Инверторный электрический котел для отопления частного дома

Среди всех вариантов для нагрева теплоносителя электрические котлы считаются наиболее невыгодными с экономической точки зрения, потому что используют самый дорогой энергоноситель. Однако нагреватели инверторного типа имеют много преимуществ и отличаются экономичностью. Инвертор для котла отопления работает с использованием принципов электромагнитной индукции. У него есть свои преимущества и недостатки, а также разновидности.

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.

Важно! Инверторные котлы обязательно заземляют и устанавливают на определенном расстоянии от окружающих поверхностей, другого оборудования и мебели.

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.

На заметку! Как правило, нагревание сердечника происходит настолько быстро, что в течение 7 минут работы температура в теплообменнике достигает 75 градусов.

Разновидности инверторных отопительных котлов

Нагревательное оборудование инверторного типа бывает двух видов – промышленное и бытовое. Промышленные котлы имеют внушительные размеры, поскольку внутри стоят объемные теплообменники. Помимо этого система преобразования электротока в них довольно сложная. То же самое касается цилиндрической обмотки. Все это обеспечивает значительную мощность прибора и возможность его использования в производственных целях и для обогрева помещений. При выборе мощности учитывают, что 1 кВт тепловой энергии достаточно для обогрева 2 кубометров производственных помещений.

Бытовые инверторные котлы предназначены для отопления частных домов. Они укомплектованы тороидальной катушкой, которая может получать питание как с общей сети, так и от источников бесперебойного питания. Бытовые агрегаты имеют более компактные размеры и стоят дешевле. Для выбора котла по мощности придерживаются правила, что на обогрев 10 м² помещения высотой не более трех метров достаточно 1 кВт тепловой энергии.

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.