключаются конкретно к электросети, однофазной или трехфазной в зависимости от мощности и схемы подсоединения. Если для увеличения мощности применяется каскадное подсоединения, то каждый прибор подсоединяется к индивидуальной фазе.

Вихревые электромеханические котлы типа ВИН разрабатывались как инверторные отопительные котлы с питанием индуктора высокочастотным напряжением.

Применение высокой частоты дало возможность сделать меньше габариты котла, количество витков индукторной обмотки и уменьшить его вес.

Большинство производителей рекомендуют вихревые котлы ВИН, которые, из-за чего то просят питания 220 v 50 Гц, т. е подобный домашний отопительный котел оказывается модернизированным котлом типа SAV. Назвать его инверторным вихревым прибором типа ВИН нельзя, так как утерян сам принцип – применение высокочастотного напряжения. В сети встречается очень большая путаница с использование терминов и понятий. Доходит даже до прямого обмана. К примеру, предлагается индукционный электробойлер А006. Смотрим его технические данные:

• общаяя мощность ТЕНОВ – 6 кВт;
• ступенчатая регулировка мощности – 3/6.

Уже только такие параметры четко формируют принадлежность котла к ТЭНовым обогревательным приборам.

Не обращая внимания на то, что индукционное оборудование одно из очень экономичных, безопасных и надежных, его широкое внедрение сдерживает цена электрической энергии. Использование ИБН, в его состав входят преобразователи напряжения для отапливания, в условиях неустойчивой сети вполне оправданы, т.к. делают больше надежность контура и предоставляют работу без перебоев. Термин инверторное теплоснабжение можно задействовать исключительно к вихревым индукционным котлам типа ВИН, индуктор которых не прекращает работу от высокочастотного напряжения вырабатываемого преобразователем напряжения.

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.

Разделение электрокотлов по виду установки

По своему месту установки электрические устройства выпускаются в двух вариантах:
Напольные варианты применяют при больших объёмах обогрева зданий и сооружений. Для малых объёмов, таких как небольшие квартиры, частные жилые дома, дачные домики, применяют компактные электрические котлы 220В навесного исполнения. Их навешивают на стену. Места они занимают мало. Эксплуатировать их очень удобно.

Конструкция электрокотла 220В состоит из двух частей. Это теплообменник и шкаф контроля. В теплообменнике вода нагревается при помощи тепловых нагревателей, шкаф контроля позволяет управлять производительностью электрокотла 220 В и удерживать заданные параметры теплоносителя.

Так как отопление объектов с применением этих электрокотлов 220В в основном закрытого типа, то многие электрические устройства имеют встроенный или дополнительно включённый в комплектацию расширительный диафрагменный бак. который компенсирует излишнее давление теплоносителя в сети. Также они могут иметь циркуляционные насосы для лучшего распределения теплоносителя при больших его объёмах.

Могут устанавливаться терморегуляторы и программаторы, которые позволяют более экономно в автоматическом режиме использовать работу электрического устройства. Электрокотлы 220 В чаще всего выполняются одно контурными. Для получения горячей воды необходимо устанавливать дополнительно водонагреватель, накопительный или проточный.

Чем хорош и чем плох инверторный котел

Инверторный котел отопления имеет несколько преимуществ:

• Так как нет нагревательных элементов, то эксплуатационные характеристики увеличиваются.
• Инерционность нагревания маленькая. Так, если в системе есть центробежный насос, то скорость нагревания носителя тепла будет выше.
• Уменьшенные требования к химическим свойствам теплоносителя. Ведь нагревательный элемент, в данном случае – обмотка, не контактирует прямым образом с водой. Поэтому химический состав носителя тепла будет определяться только свойствами радиаторов и труб.

Устройство инверторного котла
Среди недостатков стоит выделить:

• Прежде всего, стоимость. Если сравнивать с котлами на ТЭНах, то инверторные котлы будут дороже.
• Довольно большие размеры и вес. Чтобы организовать отопительную систему в больших помещениях, потребуется объемная камера теплообмена, поэтому и большее количество витков в катушке.
• Для регулирования мощности требуется сложная электронная система управления.

Несмотря на наличие таких недостатков, количество объектов, отапливаемых котлами, которые используют инверторы для котлов отопления, растет.

Преимущества и недостатки

Реальные достоинства, которыми обладают индукционные котлы для отопления дома или производственного здания, заключаются в следующем:

1. Высокая, как и у всех водогрейных установок, эффективность работы, находящаяся в пределах 97—98%.
2. Долговечность, обусловленная отсутствием движущихся частей и простотой конструкции.
3. Малые габариты, позволяющие поместить отопительное оборудование в помещение любых размеров.
4. Высокая скорость нагрева теплоносителя и отсутствие инерции при его отключении.
5. Комфорт при эксплуатации, индукционный электрокотел не требует к себе постоянного внимания хозяина дома, а частота его обслуживания целиком зависит от качества применяемой в системе воды.

Вихревые нагреватели поставляются с комплектами автоматики управления, что дает возможность связать теплогенераторы с другими климатическими системами дома.

Нагреватель в разрезе

Есть у данного оборудования и недостатки. Главный из них – высокая стоимость, особенно у теплогенераторов типа «Сибтехномаш». Если использовать эти агрегаты для промышленных целей вполне приемлемо, то индукционное отопление частного дома может оказаться неоправданно дорогим.

Опыт практического использования вихревых нагревателей домовладельцами и обслуживающим персоналом сервисных компаний пока что не слишком обширен, но на данный момент существенных нареканий на оборудование нет.

Организация отопительной системы

В зависимости от того, какая мощность, все инверторные котлы можно поделить на такие типы:

• Промышленные. Они имеют большие габариты, довольно сложную систему преобразования тока (осуществляет инвертор для котла отопления), объемные теплообменники.
• Бытовые. Для такого вида моделей характерны относительно небольшие габариты, а также – возможность работать от сети и от аккумуляторов.

Чтобы организовать отопительную систему инверторного типа, следует тщательно предварительно спроектировать ее.

Когда котел работает – общая нагрузка в электросети помещений будет повышаться, поэтому прокладку проводки нужно будет проводить с большим сечением.

Важный аспект – это безопасность котла. И этот нюанс должен быть надлежащим образом обеспечен. Так, потребуется установить защитный электрический блок, который будет автоматически обесточивать котел, если в сети будут наблюдаться перепады напряжения.

Преимущества и недостатки

К положительным качествам инверторных отопительных приборов причисляют следующее:

1. Агрегат может работать с антифризом или водой. В этом плане он значительно превосходит электродные котлы, которые могут работать только с жидкостями с хорошей электропроводимостью (обычно только с водой), поэтому антифриз не подходит.
2. Преимущество заключается и в малой инертности нагревания. Иными словами прибор быстро подогревает теплоноситель до требуемой температуры. При использовании центробежного насоса скорость нагрева возрастает в разы. Все это позволяет быстро и эффективно регулировать температуру воздуха в доме.
3. Внушительный срок службы прибора считают его главным плюсом. Это связано с тем, что индукционная катушка не контактирует с жидким теплоносителем, поскольку хорошо изолирована. Котловые инверторы, катушка и автоматика имеют большой запас прочности. Если в систему заливать неочищенную воду, то с течением времени на стенках водяного бака может появиться налет, однако высокие требования к качеству и чистоте теплоносителя не предъявляют.
4. Не нужно переживать об утечке теплоносителя, потому что корпус обладает повышенной прочностью и герметичностью.
5. Если сравнивать пожарную безопасность, которую имеет газовый котел, инверторный агрегат намного более безопасный по этому показателю.
6. Во время работы инверторное оборудование не издает сильного шума, а его КПД доходит до 100 процентов.
7. Прибор имеет компактные размеры, которые даже в сравнение не идут с газовыми и твердотопливными агрегатами.
8. При желании нагреватель инверторного типа можно изготовить своими руками.
9. Для установки оборудования не нужно выделять отдельное помещение. Также для этого не нужны никакие согласования и разрешения.
10. Из-за отсутствия камеры сгорания не нужно устанавливать дымоходы.
11. Прибор не требует профессиональной установки и без поломок может проработать до 25 лет.

Среди недостатков стоит назвать больший вес в сравнении с другими моделями электрокотлов. При таких параметрах мощность котла будет средней. По этой причине их не закрепляют на стене, а устанавливают только на полу. Цена на подобный прибор выше, чем у его электрических собратьев. Данные агрегаты могут работать только в отопительных системах закрытого типа.

Для регулировки режима нагрева и управления работой прибора нужна сложная электроника. Именно от стоимости системы управления зависит итоговая цена нагревательного оборудования инверторного типа. Во время работы агрегата возникают электромагнитные помехи, которые могут повлиять на работу другого электронного оборудования.

Цены: итоговая таблица

Разная погода в доме

Построение отопительной системы на базе инверторных конвекторов дает пользователю в руки гибкий инструмент управления домашним климатом. Например, нет смысла поддерживать одну и ту же температуру во всем доме – правильнее разделить жилое пространство на зоны. Пусть в ванной будет погорячее, в гостиной и спальне – комфортная температура, а в хозяйственных помещениях достаточно поддерживать тепло. Этого легко добиться, управляя инверторной системой отопления через дополнительно устанавливаемые модули WiFi и выделяя зоны, для которых определяются температурные режимы.

Лучшие известные производители и модели: характеристики и цены

CyberPower SMP550EI

Один из наиболее распространенных и известных, проверенных производителей. Модель SMP550EI является одной из лучших в соотношении «цена-качество», представляет собой резервный инвертор с оптимальными для отопительного котла параметрами, необходимым минимумом защит. Имеется встроенный аккумулятор, возможность подключения внешних. Согласно отзывам покупателей работает практически бесшумно. Также отличается приятным дизайном.

Exmork NB-Y300W LCD DC12V

Линейно-интерактивная модель российского производства, совмещающая в себе достаточной широкий функционал и оптимальные параметры за крайне доступную цену. Встроенный стабилизатор подразумевает чистый, хотя и не идеальный в сравнение с on-line моделями синус. Оснащен зарядным устройством. Отличается наличием большого количества защит: от перегрузки, короткого замыкания, перенапряжения, низкого напряжения, избыточного нагрева и т.д. Имеются версии мощностью 300, 600, 800 и 1000 Ватт

Стоимость: 6 100-6 500 руб.

POWERMAN ONLINE 1000

On-line преобразователь напряжения, один из лучших инверторов для котла отопления. Форма выходного напряжения – всегда чистая синусоидальная, не зависящая от параметров электросети. Имеются два встроенных аккумулятора по 9 Ач. Также отличается очень большим диапазоном работы – 115-295 В, поэтому отлично подходит в случаях, если частный дом расположен в проселочной местности с очень слабой и нестабильной, часто перегруженной подстанцией.

Единственные недостатки – высокий уровень шума (около 45 дБ) и отсутствие моделей мощностью менее 900 Ватт, но инвертор даже такой мощности стоит довольно недорого как для On-line вида.

СибКонтакт ИС2-12-300

Недорогой и очень простой, но надежный и проверенный off-line инвертор российского производства. Отличается хорошими параметрами и возможностью кратковременного двойного форсирования по мощности, отдаваемой в нагрузку. Это подразумевает возможность подключать к прибору устройства, потребляющие на этапе включения мощность, которая превышает номинальную потребляемую мощность устройства. Т.е. – идеальное свойство для котлов, потребляющих при включении в среднем на 100 Ватт свыше номинала, даже самой недорогой модели Вт будет достаточно для любой системы отопления с одним насосом.

Также за такую сумму имеется немало встроенных защит: от короткого замыкания, перегрузки, перегрева, повышения напряжения, защита аккумулятора от полной разрядки.

«Умное» управление

Задавать параметры конвекторам можно тремя способами.

Способ 1

При помощи смартфона через приложение HOMMYN – можно объединять конвекторы в зоны, определять режимы для них, назначать расписание включений.

Способ 2

Установка в доме специального центрального пульта управления климатом HOMMYN. Процессоры в этом пульте управляют всеми конвекторами в системе, непрерывно рассчитывают энергию, необходимую для поддержания комфортной стабильной температуры, повышают энергоэффективность и сокращают потребления электричества. Пульт управления позволяет гибко настраивать работу системы отопления по календарю и обеспечивает стабильную связь с устройствами даже при отсутствии Интернета.

В центральном контроллере реализована революционная технология — распределение и ограничение максимальной мощности. Не редки случаи, когда выделенной электрической мощности не хватает на все приборы. Чтобы получить недостающие кВт придется собрать большое количество документов, а также перепроектировать и перестроить всю электросистему дома. Это дорого и хлопотно. Технология позволяет ограничить мощность, выделяемую для отопления, настроить через контроллер каскадные включения/выключения конвекторов, чтобы не допускать их одновременной работы и не создавать пиковую нагрузку на электрическую сеть выше допустимой.

Для большего удобства возможно установить в отдельных помещениях комнатные термостаты, которые управляют группой приборов. Благодаря термостатам конвекторы будут поддерживать температуру в помещении максимально точно и быстро среагируют на ее изменение.

Способ 3

Для домов большой площади и коммерческой объектов рекомендовано решение на базе контроллера HOMMYN Professional.

Выгодно и безопасно

Наконец важно отметить высокую надежность и неприхотливость системы. В отличие от водяного отопления, конвекторы не нуждаются в регулярном техобслуживании, высокий класс пылевлагозащиты позволяет использовать аппараты в помещениях с повышенной влажностью. Инверторные конвекторы прошли все необходимые испытания и имеют сертификат пожарной безопасности МЧС.

Анализ инверторной системы отопления Electrolux однозначно свидетельствует о явном выигрыше при ее использовании. Оборудование, равно как и его монтаж обойдутся дешевле, чем в случае с использованием водяного котла. Важным фактором является гибкость – из отдельных модулей легко собрать систему, подходящую для конкретного дома, разделить ее на зоны и управлять ими, в том числе с использованием технологии ограничения мощности. В плюс инверторной системе отопления необходимо также добавить ее длительный срок службы и высокий уровень комфорта, который обеспечивается постоянной тонкой подстройкой температуры в помещении.