+7(499) 136 06 90

+7(495) 704-31-86

sales@teplogidromash.ru

Котлы отопления инверторные


Особенности и принцип работы инверторных котлов отопления

Содержание

  • 1 Строение
  • 2 Виды
  • 3 Принцип работы
  • 4 Преимущества
  • 5 Недостатки

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

Строение

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

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

Стоит добавить, что в состав также входит:

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

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

Инверторные котлы отопления - принцип работы, преимущества и недостатки

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

Как правило, если рассматривать классические электрические котлы, то здесь, принцип работы — передача энергии к теплоносителю осуществляется при помощи ТЭНа. Так, если в конструкции есть ТЭН, то нужно предусмотреть также отдельное место для того чтобы нагревать воду, защиту ТЭНа от процесса коррозии, а также учесть потери тепла.

Инверторные (или индукционные) котлы отопления функционируют на принципе электромагнитной индукции.

Так, при помощи переменного магнитного поля происходит генерация индукционного тока. Для того чтобы этот процесс был реализован, нужно постоянный ток из электрической сети преобразовывать в переменный ток. Этим и занимается инвертор – он может работать и от сети, и от аккумуляторов.

Схема работы индукционного отопительного котла

Так, инверторный котел отопления имеет два контура:

  • Магнитный. Генерирует переменное магнитное поле.
  • Теплообменник. Нагревает теплоноситель.

Когда подается переменный ток, катушка создает магнитное поле, которое и осуществляет нагревание воды, находящейся в системе труб.

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.

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.

Оцените публикацию: (Пока оценок нет) Загрузка...

otoplenie-doma.org

Что такое инвертор для котла отопления

Система отопления дома, в основе которой в качестве энергоносителя лежит электрический ток, имеет множество достоинств. Кто уже сталкивался с проблемой организации обогрева помещений, знает это не понаслышке и может все это подтвердить.

Единственный недостаток же – это высокая стоимость электроэнергии. Чтобы как-то сократить расходы и при этом не понизить КПД отопительного агрегата, производители теплотехнического оборудования предлагают сегодня потребителям один очень интересный экземпляр – это инверторный котел отопления, который имеет еще одно название – индукционный.

 

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. опубликовано econet.ru 

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet

econet.ru

Как правильно выбрать и установить инверторные котлы отопления?

Защитники природы по всему миру говорят в один голос, что запасы углеводородного топлива вот-вот подойдут к концу, и что дальнейшее его потребление приведет к глобальному изменению природы. Мы готовы защитить любимый окружающий нас мир, но как пережить долгие зимние месяцы, когда другого способа обогрева жилища нет.

В последнее время дефицит энергетических носителей стал ощущаться острее. Цены на топливо растут с каждым годом. Выходом из сложившейся ситуации станет использование технологий с коэффициентом полезного действия не ниже 90 % при использовании альтернативных источников энергии.

Электрическая энергия в данном случае станет отличной заменой классическим способам обогрева помещений. Оно повсеместно присутствует и доступно в даже самых дальних уголках страны.

Индукционный котел – шаг в будущее

Всего каких-то двести лет назад было открыто физическое явление, которое перевернуло весь мир с ног на голову. Без него невозможно представить современное человечество. В 1831 году, гениальный ученый–физик, после долгих лет экспериментов, открыл миру явление магнетизма. Благодаря этому, стало возможным вырабатывать переменный и постоянный электрический ток.

Инверторные электрические котлы отопления

Как связано изобретение индукционного способа обогрева домов с электромагнитным полем? Все очень просто, все основывается на принципе электромагнитной индукции. Протекая по проводнику электрический ток, образовывает около себя магнитное поле. Это как нет дыма без огня. Магнитное поле и электрический ток между собой взаимосвязаны.

Не углубляясь в школьную программу физики, отметим лишь основной принцип работы индукционного котла.

Индукционный котел своими руками

Протекая по замкнутому контуру электрический ток, образует магнитное поле. Оно в свою очередь наводит электродвижущую силу в проводнике, расположенного внутри его контура.

Тем самым возникают вихревые токи, нагревающие материал, на котором они образовались. Чем выше их частота, тем больше идет нагрев.

Сначала такие котлы использовались в кузнечном деле и в металлургии. Индукционный нагрев позволяет достичь точной температуры заготовки для последующей обработки.

В промышленности применялся довольно широко, как для нагрева помещения, так и для заготовок будущих изделий.

Принципы электрического обогрева помещения

Нагревание теплоносителя, будь то вода или воздух, электрической энергией не нова. Всем известны с детства спиралевидные электрические плитки и обогреватели, которые использовались на дачах. Определим основные методы использования электрической энергии в качестве источника тепла:

  • нихромовые спиральные нити;
  • индукционный метод нагрева.

ТЭН — тепловой электрический нагреватель, не что иное, как проводник с большим сопротивлением. Ток тратит значительную свою часть энергии для того, чтобы пройти через него. Потраченная энергия проявляется в виде тепла.

Трубчатые ТЭНы

Для повышения КПД ТЭНы имеют значительные размеры. Это старая и узконаправленная технология практически неприменима для нагрева воздуха. Предназначена она для нагрева жидкого теплоносителя, который оберегает от перегрева и саморазрушения. Отличается низким КПД.

Нихромовые спиральные нити встречаются в современных электрических плитках, устанавливаемых на кухне. Нагреваясь до красна, они начинаю излучать тепловую энергию в инфракрасном спектре, тем самым нагревает теплоноситель. Они инертны, не отличаются высоким КПД. Эта технология пожароопасная. Такая спираль при нагреве становится хрупкой и вполне быстро выходит из строя.

Индукционный нагрев – это технология недалекого прошлого, которая обречена стать светлым будущим. Благодаря физическим свойствам, она безопасна для людей, долговечна и имеет отличный КПД.

Нагревает предмет за счет электромагнитной индукции высокой частоты. Благодаря этому может непосредственно не контактировать с предметом.

Недостатки и преимущества инверторных (индукционных котлов)

Как и любой механизм или система, индукционный котел имеет свои недостатки, но о них позже. Отметим основные положительные параметры:

Комбинированный котел отопления

  • по причине отсутствия открытых нагревательных элементов, сама система герметична и износостойка;
  • Практически бесшумная – что позволяет устанавливать в значительной близости к жилой зоне;
  • отсутствует возможность отложения накипи;
  • высокая пожаробезопасность;
  • возможна работа как от сети 220В, так и от аккумуляторной батареи;
  • отсутствие камеры сгорания, не требует установки дымоходов;
  • высокий КПД, порядка 95-98%;
  • не требователен к химическому составу теплоносителя, поскольку система напрямую практически не взаимодействует;
  • хорошая быстродейственность (малая инертность), благодаря этому достигается максимальная эффективность управления микроклиматом в доме;
  • не предъявляет значительных требований к квалификации при установке системы;
  • благодаря вышеописанным преимуществам, достигается высокий срок эксплуатации до капитального ремонта, который достигает 25 лет.

Для этой системы, как и для многих других, является возможным организовать высокоуровневую систему автоматизации, которая позволит удаленно контролировать обогрев дома.

Недостатки индукционной системы:

  • значительный вес и габаритные размеры при средних мощностях;
  • может использоваться только для замкнутых и закрытых отопительных систем;
  • котел создает электромагнитные помехи, которые могут влиять на работу радиоэлектроники;
  • по причине инновационной технологии – значительная стоимость относительно классических котлов.

Конструкция котлов

Принцип работы основывается на нагреве теплоносителя через стальной сердечник, который в свою очередь получает энергию для нагрева от специального магнита, генерирующего электромагнитное поле.

Устройство индукционного котла

Для увеличения коэффициента полезного действия, котлы изготавливаются многоконтурными.

Благодаря этому теплоноситель проходит большее расстояние по теплогенератору, благодаря этому нагрев происходит быстрее и вся тепловая энергия переходит по прямому назначению.

При подключении циркуляционного насоса в систему, возможно получить равномерное нагревание всех отопительных радиаторов в доме. Средняя температура для системы обогрева с индукционным котлом, составляет 75 градусов по Цельсию.

Установка котла

Сама конструкция котла представляет собой трубу большого диаметра, с наглухо приваренным патрубком ввода теплоносителя. Следует установку производить согласно инструкции завода-изготовителя.

Котел монтируется строго горизонтально. Вводный патрубок непосредственно соединяется с замкнутой системой трубопроводов. Котел имеет специальные кронштейны, благодаря которым фиксируется к стене. Кронштейны выдерживают вес котла с теплоносителем и небольшие гидродинамические удары, которые присуще замкнутой системе.

При выборе места установки следует учесть, что котел нагревается до значительных температур, и располагать предметы рядом с ним следует с выдержкой расстояний:

  • порядка 300 миллиметров по горизонтальной плоскости;
  • около 800 миллиметров по вертикальной плоскости.

Далее устанавливаются манометр датчики системы автоматизации отопления, циркуляционный насос. Делать это несложно, вполне возможно обойтись своими силами. В интернете множество видео и текстовых инструкций по данной тематике.

Особенности индукционных котлов

Так как котел все-таки электрический аппарат, то и правила безопасности при его эксплуатации требуют учитывать данный факт. Для такого рода случаев существует специальное издание, которое имеет юридическую силу. Данное нормативно-техническое издание называется «Правила Эксплуатации Электроустановок». Не углубляясь в детали, отмечу следующие требования в отношении нашей установки.

Подключение следует проводить через специальные защитные устройства со срабатыванием при повреждении изоляции, проще говоря, Дифференциальный автомат (можно так же через комбинацию УЗО и автоматический выключатель).

Установка должна быть обязательно заземлена при помощи заземляющих проводников к системе внешнего защитного заземления. Такое устройство должно обязательно присутствовать в каждом доме. На котле будут специальные разъемы, к которым легко присоединяется гибкий одножильный провод с зеленой изоляцией.

Так как используется микроэлектроника в системе обогрева, желательно на вводном щитке установить стабилизатор напряжения, что положительно скажется на долговечность всей системы целиком.

В завершении хочется отметить, что данная система молода, и с каждым годом прогрессирует в отношении уменьшения отрицательных качеств системы. Многие потребители по достоинству оценили все преимущества данной системы.

uteplenievdome.ru


Смотрите также