Андрей Смирнов
Время чтения: ~17 мин.
Просмотров: 0

Применение инверторных обогревателей в отоплении

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.

Особенности инверторного котла отопления

Инверторный котел отопления в своей работе использует электрический ток. Однако в этом приборе он формирует магнитное поле, которое в свою очередь способствует появлению в проводнике электродвижущей силы. Этот проводник расположен внутри контура.

В итоге в приборе возникают вихревые потоки, которые разогревают материал проводника. При увеличении частоты нагрев тоже увеличивается. Раньше эту разновидность котлов использовали в металлургической промышленности и кузнечном деле, поскольку благодаря индукционному полю можно нагревать заготовку до заданной температуры с высокой точностью. Кроме этого, подобные конструкции использовали на производстве с целью обогрева помещений.

В зависимости от мощности агрегата его подключают к одно- или трехфазной сети. В первом случае мощность прибора не превышает 10-12 кВт. Обычно эти модели используют для обогрева дачного домика или небольшой частной постройки. Трехфазные конструкции рассчитаны на производительность свыше 6 кВт.

Приборы с мощностью 6-12 КВт подключают к сети переменного тока с напряжением 220 или 380 В. Их можно эксплуатировать без создания дополнительного контура. Агрегаты инверторного типа разрешено применять в самотечных и принудительных системах отопления. Из-за высокой скорости нагрева теплоносителя обычно устанавливают устройство дозированной подачи воды в отопительную систему. Это позволяет повысить эффективность работы прибора.

При установке инверторного отопления обязательно укомплектовывают систему автоматическим воздухоотводчиком, расширительным баком. В сетях с принудительной циркуляцией устанавливают насосное оборудование.

Устройство и принцип работы

Котел инверторный электрический имеет три вложенных друг в друга контуров:

  1. Внутренний контур выполнен в виде герметичной цилиндрической емкости. Здесь происходит нагревание воды. Однако внутри емкости нет ни ТЭНов, ни электродов, а только теплоноситель. Контур состоит из двух патрубков. Первый из них предназначен для подачи разогретой жидкости в отопительную систему, а второй – для возвращения охлажденного теплоносителя обратно в прибор.
  2. В качестве среднего контура выступает индукционная электрическая катушка. Она намотана вокруг емкости с водой. Поскольку все провода изолированы, электрический ток не передается на другие поверхности. В катушку с тороидальной или цилиндрической обмоткой идет только высокочастотный ток. Тороидальный вариант катушки – это две трубы из ферромагнитной стали, обмотанные проводами. Трубы установлены в верхней и нижней части нагревательного агрегата и внутри каждого витка. Вес тороидальной катушки меньше, а КПД выше.
  3. Внешний контур – это корпус с теплоизоляцией. Он нужен для защиты от соприкосновения человека с проводами, а также предназначен для предотвращения теплопотерь.

Также в составе инверторного котла есть термодатчик, электронная схема управления и электрический преобразователь. Последнее приспособление предназначено для корректировки характеристик электрического тока до таких параметров, которые оптимально подходят для работы катушки. Котловые инверторы поставляют на катушку ток с частотой 20 кГц.

Принцип работы инверторного нагревательного оборудования выглядит следующим образом:

  • электроток идет на преобразователь;
  • котловые инверторы увеличивают частоту электрического тока и его напряжение до требуемых параметров;
  • преобразованный ток идет на тороидальную обмотку, в результате чего формируется магнитное поле, и возникают вихревые потоки;
  • посредством электромагнитного поля токи выходят на внутренний контур из стали;
  • в результате взаимодействия токов с контуром происходит нагрев теплообменника, а следовательно, и циркулирующего в нем теплоносителя.

Подбор технологичных газовых котлов

На данный момент на рынке отопительной техники производители предлагают современное технологическое оборудование с большим набором разных функций, но эти функции не всегда могут пригодиться. Есть современные технологии, которые очень популярны в России и в Европе.

Конденсационные газовые котлы

Начнём выборга газового котла с конденсационной технологии. Настенный конденсационный котёл более современный, более экономичный. Все знают, что при работе горелки вырабатывается энергия. Дымовой газ с большой температурой через теплообменник отдаёт свою энергию. При этом энергия, которая скрыта в водяных парах, в обычных котлах она вылетает просто в трубу. Благодаря данному виду технологии конденсационный котёл работает эффективно и экономично.

Если сравнить конденсационный котёл с традиционным, то в конденсационных котлах используются горелки с очень большим диапазоном модуляции, то есть эти котлы могут работать на минимальной мощности 10% от номинальной мощности данного котла. Если сравнивать с традиционными котлами, то в них минимальная мощность отпускается только до 30%. Если котёл неправильно подобран по мощности, он начинает работать в режиме тактования, то есть часто включаться выключаться. А это перерасход газа, перерасход электричества и износ котла.

 А ещё конденсационный котёл имеет насос полной модуляции, то есть частотный насос, который позволяет подстраиваться под разные системы отопления. Если в традиционных котлах установлены либо односкоростной, либо трёхскоростной насос, и он работает с постоянной скоростью, а системы отопления бывают разные, в том числе они могут быть зажатые (неграмотный монтаж), то насос будет перегреваться и котел будет постоянно выключаться. Из-за этого оборудование выйдет из строя.

Ещё одним преимуществом конденсационных котлов является основной теплообменник. Теплообменники изготавливаются из разных материалов, это либо сплав алюминия с кремнием, так называемый силуминовый сплав, либо нержавеющая сталь. Силумин тоже не плох, потому что алюминий имеет хорошую коррозионную стойкость, по сравнению с медью, которую используют в основных теплообменниках традиционных котлов.

Одной из основных проблем при эксплуатации газового оборудования является неподготовленный теплоноситель и из-за этого быстро выйдет из строя теплообменник. Эта проблема решается увеличением прохождения основного сечения теплообменников. То есть конструкция теплообменника выполнена из труб нержавеющей стали с увеличенным проходным сечением, который позволяет теплоносителю не задерживаться в данном виде теплообменника. Этим и продлевает срок службы данного оборудования.

Погодозависимая автоматика

Если хотите иметь более комфортную температуру помещения, стоит обратить внимание на наличие погодозависимой автоматики в данном виде оборудования. Это возможно с подключением к котлу уличного датчика. Как только к котлу подключается данный вид оборудования, котёл нагревает теплоноситель, основываясь на температуру за бортом

Как только к котлу подключается данный вид оборудования, котёл нагревает теплоноситель, основываясь на температуру за бортом.

Многие потребители задаются вопросом, стоит ли им подключать дистанционное управление котла. Примеров из жизни очень много, ведь эта вещь помогает потребителю не только получить информацию о том, что происходит дома с данным котлом, но и если ваши старенькие родители не могут сами разобраться с оборудованием, то вы с помощью мобильного приложения можете посмотреть, что произошло с моделью данного котла и сможете перенастроить или перезагрузить котёл. А ещё имея котёл с дистанционным управлением потребитель может заключить договор с сервисным центром, который будет круглосуточно наблюдать за вашим котлом.

Читайте так же:

Конвекционные котлы

Коаксиальные дымоходы для конденсационных котлов (Royal Thermo): дымоход No Frost для низких температур (до –50 °С). Фото: Борис Безель/Burda Media 

Модели традиционных (конвекционных) котлов тоже постоянно усложняются по конструкции. Так, сегодня востребованы устройства с возможностью подключения погодозависимой автоматики. В зависимости от настроек внешние температурные регуляторы дают команды котлу уменьшить или увеличить интенсивность нагрева. Такие возможности предусмотрены уже во многих конвекционных котлах: в сериях Vaillant turboFIT, Bosch Gaz 6000 W, Ariston Genus Premium Evo.

Универсальная модель. Фото: Борис Безель/Burda Media 

Во многих моделях есть несколько режимов работы помимо основного. Например, в приборе WBN6000-35CR (Bosch) предусмотрено два дополнительных режима: комфортный и Eco. В комфортном режиме котёл постоянно поддерживает заданную температуру во вторичном теплообменнике, благодаря чему сокращается время ожидания при отборе горячей воды. В режиме Eco нагрев до заданной температуры осуществляется лишь непосредственно при отборе горячей воды.

Пример устройства двухконтурного конденсационного котла: 1 — коллектор продуктов сгорания; 2 — первичный теплообменник; 3 — горелка; 4 — электрод контроля пламени; 5 — вторичный теплообменник ГВС; 6 — сифон для отвода конденсата; 7 — предохранительный клапан контура отопления; 8 — панель управления; 9 — датчик расхода в контуре ГВС; 10 — моделируемый циркулярный насос; 11 — реле давления; 12 — глушитель дымо­вых газов; 13 — вентилятор горелки; 14 — электроды розжига; 15 — патрубок отвода продуктов сгорания

В большинстве моделей используется закрытая камера сгорания, в которую воздух подаётся с помощью специального вентилятора. Это более сложный вариант конструкции, и, в отличие от традиционных открытых камер, он позволяет добиться лучшего управления мощностью, что в целом обеспечивает более высокий КПД. Недостатком же является то, что требуется постоянное подключение к электросети.

У многих конвекционных котлов оптимизирована и система управления. Всё чаще используются разнообразные дополнительные устройства, например пульты дистанционного управления — ими комплектуются, скажем, серии Atmo и Deluxe (Navien). А в серии Smart (Navien) можно использовать в качестве панели управления смартфон или планшет.  

Что ограничивает распространение конденсационных котлов? Во-первых, они достаточно дорогие. Разница в цене может составить и 30, и даже 100 %. Но учтите, что к цене котла нужно прибавлять стоимость приобретения и монтажа системы газоотведения и дымоудаления. Для конденсационных котлов данные системы обходятся значительно дешевле, поэтому цена «под ключ» для конечного клиента будет сопоставима. Во-вторых, для подключения конденсационных котлов требуется монтаж низкотемпературной системы отопления. Максимального КПД можно достичь только при использовании водяных теплых полов. Однако трудоёмкость монтажа, вероятность протечки трубопровода и не­угасаемая вера в исключительность радиаторного отопления не даёт тёп­лым полам завоевать популярность среди потребителей.

Сергей Чернов

Менеджер по продукту «Вайлант Груп Рус»

Гибридный инвертор для солнечных батарей: недостатки

Альтернативой получения энергии от солнца и преобразование ее в электрический ток являются солнечные электростанции. Преобразовать солнечную энергию в переменный ток система может только при наличии качественного инвертора. Гибридные инверторы сочетают в себе два вида инверторов: сетевые и автономные.

Самый большой плюс в том, то гибридный инвертор может использовать для своей работы постоянный и переменный ток

Важно заметить, что количество солнечного света и энергии, которая преобразуется, не повышается. Зато инвертор работает во много раз безопаснее. Недостатки гибридного инвертора:

Недостатки гибридного инвертора:

  • Невозможность функционирования без сетевого напряжения.
  • Преобразователь энергии работает от аккумулятора, и если тот разрядиться, то инвертор перестанет работать.

Решить эту проблему можно. Для этого на всякий случай нужно всегда иметь дополнительные элементы, которые будут работать через контроллер. Использование гибридного инвертора – отличный вариант для экономного и разумного использования солнечной энергии. Растраты на покупку инвертора и его установку быстро окупаются.

Как работает инверторный котел отопления

Классические котлы работают по принципу передачи тепла теплоносителю отопления с использованием электрического ТЭНа. В следствии при конструкции котла необходимо учитывать место где будет нагреваться теплоноситель, и предусмотреть защиту его от попадания теплоносителя на поверхность ТЭНа, чтобы предотвратить коррозию. Также необходимо учесть и минимизировать потери тепла.

Инверторные котлы для отопления еще называют индукционными. Они функционируют по принципу электромагнитной индукции. Для этого используется переменное магнитное поле и инвертор, который может работать как от промышленной электросети, так и от аккумулятора. Инвертор используется для преобразования с переменного в постоянный ток. За счет переменного тока, катушка индуктивности создает магнитное поле, а оно, в свою очередь, уже нагревает в теплообменнике теплоноситель, а потом остатний уже циркулирует в системе труб.

Схема работы инверторного котла

Такие котлы в основном реализуются в двухконтурном виде:

  • Магнитный контур. Используется для генерации переменного магнитного поля;
  • Теплообменник. Этот элемент используется для нагрева теплоносителя.

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.

Устройство и принцип действия индукционных котлов

Если созрела необходимость создать электрическое отопление, рекомендуем приобрести индукционный котел. В этом случае вы сможете не беспокоиться о возможных поломках. Вас будет ждать только комфортное тепло, а сам агрегат переживет по сроку службы всю отопительную систему. Электрические индукционные котлы для отопления частного дома обязательно порадуют вас своими непревзойденными характеристиками – в этом вы сможете убедиться после прочтения нашего обзора.

Принцип работы индукционной катушки довольно прост в своей сути, но задействует некоторые сложные для понимания обывателя физические законы.

Индукционный котел отопления представляет собой современный отопительный прибор, нагревающий теплоноситель за счет электромагнитной индукции. Его основой является катушка, по которой пропускается ток – за счет этого возникает магнитное поле. Если поместить в центр катушки какой-либо металлический предмет, то он начнет нагреваться. Именно этот принцип работы и задействован в индукционных отопительных агрегатах.

Главным звеном индукционного котла является мощная катушка, генерирующая магнитное поле. Это поле нагревает металлический сердечник, через который протекает теплоноситель, циркулирующий по системе отопления. То есть, греющим элементом здесь является именно сердечник, а не само электромагнитное поле. Интересен тот факт, что индукция была открыта почти 190 лет назад Майклом Фарадеем. Она активно применяется в промышленности, в частности, в плавильных печах. Сегодня индукция добралась и до отопительного оборудования.

Итого, в устройстве индукционного котла отопления мы видим несколько узлов:

  • Блок запуска и управления – обеспечивает питанием индукционную катушку;
  • Индукционная катушка с сердечником – самая важная часть, отвечающая за нагрев теплоносителя;
  • Стальной корпус с теплоизоляцией – защищает внутренности котла и препятствует потере тепла.

Да, устройство индукционных котлов отопления более сложное, если сравнивать с традиционными ТЭНовыми агрегатами. Но по своим характеристикам они их превосходят.

Перспективы инверторного котла

Пользоваться инверторным котлом очень просто, потому, что для его использования не нужно разрешение, стоят они меньше чем обычные устройства, и размерами меньше. Можно свести на нет все преимущества инверторных котлов, если принимать к вниманию стоимость электричества для некоторых пользователей.

Но мир не стоит на месте, и на сегодняшний день ведутся работы усовершенствовании электрических котлов. Большие шаги сделаны в сфере повышения их коэффициента полезного действия (дальше КПД), и уменьшению потерь тепла. Выходя из этих факторов, следует, что инверторные котлы — самая перспективная система в наше время.

Почему важна стабилизация напряжения для газового котла

Современные газовые котлы представляют собой целый комплекс оборудования в одном корпусе, который призван не просто подогревать теплоноситель, но и пристально следить за качеством работы и безопасности. Для этого в котлы внедряют электронные блоки с микропроцессорами и ЖК-дисплеями. Бытовые приборы оснащаются датчиками, клапанами, вентиляторами и насосами. Электроника оборудования контролирует работу всех блоков и вносит своевременные корректировки.

Среди таких систем и функций возможны следующие:

  • Автоматическое выключение котла при падении тяги, затрудненном удалении продуктов горения, понижающемся давлении газа в магистрали, затухании пламени, заторе или пробое в контуре отопления. Срабатывает и при других внештатных ситуациях.
  • Модулирование пламени автоматикой с установкой количества задействованных горелок и высоты огня в каждой из них.
  • Препятствие замерзанию системы при длительном отключении. Самостоятельный кратковременный запуск для прогонки носителя, открытии клапанов, прокачке насоса, предотвращающий порчу внутренних элементов.
  • Плавный розжиг и понижение интенсивности пламени при подходе к установленному показателю температуры, что обеспечивает щадящую работу и снижает количество перезапусков.
  • Поддержание разной температуры в нескольких контурах с сохранением в памяти занесенных установок. Программирование может быть связано с временем суток, днями недели.
  • Продолжение циркуляции насоса после отключения пламени, обеспечивающее ровный нагрев во всех участках контура.
  • Анализ внешних погодных данных искусственным интеллектом газового котла и подбор соответствующего режима работы для создания максимально комфортного микроклимата. Функция помогает экономить ресурсы, оптимизируя нужное взаимодействие блоков и узлов.

Чтобы понять нужен ли стабилизатор напряжения для газового котла стоит рассмотреть что происходит в его работе на практике. Газовые котлы для бытового использования рассчитаны на питание от сети 220-230 В с небольшой погрешностью +-10-15%. При просадке напряжения на 20 В. котел продолжит полноценно функционировать. Но падение тока в сети может быть куда большим, до 140-180 В. Это особенно наблюдается в частном секторе, куда заведомо протянуты слабые линии. В такой ситуации оборудование будет работать нестабильно, возможно отключение некоторых вышеописанных функций или просто остановка до возобновления полноценного питания.

В более серьезных случаях происходит не падение, а скачки напряжения. Ток в сети может кратковременно достигнуть показателя 250-300 В, что приведет к повреждению платы программного блока, перегоранию электронных схем или полному выходу из строя печатных плат. Тогда потребуется дорогой ремонт или даже замена котла.

Падение напряжения или его скачки вполне возможны из-за следующих факторов:

  • возрастающая нагрузка на линию ввиду роста количества потребляющих приборов у населения;
  • вмешательство в щитовую подъезда или распределительную коробку на улице неквалифицированного человека, приведшее к замыканию проводов;
  • накидывание токоведущих частей линии друг на друга в следствие погодных катаклизмов (намерзание льда на проводах, сильный ветер).

Учитывая эти факторы стоит обязательно обзавестись стабилизатором тока для газового котла, что обеспечит его длительную работу. Но какие бывают стабилизаторы и как выбрать подходящий?

Котлы для дома на пеллетах

В силу конструктивных особенностей пеллетных котлов, их относят к отдельному классу. Топливом для таких приборов служат спрессованные в гранулы опилки. Как правило, для хранения пеллет отводят специальный навес или бункер возле котла. От размера такого бункера зависит срок независимой работы оборудования. Обычно на день работы требуется около двух ведер пеллет.

В пеллетном котле устанавливают специальную горелку, которая позволяет сжигать топливо практически полностью. Если гранулы высокого качества, то в результате горения образуется порядка 3-5 % золы. Поэтому очистка топливника требуется всего один раз в неделю или даже несколько недель. Благодаря автоматизации оборудования, оно может работать автономно в течение нескольких недель.

Среди недостатков современных пеллетных котлов можно назвать высокую цену и чувствительность к качеству топлива. Пеллеты должны быть прочными, не крошиться и не ломаться, обладать малой зольностью и хорошей теплотворной способностью.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации