Инверторные котлы отопления

В этой статье: история создания индукционных котлов; принцип работы и устройство котла; плюсы и минусы индукционных котлов; как установить котел в отопительную систему закрытого типа; выбор индукционного котла.

Топливо органического происхождения, как-то дрова, уголь, нефтепродукты и природный газ, составляют основную группу энергоносителей на Земле, используемых для отопления наших домов и квартир. Однако любая его разновидность имеет два серьезных недостатка, причем второй на бытовом уровне особенно критичен — однажды органического топлива не будет вообще по причине полной выработки, раздобыть его в некоторых районах СНГ по каким-либо причинам крайне затруднительно. И в такой безвыходной ситуации домовладельцы обращаются к отопительным электрокотлам, причем выбор их лежит между котлами с тэнами и котлами с тепловыми электронагревателями — т.е. выбора, как такового, нет. А ведь существуют еще электрические индукционные котлы, причем их эксплуатационные характеристики достаточно высоки…

История индукционного котла

Примерно с 1822 по 1831 годы блестящий английский ученый и исследователь Майкл Фарадей проводил серию опытов с целью преобразования магнетизма в электроэнергию. И только в конце августа 1831 года очередной опыт Фарадея дал результат, на который ученый так рассчитывал — получив электроток в первичной проволочной обмотке, намотанной на круглый сердечник из железа, он открыл электромагнитную индукцию.

Открытие Майкла Фарадея первоначально использовалось в трансформаторах, генераторах и двигателях, а по настоящему востребованным стало лишь спустя 70 лет — с начала XX века темпы развития промышленности потребовали новых способов плавления металлов в условиях цеха. И первая индукционная плавильня была открыта в английском Шеффилде, в 1927 году.

В 80-х годах XX века были созданы индукционные котлы, использовавшиеся для отопления на промышленных предприятиях, в том числе и в СССР: первый их тип потреблял ток частотой 50 Гц, второй — частотой от 1 кГц и выше. Размеры и вес промышленных индукционных котлов довольно внушительны, теплоноситель в них циркулирует по вторичной обмотке из труб, размещенной поверх металлического сердечника с первичной обмоткой. Серийные модели индукционных котлов, предназначенных для бытовых систем отопления и отличающиеся от промышленных аналогов значительно меньшими размерами и весом, появились в России в 90-е годы прошлого века.

Следует отметить, что физик-изобретатель Николо Тесла никакого прямого отношения к индукционному котлу не имеет — разве что, открытием переменного электротока.

Устройство и принцип работы

Корпус индукционного котла многослойный — сердечник с двойной стенкой, затем слой электро- и теплоизоляции, далее внешний (наружный) корпус. В отличие от промышленных индукционных котлов с цилиндрической обмоткой, в бытовых котлах используется тороидальная обмотка медным проводом, выполненная между двумя сваренными друг с другом трубами из ферромагнитной стали со стенкой более 10 мм, диаметр внутренней меньше диаметра внешней. В результате достигается меньший вес, больший КПД и малые габариты котла, по сравнению с промышленными аналогами. Внутренняя труба с тороидальной обмоткой выполняет роль сердечника (магнитопровода), внутренняя — нагревательного элемента для теплоносителя.

Теплоноситель, вода или антифриз, поступает в котел через вводный патрубок, вваренный сквозь обе металлические трубы.

агодаря большой внутренней площади внутренней трубы-теплообменника теплоноситель получает порядка 98% тепловой энергии, генерируемой индукционным котлом, причем за более короткое время, чем нагрев при помощи тэнов, по причине меньшей инерции. Индукционный ток, генерируемый высокочастотным магнитным полем с внешней обмотки на внутреннюю трубу, вызывает нагрев теплоносителя, в то время как вибрации стенок в высоких частотах не позволяют накипи отложиться на металлических стенках. Внешний электро- и теплоизоляционный слой обеспечивает полную защиту от возможных утечек электротока и теплопотерь.

Переменный ток под напряжением, частота которого около 20 кГц, поступает к котлу от полупроводникового инверторного преобразователя. Помимо инвертора в комплектацию инверторного котла входят электронный терморегулятор (датчик температуры встроен в корпус котла) и автоматические выключатели.

Нагрев теплоносителя в индукционном котле происходит за счет нагрева стального сердечника вихревыми токами, вызванными электромагнитным полем, генерируемым током высокого напряжения. При подключении питания котла происходит следующее — ток под высоким напряжением поступает на первичную тороидальную обмотку котла, возникшее в результате электромагнитное поле вдавливает вихревые токи в наружную поверхность стального сердечника, их плотность возрастает и труба сердечника нагревается сначала снаружи, а затем и полностью. Выработанное котлом тепло поглощается циркулирующим через него теплоносителем и доставляется к отопительным приборам. На нагрев сердечника индукционного котла до рабочей температуры 75°С уходит порядка 7 минут.

Характеристики индукционного котла

Данный вид отопительных котлов имеет ряд преимуществ перед традиционными тэновыми нагревателями, однако у него есть и недостатки, в том числе и специфичные только для таких котлов. Рассмотрим пристально плюсы и минусы индукционных котлов, начиная с положительных характеристик:

• полное отсутствие каких-либо нагревательных элементов, а также подвижных и высоконагруженных элементов, подвергающихся износу во время эксплуатации и требующих периодической замены;
• возможность работы от электросети с низким напряжением и с постоянным током, что обычно недопустимо для электрокотлов других типов;
• конструкция котла не содержит разъемных соединений, т.е. вероятность протечки полностью исключена;
• значительно более быстрый нагрев до рабочей температуры, по сравнению с любыми другими видами отопительных электрических котлов;
• защищенность от образования накипи *;
• высокая пожаро- (класс II) и электробезопасность, поскольку нагревательный элемент (сердечник) электрически не связан с индуктором (первичной обмоткой) напрямую, а разница температур между сердечником и теплоносителем не превышает 30°С;


• конструкция котла не требует установки дымохода;
• нет необходимости устанавливать индукционный котел в отдельном помещении;
• как и у любого электрического нагревателя, КПД такого котла близоко к 100%. Кстати, это значение не меняется с годами его эксплуатации, в отличие от котлов с тэнами и электродных;
• средний срок службы составляет 25 лет и выше (зависит от толщины металлических труб, образовывающих сердечник котла), причем никаких профилактических работ с этим оборудованием производить не требуется;
• позволяет использовать в отопительной системе практически любой теплоноситель (воду, антифриз, масло и т.д.), причем без какой-либо его предварительной подготовки;
• замена отработавшего теплоносителя в отопительной системе производится один раз в 10 лет;
• абсолютная бесшумность при работе;
• низкая инерционность, что позволяет экономить электроэнергию за счет эффективного управления работой котла при помощи электронной автоматики **. Следует отметить, что инерционность индукционных котлов ниже, чем у тэновых водонагревателей, однако более высокая, чем у электродных котлов;
• монтаж котла не требует привлечения специалистов высокой квалификации;
• допускается использование для любых закрытых систем отопления, в том числе для «теплого пола» и для плинтусного отопления — минимальный порог температуры нагрева теплоносителя составляет 35°С.

* — отложения накипи на внутренних поверхностях трубы-сердечника не образуются за счет малой разницы температур между нагревателем и теплоносителем, не превышающей 30°С, а также из-за высокочастотных вибраций, вызванных вихревыми токами, отталкивающих ионы солей от внутренних стенок трубы.

** — электронное управление индукционным котлом обеспечивает меньшее энергопотребление за счет поддержания температуры на строго заданном уровне, т.е. при ее нарастании электропитание котла немедленно отключается и возобновляется лишь при снижении температуры ниже заданной пользователем.

Следует отметить, что максимально допустимое давление в отопительной системе с нагревом теплоносителя от индукционного котла не должно превышать 0,3 МПа.

Минусы индукционных котлов:

• значительные размеры и вес. К примеру, однофазный котел мощностью 2,5 кВт, при высоте в 450 мм и диаметре 121 мм, весит 23 кг;
• высокая стоимость — от 30000 руб. и выше. Отчасти цена индукционных котлов объясняется присутствием в системе управления инверторного пускателя, который сам по себе недешев;
• установка только в закрытые отопительные системы;
• при работе, в зависимости от мощности котла, генерируются помехи в длинноволновом, средневолновом и УКВ-радиодиапазоне на дистанции нескольких метров от его местоположения, полностью экранировать которые невозможно. Впрочем, на человеческий организм это не оказывает никакого воздействия, лишь домашние животные (собаки, кошки) способны почувствовать их.

Как установить индукционный котел

Установка таких котлов допускается только в закрытую отопительную систему, оснащенную насосом принудительной циркуляции и расширительным бачком-экспанзоматом. Индукционный котел выставляется строго вертикально, к патрубку ввода (в зависимости от модели расположен снизу или сбоку, в нижней части корпуса) подключается обратка контура отопления, к выводному патрубку (находится в верхней боковой части корпуса или сверху) — подающий трубопровод. Индукционный котел крепится к стене при помощи креплений, способных выдержать его собственный вес и массу теплоносителя, заполняющего котел во время его работы. Дистанция от корпуса котла до любого близлежащего предмета, стен, потолка и пола должна быть не меньше 300 мм по его бокам, не меньше 800 мм — снизу и сверху.

В ходе установочных работ индукционный котел необходимо обязательно заземлить. Обвязка металлическими трубами не требуется, можно подсоединять металлопластиковые трубы контура непосредственно к патрубкам котла. В отрезок трубопровода, расположенный неподалеку от выводного патрубка котла, встраивается группа безопасности — манометр, воздухотводчик-автомат и подрывной клапан. Запорную арматуру можно устанавливать в отопительный контур после точек размещения группы безопасности, бачок-экспанзомат — на участке обратки. После точки размещения экспанзомата и до ввода трубопровода обратки в индукционный котел, в контур последовательно встраивают фильтр-отстойник, сетчатый фильтр грубой очистки, циркуляционный насос и датчик потока (позволяет контролировать проток теплоносителя по обратному контуру, его поступление в котел). Система управления индукционным котлом устанавливается согласно правил ПУЭ и подключается к котлу согласно схем, приведенных в его техническом паспорте.

Как выбрать индукционный котел

На российском рынке в основном представлены одно- и трехфазные индукционные котлы двух отечественных производителей — ООО «Альтернативная энергия» (брэнд «ВИН») и ЗАО «НПК «ИНЭРА» (брэнд «SAV»), мощностью от 2,5 до 7 кВт (однофазные) и от 7 до 60 кВт (трехфазные).

Помимо обязательных элементов, которыми оснащается отопительная система с индукционным котлом, и для облегчения его управления допускается комплектация блоком электронного программатора режимов работы котла на одну неделю или программатора, позволяющего управлять работой отопительной системы удаленно, по GSM-каналу.

Учитывая, что мощность индукционных котлов не снижается с годами эксплуатации, то подбор необходимой модели производится по соотношению 60 Вт на м² площади, которую необходимо отапливать. К примеру, для помещений общей площадью 20 м² понадобится котел мощностью 3 кВт. Для точного расчета необходимой мощности котла применительно к конкретному зданию, необходимо привлечение специалистов, которые оценят степень утепления помещений в нем.

Гарантийный срок для индукционных котлов составляет 3 года на сам котел и год на электрооборудование шкафа, которым он комплектуется. Определяющим моментом в длительности срока безаварийной эксплуатации таких котлов является толщина стальной внутренней трубы-сердечника — чем ее стенка толще, тем дольше она сможет противостоять коррозионным процессам. Оптимальная толщина стенки трубы-сердечника — 10 мм.

В завершении

Удобство использования электрических индукционных котлов также заключается в возможности поддержания оптимальной температуры в зданиях, навещаемых хозяевами периодически, наездами. В этом случае особенно мощная модель не понадобится, поскольку даже 6 кВт котел способен поддерживать температуру в доме площадью, к примеру, в 120 м² на уровне 12–15°С. А поскольку в дачном коттедже обычно имеется камин, то, растопив его, можно легко и быстро поднять поддерживаемую индукционным котлом температуру до комфортного уровня, что было бы невозможно в не отапливаемом здании.

Абдюжанов Рустам, рмнт.ру

21.12.12

www.rmnt.ru

Строение

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

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

Стоит добавить, что в состав также входит:

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

Виды

Электрокотлы инверторные бывают:

1. Промышленными. Они имеют большие размеры, которые обусловлены объемным теплообменником. Кроме этого в них применяется сложная система преобразования электрического тока и цилиндрическая обмотка. Конечно, мощность таких агрегатов является очень большой.
2. Бытовыми. Они предназначены для отопления домов. В их состав входит тороидальная катушка, которая может получать электроэнергию не только с общей сети, но и от аккумуляторов. Размеры являются небольшими.

Принцип работы

Инверторные котлы отопления нагревают воду таким образом:

1. Электрический ток поступает к преобразователю.
2. Инверторы для котла увеличивают частоту и напряжение тока. Первая характеристика растет до 20 кГц.
3. Преобразованный ток подается на тороидальную обмотку, в которой формируется электромагнитное поле, а также возникают вихревые токи.
4. Электромагнитное поле выталкивает токи на внутренний стальной контур.
5. Контакт токов с контуром приводит к нагреванию теплообменника и циркулирующего по нему теплоносителя.

Нагрев сердечника (внутреннего контура) происходит очень быстро. Так, за 7 минут температура теплообменника поднимается до 75 °С.

Преимущества

Инверторный котел радует следующими плюсами:

1. Возможность работать с любым видом теплоносителя. То есть не имеет значения, циркулирует ли по отопительной системе вода или антифриз. Для сравнения стоит вспомнить электродные электрокотлы. Они могут работать только с водой или жидкостью, имеющей такую электропроводимость, как вода. Антифризы в них использовать не получится.
2. Инертность нагрева является малой. Это означает, что вода или другая жидкость быстро нагревается. Приятно то, что ускорить подогрев можно, использовав центробежный насос.
3. Долгий срок эксплуатации. Первыми элементами, которые могут выйти из строя, являются электрические. При этом катушка, автоматика или инверторы для котла работают очень долго. Стоит добавить, что такой плюс также является результатом того, что нагревательный элемент (индукционная катушка) не контактирует с теплоносителем, ведь катушка изолирована от жидкости. Со временем могут загрязниться стенки водяного бака, однако это возникает только в случае пренебрежения процедурой фильтрации воды перед заливкой в систему отопления.
4. Возможность разгерметизации корпуса практически нулевая. Поэтому волноваться за возможные утечки нет смысла.
5. Высокая пожаробезопасность. Твердотопливные и газовые котлы в этом плане очень сильно отстают.
6. Довольно слабый шум.
7. КПД составляет почти 100%.
8. Малые размеры. Они значительно меньше агрегатов на газе или твердом топливе. Правда, характеристик у инверторных котлов больше, чем у аналогичных электрокотлов.
9. Такой котел легко изготавливается своими руками.

Недостатки

Их перечень значительно короче. Он состоит из:

1. Относительно большой массы, если сравнивать эту характеристику с весом других электрических котлов.
2. Большей, чем у других отопительных электрических устройств, цены.
3. Возможности установки только в системы закрытого типа.
4. Потребности в сложной электронике для управления работой и режимами нагрева.

poluchi-teplo.ru

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.

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.

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.

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:

• 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.

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

Особенности инверторов для газовых и электрических котлов

Инвертор входит в состав источника бесперебойного питания (ИБН) для энергозависимых систем. ИБН дублируют электропитание, чем значительно повышают надежность работы отопительного оборудования. Такие устройства аварийного электроснабжения включаются мгновенно при снижении уровня или полного отсутствия напряжения.

В отопительных системах частных домов применяются следующие виды бесперебойников:

• резервные ИБН, которые включаются только при исчезновении или уменьшении ниже определенного порога напряжения сети 220 в;
• линейно-интерактивные приборы содержат стабилизатор напряжения для надежной и безопасной работы электронного оборудования котла;
• системы двойного преобразования работают постоянно в «online».

При выборе ИБН нужно учитывать, что инвертор для газового котла должен обеспечить
мощность, достаточную для нормального функционирования всех потребителей электроэнергии – циркуляционный насос, блок автоматики. Практически эта мощность обычно не превышает 300 Вт с учетом необходимого запаса.

Для электрических котлов, любого типа при выборе ИБН, к мощности используемой блоком автоматики и циркуляционными насосами нужно добавить мощность потребляемую котлом.

Инверторные электрические котлы отопления

Если строго подойти к термину — инверторный котел отопления, то такое название соответствует прибору, питание которого осуществляется через инвертор двойного преобразования. Напряжение сети 220 вольт выпрямляется и поступает на инвертор, который преобразовывает постоянное напряжение в напряжение высокой частоты в диапазоне 15 – 40 кГц для питания индуктора (обмотки) электрического индукционного котла.

Известны два вида индукционных котлов:

1. индукционные отопительные котлы SAV;
2. индукционные вихревые котлы ВИН.

Котлы SAV

Электрические котлы SAV подключаются непосредственно к электрической сети, однофазной или трехфазной в зависимости от мощности и схемы подключения. Если для увеличения мощности используется каскадное подключения, то каждый прибор подключается к отдельной фазе.

spetsotoplenie.ru

Принцип работы инверторного котла

Стандратные электрокотлы работать по принципу передачи энергии к носителю тепла. Передачи осуществляется с помощью тэнов. Если в оборудовании устроен ТЭН, то следует заранее предусмотреть место для нагрева воды, защиту Тэна от коррозии и учесть возможные потери тепла. 

Инверторные электрические котлы работают по другому принципу. Он работает при помощи электромагнитной индукции. Для работы данной системы необьходимо преобразовывать постоянный ток в переменный из электрической сети. Инвертор работает от аккумуляторов или от сети. С помощью переменного магнитного поля происходит процесс генерации тока. 

Инверторный электрический котел может иметь 2 контрура:

1. Теплообменник, который нагревает носитель тепла.
2. Магнитный, который генерирует переменное магнитное поле.
3. При подаче переменного так происходит создание магнитного поля при помощи катушки. Таким образом, происходит нагрев воды, которая находится в трубопроводах. 

Организация системы отопления

Инверторные котлы делятся на несколько видов в зависимости от мощности:

Необходимо сделать проект отопительной системы инверторного типа перед ее организацией. А также нужно устроить проводку с большим сечением. Так как при работе котла нагрузка электросети повышается. 

Преимущества и недостатки

В инверторном отопительном котле можно выделить следующие преимущества:

1. Так как нагревательный элемент не контактирует напрямую с водой, то требования к химическим свойствам носителя тепла занижены. В качестве нагревательного элемента в инверторном котле выступает обмотка. Химический состав теплоносителя зависит только от свойств труб и радиаторов. 
2. Высокие эксплуатационные характеристики высокие. Так как отсутствуют нагревательные элементы.
3. Если в отопительной системе устроен центробежный насос, то скорость нагрева теплоносителя станет выше.

Но в инверторных котлах есть несколько недостатков:

1. Необходимость устройства сложной электронной системы управления. Она нужна для регулировки мощности оборудования.
2. Высокая стоимость. Тэновые котлы стоят намного дешевле.
3. Котел имеет большой вес и размеры. Для того чтобы отапливать помещение с большой площадью необходимо использовать большую камеру теплообмена. А также количество витков в катушке должно быть увеличено. 

Но, несмотря на несущественные минусы, такие котлы все больше набирают свою популярность. 

Устройство отопительной системы

Перед выбором отопительной системы необходимо заранее продумать какое оборудование вы будете использовать. В инверторной системе отопления необходимо выбрать оборудование с мощностью, которая будет соответствовать размерам дома. Но следует учитывать теплопотери, поэтому выбирать мощность немного больше требуемой.

Для того чтобы отопить 10 кв.м. дома, который находится в средних климатических условиях необходимо 1 кВт производительности отопительного прибора. Но такие расчеты считаются ориентировочными. Поэтому следует рассчитывать требуемую мощность самостоятельно.

Но для высоких помещений, таких как производственные здания необходимо 1 кВт производительности для отопления 2 кубометров воздуха.

Особенности

После того как вы рассчитали требуемую мощность необходимо выбрать вид подключения электросети. Она бывает однофазная и трехфазная. Для того чтобы отопить небольшой загородный дом, достаточно 10-12 кВт мощности. Для такого дома подходит однофазная электросеть. А трехфазная подходит для инверторных котлов, которые имеют мощность более 6 кВт. Подключать такие отопительные котлы можно к сети с напряжением 220 или 380 В. Применять такие приборы можно без устройства дополнительного контура.

Для отопления производственных зданий и помещений обычно используют котлы промышленного типа. Они имеют большие размеры, объемный теплообменник и сложную систему по преобразованию тока. Бытовые инверторные котлы используют для обогрева частных домов. Так как они имеют небольшие размеры и невысокую стоимость.

Нюансы, которые следует учитывать при установке

Применять инверторные котлы можно в напорных и самотечных отопительных системах. Так как скорость нагрева теплоносителя высокая, то следует установить устройство, которое будет дозировать подачу воды в систему трубопроводов. Следовательно, увеличится эффективность прибора и снизится необходимость в новой подогретой жидкости.

Перед тем как начать устройство системы необходимо проверить подходит ли существующая электропроводка для подключения нового отопительного оборудования. Если же электропроводка не соответствует, то нужно заменить провода на новые, которые имеют большее сечение. 

В трехфазной электросети необходимо провести еще кабели от общей сети. Если в системе случится резкий перепад напряжение, то специальный защитный блок остановит работу оборудования. Поэтому его обязательно нужно установить.

Перед установкой инверторного котла отопления следует не забыть о некоторых моментах:

• О заземлении оборудования;
• Расположить котел необходимо на требуемом расстоянии от мебели и других предметов в доме;
• В отопительной системе должен быть устроен специальный воздуховыпускной клапан;
• Если ваша система не безнапорная, то необходимо установить расширительный бак. Он нужен для циркуляции насоса и для компенсирования расширения теплоносителя.

При использовании GSM- модуля или специального электронного программатора можно обеспечивать комфортную атмосферу в доме, даже при длительном отсутствии. Такой вариант отлично подходит для тех, кто приезжает в загородный дом только на выходные.

baltgazservice.ru

Что это такое

Существует несколько видов электрических котлов, большинство производимых на сегодняшний день тепловых приборов работают по принципу разогрева ТЭНа (мокрого и сухого) за счет сопротивления проводника. Существуют также электродные котлы, где разогрев происходит за счет ионизации теплоносителя. Котел инверторного типа — нечто новое. Он работает на основе индукционного принципа. Это значит, что отопление дома происходит из-за эффекта электромагнитной индукции, которая возникает на внешней обмотке.

Электромагнитная индукция вызывает движения заряженных частиц благодаря электромагнитному полю. Размещенный внутри котла электрод из ферримагнитного сплава в результате этого начинает активно разогреваться. Как видите, принцип работы такого котла отопления достаточно прост, но, самое важное – отсутствие движимых деталей и, следовательно, высокая надежность конструкции.

Первый тезис – надежность, подтверждается самой конструкцией прибора. Основное, что может повлиять на этот фактор – качество сборки и сырьевой базы. Всем известно, что катушки подвержены коротким замыканиям при плохой сборке или недобросовестной эксплуатации.

Второе преимущество – принудительная циркуляция в системе отопления за счет расширения жидкости в процессе нагрева. Иногда этого протока хватает для отопления небольшого здания, в противном случае всегда можно установить дополнительно циркуляционный насос.

Экономичность

Еще одним мифом, который активно муссируется среди строителей и владельцев домов – высокая экономичность отопления на основе инверторного котла. Называются даже четкие цифры в 20-30%. Забегая наперед, к сожалению это не соответствует действительности. Электрические котлы не производят механической энергии, а преобразуют электричество сразу в тепловую. Эффективность котла может изменяться только за счет потери тепла от момента его возникновения и рассеивания в окружающую среду. Отопление в вашем доме, по сути, происходит за счет физического явления, открытого еще в 1831 году. В то время революцией в металлургии стало использование индукционных доменных печей, которые, кстати, используются и по сей день.

С другой стороны, принцип нагрева инверторного котла позволяет производить нагрев значительно быстрее, нежели это удается котлам с электрическими ТЭНами. Многие недобросовестные производители пользуются этим фактом в качестве маркетингового хода. Сопоставляя нагретый объем и время, действительно может получиться видимость экономии в 20-30% за счет скорости нагрева, однако, потребляемая мощность у инверторного котла при этом будет на те же 20-30% выше.

Неограниченный срок службы

Да, инверторные котлы, благодаря описанной выше конструкции являются лидерами по надежности. Однако, их срок службы далеко не бесконечный. По разным оценкам, такой котел отопления может служить от 10 до 25 лет. При этом определяющим является не срок службы обмотки, стержня, или даже корпуса. Дело в том, что медная обмотка при охлаждении теплоносителем из системы отопления способна прослужит и сотню лет.

Нержавеющий или даже полимерный корпус, невосприимчивый к ржавчине также не будет проблемой. В тоже время, работа такого котла возможно только с применением мощных транзисторов. Физика их работы, не позволяет сохранять целостность полупроводников более 7-10 лет. В итоге, котел инверторного типа прослужит в разы дольше электрического, его ремонт будет стоить в разы дешевле, однако рассчитывать на 20 лет непрерывной работы не приходится.

Устойчивость параметров работы

Многие электрические котлы, работая с загрязненным жестким теплоносителем системы отопления, со временем либо выходят из строя, либо уменьшают свою производительность. Это происходит за счет образования накипи на ТЭНе, что становится причиной перегрева спирали и ее разрушения. В противовес этому, индукционные отопительные приборы предлагаются в виде устройств, с неизменными характеристиками.

Основной нагревающий элемент – это инверторный стержень. Он действительно менее подвержен образованию накипи, которая при увеличении слоя и образовании пузырьков воздуха время от времени отслаивается от стержня. С другой стороны, физически со временем ферромагнитный стержень начинает разрушаться в результате воздействия коррозии. Интересной особенностью инверторного котла стала незаметная, однако, происходящая постоянная вибрация из-за воздействия магнитного поля. Это значит, что накипь, даже если она начинает образовываться, со временем рано или поздно отойдет от поверхности стержня.

energomir.biz