Инверторное отопление дома, что и как работает

Что собой представляет

Инверторные обогреватели способны управлять процессом отопления в автоматическом режиме. Так, например, по достижении заданной температуры воздуха, система не отключается, как в других приборах, а переключается на пониженный уровень мощности. За счет подобного принципа работы удается поддерживать нужный уровень тепла в помещении. Обогреватель же потребляет гораздо меньше энергии, так как нет необходимости в постоянном включении и выключении прибора.

Принцип работы инверторного обогревателя схож с действием кондиционера. Главная рабочая деталь в нем – тепловой насос, основу которого составляют внутренний и внешний блоки. В первом располагается теплообменник, внутри которого под высоким давлением скапливается фреон. Температура фреона может достигать 80 градусов. После этого он попадает во внешний блок, где наблюдается более низкое давление. Здесь фреон трансформируется из жидкого состояния в газообразное. В результате его перехода выделяется большой объем тепловой энергии.

Основные характеристики


Ресурс работы инверторных обогревателей выше за счет отсутствия пиковых нагрузок

Установка превращает входящий переменный ток в постоянный, а затем вновь преобразует постоянный в переменный, но уже с другими характеристиками. В результате прибор работает не с сетевым электричеством, а с током с улучшенными показателями. Таким образом исключают повреждение аппарата при скачках напряжения: обогреватель служит дольше, работает с большим КПД.

Изменяется и схема работы. Обычный отопитель при включении нагревает воздух до указанной температуры, а по достижении полностью отключается. Когда датчик сигнализирует о снижении температуры в комнате, прибор вновь включается. Однако запуск прибора вызывает кратковременную пиковую нагрузку. Такой режим способствует быстрому износу деталей.

Инверторный обогреватель для дома действует иначе. При включении отопитель нагревает воздух до указанной температуры, но после ее достижения не выключается, а снижает мощность работы до 5–10%. Когда температура падает ниже отмеченного значения, обогреватель увеличивает мощность.

В таком режиме мощность плавно увеличивается и снижается, а пиковые нагрузки отсутствуют. Температура тоже изменяется более плавно, что позволяет увеличить время отключения и снизить потребление электричества.

Как работает 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.

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.

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.

Использование в отопительных системах

На сегодняшний день данный прибор используют в системах отопления, где источником питания является электрическая энергия, реже – газоснабжение. Его можно внедрить везде, где есть электроэнергия. Для использования инверторного отопления не нужна разрешительная документация, на монтаж не требуется одобрение соответствующих служб. Такой прибор стоит намного дешевле остальных. Газовый котел можно спокойно заменить инверторным обогревателем.

Достоинства и недостатки инверторного обогревателя

Главным преимуществом такого обогревателя можно назвать отсутствие необходимости получать разрешение на его монтаж и использование чем, к примеру, газовый котёл похвастаться не может. Из прочих преимуществ выделяют:

  • безопасность в работе;
  • экологичность;
  • бесшумность;
  • способность работать в очень холодном помещении с низкой температурой;
  • экономия электроэнергии;
  • автоматически сбавляет мощность работы при достижении заданной температуры помещения.

Весомый недостаток устройства в высокой цене и в том, что слабая электросеть не потянет работу инверторного обогревателя. Так же, ремонт прибора крайне затруднителен, необходимые детали для замены можно ждать несколько месяцев.

Котел как одно из лучших решений обогрева загородного дома своими руками

Существует несколько типов котлов:

Несмотря на высокую стоимость эксплуатации, электрические котлы не несут с собой пыли и грязи и очень удобны в использовании.

  1. Газовый. Достаточно популярен у множества потребителей, поскольку очень прост и удобен в применении. Более того, методика установки обогрева на основе газового котла представляется самой простой. Но, ввиду того что далеко не все села и города газифицированы, использование данного типа котлов является ограниченным.
  2. Дизельный. Подобные устройства функционируют при помощи жидкого топлива. Можно выполнять их настройку в необходимом режиме благодаря специальной системе управления. Жидкое топливо для этих приборов не займет большое пространство. Такой вариант котлов является довольно гигиеничным и простым в использовании. Однако как неприятный недостаток следует выделить отчетливый запах сгораемых продуктов.
  3. Электрический. Эти приборы не требуют сооружения котельной, не несут с собой пыли и грязи и очень удобны в использовании. Таким образом, они являются неким лидером на фоне других комплексов. Однако один весомый недостаток таких систем заключается в большой стоимости их эксплуатации.
  4. Твердотопливный. Достаточно известны в нынешнем мире потребителей. Они используют твердое топливо для своей работы и обладают наиболее высоким КПД.

Основное достоинство газовых и дизельных отопительных комплексов заключается в автоматическом функционировании данных котлов.

Газовые и дизельные отопительные комплексы для загородного дома выделяются среди прочих практичностью и надежностью. Они функционируют в автоматическом режиме. При этом рабочий котел не подразумевает постоянное вмешательство в процесс (по сравнению с печью). Соответственно, он может без проблем обогревать домик непрерывно на протяжении нескольких недель. В этом и заключается основное достоинство данных котлов.

Цена на установку котлов будет напрямую зависеть от большого количества различных факторов, среди которых объем дома, сложность выполняемой работы и, естественно, тип используемого оборудования.

Что такое конвекция

Конвекция – это круговорот воздуха в комнате, происходящий в следствии его нагрева.

Прежде чем мы ответим на вопрос о том, что такое конвекционный обогреватель, следует понять, что такое конвекция. Именно на ней и завязан принцип работы конвекторов. Конвекция – это процесс, возникающий в нагретом веществе (в нашем случае это воздух), в результате чего теплые слои вещества становятся легче и поднимаются вверх. А на их место поступают более холодные и тяжелые слои.

Именно такие процессы и возникают в воздухе, который располагается вокруг нагревательного элемента. Нагреваясь, он становится легче и поднимается вверх, покидая пределы конвекционного обогревателя. Но вакуум на его месте образоваться не может, поэтому сюда засасываются холодные воздушные массы (через нижние щелевые отверстия). В результате возникает своеобразный круговорот, в котором принимает участие почти весь воздух в отапливаемом помещении.

Нагревая воздушные массы, конвективные обогреватели создают теплую и комфортную атмосферу. Постепенно тепло передается и окружающим предметам.

Естественная конвекция отличается своей медлительностью, она не позволяет обеспечить быстрый прогрев. Поэтому некоторые конвекционные обогреватели могут работать по принципу принудительной конвекции – в этом случае за перемещение воздушных масс отвечают производительные вентиляторы. Такая схема позволяет обеспечить более интенсивный и мощный прогрев, что актуально для больших помещений.

Установка инверторного котла своими руками

При самостоятельной установке электрооборудования необходимо иметь некоторые знания и умения, но их перечень обычно невелик. Когда все материалы и инструменты готовы, можно начинать установку отопительной системы. Учитывая возможность внезапного отключения электричества, необходимо принять меры, которые позволят уберечь оборудование от повреждений.

Установка инверторных батарей дает возможность свести к минимуму возможный риск возникновения неполадок при отключении электроэнергии: автоматика за 10 миллисекунд переключит оборудование на режим резервного питания, что позволит удерживать рабочий температурный режим на прежнем уровне. Когда электричество включится, будет осуществлена обратная процедура, и котел будет работать в штатном режиме. Таким образом, инверторное отопление дома позволяет минимизировать контроль системы. 

5 Оптимальная схема разводки

Автономное отопление выполняется с одно и двухтрубной схемой. Также разводка может быть выполнена на коллекторной основе, однако самостоятельно спланировать и реализовать такой обогрев будет затруднительно. Спроектировать схему прокладки труб лучше в профильных компаниях, специалисты которых имеют соответствующий опыт работы. Однотрубные схемы станут отличным вариантом для небольших по своей площади одноэтажных домиков, где требуется обогреть 2−3 комнаты.

Двухтрубная схема домашнего отопления получила на сегодняшний день наибольшее распространение. К преимуществам такой технологии можно отнести следующее:

  • Отличная эффективность.
  • Возможность использования маломощных циркуляционных насосов.
  • Простота монтажа.
  • Универсальность исполнения.
  • Наличие регулировки температуры нагрева каждой батареи.

Принцип работы двухтрубной системы следующий. Теплоноситель, нагретый в котле, подается в напорный стояк, из которого сливается в батареи, после чего попадает в обратку, реализованную в виде отдельного контура. Остывший теплоноситель из обратки под давлением направляется в котел, где быстро нагревается и снова поступает в радиаторы.

В двухтрубных системах обогрева имеется возможность регулировки температуры каждой батареи, что может выполняться в полностью автоматическом режиме. На прокладку теплового контура может уйти больше фитингов и труб, однако благодаря экономии топлива все затраты окупаются в максимально короткий срок.

Единственный недостаток двухтрубной системы отопления частных домов с жидкостным или воздушным теплоносителем — это определенные сложности с выполнением эффективной системы, где применяется гравитационная естественная циркуляция жидкости. Поэтому в обязательном порядке устанавливают циркуляционные насосы, которые отвечают за нагнетание давления в системе. При использовании электрокотлов потребуется также качественная проводка, которая запитывает отопительные установки.

Система водяного отопления

Одна из самых эксплуатируемых систем отопления в нашей
стране – водяное отопление. Разводка труб в доме или квартире – привычное
явление.

Принцип работы водяного отопления заключается в следующем:
нагретая от котла вода естественным образом (или принудительным) циркулирует по
трубам, отдавая тепло помещению. Учитывая то, что по ходу движение воды в
местах соединения, на изгибе труб и т.д. образуется трение и местные
сопротивления, многие системы оборудованы клапанами для обеспечения давления,
сила которого равна потерям на сопротивление. Такая система водяного отопления
называется системой с искусственной циркуляцией воды.

Система водяного отопления может быть конструктивно
реализована по двум схемам:

Одноконтурная (система с замкнутой циркуляцией воды,
ориентированная только на отопление)

Двухконтурная (система, ориентированная одновременно на
отопление помещения и нагрев воды в водопроводе). Такая система требует
использования специального двухконтурного котла.

Устройство водяного отопления предполагает 3 принципиально
разные схемы разводки труб в комнатах.

Разводка труб отопления

Однотрубная система отопления дома

Схема однотрубной системы отопления представлена на фото.

Как видно из рисунка, трубы закольцованы, а радиаторы подключены по очереди. Таким образом, теплоноситель выходит из котла и поочередно проходит каждый из них.
При этом стоит отметить, что температура теплоносителя постепенно снижается. Это существенный минус системы. Тем не менее, она достаточно распространена ввиду простоты, экономичности и возможности сделать однотрубную систему отопления своими руками.

Как снизить потери тепла при однотрубной системе отопления:

увеличить число секций в последних радиаторах (два-три последних);

увеличить температуру теплоносителя на выходе. Это, в свою
очередь, повышает расходы на отопление;

обеспечить теплоносителю принудительную циркуляцию. Т.е.,
установить насос, который создаст в системе дополнительное давление заставляя
воду циркулировать быстрее.

Двухтрубная система отопления дома

Схема двухтрубной системы отопления представлена на фото.
Синим цветом выделена труба отработки, которая отводит охлажденный
теплоноситель из радиатора в котел.

Двухтрубная система отопления дома с нижней разводкой – схемаСхема двухтрубной системы отопленияДвухтрубная система обеспечивает подачу теплоносителя к радиаторам без потери тепла. Ее разновидности показаны на фото. При параллельном подключении достигается экономия на материалах. При лучевом,
появляется возможность регулировать температуру в каждой комнате отдельно.

Коллекторная (лучевая) разводка

Предполагает использование специального устройства –
коллектора, которое собирает теплоноситель и распределяет по трубам к батареям.
Схема сложная в реализации, поэтому используется редко.

Схема коллекторной (лучевой) разводки

Безусловным плюсом системы водяного отопления можно назвать
ее безопасность.

К числу недостатков относят:

относительно трудно обогреть значительную площадь без
значительных затрат (ввиду потерь тепла при циркуляции воды);

эстетический параметр. Разветвленную систему труб можно
скрыть, пожертвовав некоторым количеством объема помещения, что не всегда
удобно, или же оставить на виду;

большие по размеру радиаторы отопления;

вероятность появления воздушных пробок. Эта проблема
возникает после спуска воды из системы.

Водяное отопление пола в доме

Водяной теплый пол представляет собой систему длинных пластиковых труб уложенных на
основание чернового пола.

Система водяного отопления пола

Монтаж системы теплого водяного пола выполняется в три этапа:

укладка утеплителя или устройство чернового пола;

правильная разводка труб, которая не допускает множественных
перегибов. Оба конца трубы подключаются к центральному отоплению. Через один
конец поступает горячая вода, через второй – отводится обратно в систему.
При укладке труб стоит помнить о высоком риске повреждения труб.
Во-первых, при укладке (изгиб).
Во-вторых, при эксплуатации, например, повреждение перфоратором. Чтобы не допустить этого, нужно составить подробную схему расположения труб;

заливка стяжки на систему труб.

Эта система может быть использована в качестве основной или
дополнительной. Выбирая водяное отопление по полу, следует помнить, что в системе должен поддерживаться оптимальный температурный режим, потому что при минусе и отключенном отоплении вода в трубах замерзнет, что неизбежно приведет к их деформации. Собственно, это касается любой системы водяного отопления.

Преимущества и недостатки инверторного отопления

Инверторы в широком понимании являются устройствами, преобразующими постоянный ток в переменный, а принцип их работы основан на явлении электромагнитной индукции. Чем отличается инверторное отопление от других видов отопительных систем?
Список различий довольно внушителен:
 

  1. В конструкции инверторных котлов отсутствуют подвижные детали и механизмы, поэтому износоустойчивость таких устройств выше. Таким образом, срок службы инверторных котлов значительно выше аналогичных устройств другого типа и обычно составляет не менее 10 лет.
  2. Инверторные котлы имеют довольно простую конструкцию, и при необходимости его можно собрать самостоятельно.
  3. Теплоноситель в инверторных котлах нагревается гораздо быстрее, чем в любой другой отопительной системе. Причина проста: в инверторных устройствах отсутствует привычный теплообменник, поэтому вся тепловая энергия идет на нагрев теплоносителя.
  4. Почти каждый инверторный котел может работать с любым видом теплоносителя, поскольку в непосредственный контакт рабочие элементы котла с теплоносителем не вступают. Теплоноситель может оказывать влияние только на характеристики и показатели отопительной системы, но котел будет работать в штатном режиме.
  5. Инверторные котлы стоят довольно дорого: если сравнивать с обычной бытовой техникой, то инверторный котел будет стоить как минимум в 2-3 раза больше.
  6. Бытовые инверторные котлы имеют большой вес, но габариты таких устройств компенсируют этот недостаток. К тому же, удачная форма позволяет расположить такую конструкцию практически в любом месте.
  7. Регулировка котла осуществляется при помощи сложных электронных систем, которые будут обеспечивать беспрерывную работу и контроль параметров котла. Таким образом, несмотря на простоту сборки самого котла, для самостоятельного создания контролирующих элементов придется изучить электронику. Установка электронных систем является обязательной, иначе оборудование может получить повреждения и выйти из строя.
  8. Инверторные отопительные приборы не создают шума и относятся к пожаробезопасным устройствам: при работе не используется топливо, из-за которого может произойти воспламенение, и отсутствуют подвижные элементы.
  9. Такие системы экологически чисты: поскольку топливо не применяется, то нет и выбросов в окружающую среду, ведь продукты сгорания отсутствуют. 

Особенность схемы горизонтальной прокладки труб

Схема горизонтального отопления в двухэтажном доме

В подавляющем большинстве горизонтальная двухтрубная система отопления с нижней разводкой устанавливается в одно или двухэтажных частных домах. Но, кроме этого, она может применяться для подключения к централизованному отоплению. Особенностью подобной системы является горизонтальное расположение основной и обратной (для двухтрубной) магистрали.

При выборе этой системы прокладки трубопроводов необходимо учитывать нюансы подключения к различным видам отопления.

Центральное горизонтальное отопление

Для составления инженерной схемы следует руководствоваться нормами СНиП 41–01–2003. В нем говорится, что горизонтальная разводка системы отопления должна обеспечивать не только должную циркуляцию теплоносителя, но и обеспечить его учет. Для этого в многоквартирных домах обустраивают два стояка — с горячей водой и для приема остывшей жидкости. Обязательно выполняется расчет горизонтальной двухтрубной системы отопления, в которую входит монтаж теплового счетчика. Он устанавливается на входном патрубке сразу после подключения трубы к стояку.

Кроме этого, учитывается гидравлическое сопротивление на определенных участках магистрали

Это важно, так как горизонтальная разводка системы отопления будет эффективно работать только при поддержании соответствующего напора теплоносителя

Автономное горизонтальное отопление

Отопление с естественной циркуляцией

В частном доме или в квартире без подключения к центральному теплоснабжению чаще всего выбирается горизонтальная система отопления с нижней разводкой. Однако при этом нужно учитывать режим работы — с естественной циркуляцией или принудительной под давлением. В первом случае сразу от котла монтируется вертикальный стояк к которому подключаются горизонтальные участки.

К преимуществам этой схемы обустройства поддержания комфортного уровня температуры можно отнести следующее:

  • Минимальные затраты на приобретение расходных материалов. В частности, горизонтальная однотрубная система отопления с естественной циркуляцией не включает в себя циркуляционный насос, мембранный расширительный бак и защитную арматуру — воздухоотводчики;
  • Надежность работы. Так как давление в трубах равно атмосферному — превышение температурного режима компенсируется с помощью расширительного бачка.

Но также следует отметить и недостатки. Главным из них является инертность системы. Даже грамотно спроектированная горизонтальная однотрубная система отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией не сможет обеспечить быстрый нагрев помещений. Это объясняется тем, что теплосеть начинает свое движение только после достижения определенной температуры. Для домов большой площадью (от 150 м.кв.) и при наличии двух этажей и более рекомендуется горизонтальная система отопления с нижней разводкой и принудительной циркуляцией жидкости.

Отопление с принудительной циркуляцией и горизонтальным расположением труб

В отличие от вышеописанной схемы для принудительной циркуляции не нужно делать стояк. Напор теплоносителя в горизонтальной двухтрубной системе отопления с нижней разводкой создается с помощью циркуляционного насоса. Это отражается на улучшении эксплуатационных качеств:

  • Быстрое распределение горячей воды по всей магистрали;
  • Возможность регулирования объема теплоносителя для каждого радиатора (только для двухтрубной системы);
  • Для установки требуется меньшая площадь, так как отсутствует распределительный стояк.

В свою очередь, горизонтальную разводку системы отопления можно сочетать с коллекторной. Это актуально для трубопроводов с большой протяженностью. Таким образом можно добиться равномерного распределения горячей воды по всем комнатам дома.

Во время расчета горизонтальной двухтрубной системы отопления нужно учитывать поворотные узлы, именно в этих местах наибольшие гидравлические потери напора.

Принцип действия

Модели, работающие на электричестве, передают энергию при помощи ТЭНов, для которых необходима и отдельная область для нагрева теплоносителя, и защита нагревающего элемента от воздействия коррозии. В то же время принцип работы инверторных котлов основан на явлении электромагнитной индукции.

Постоянный ток из сети преобразуется в переменный. Полученное в результате этого магнитное поле генерирует индукционный ток. А прибором, который позволяет все это осуществить, как раз и является инвертор, способный работать и от сети, и от аккумулятора (только для маломощных моделей).

Конструкция котла

Инверторный котел состоит из двух основных частей: магнитного контура и теплообменника. В задачи контура входит создание переменного магнитного поля.

Теплообменник нужен для передачи энергии от индукционного тока теплоносителю, увеличивая температуру последнего до уровня, необходимого для эффективного отопления.

Расходы электроэнергии

Теперь по расходам, однотарифный электросчетчик: 4,01 руб за квт*ч. Вот все записи по энергозатратам в отопительный сезон 20/21 г.

Это второй и самый большой плюс по сравнению с электрокотлом: зима 20/21 была самой морозной за последние годы. Максимальный расход электроэнергии на отопление пришелся на январь: 2333 кВт*ч, это 9 тыс. рублей при постоянном проживании. Сравниваю с затратами соседей по поселку — с примерно такими же домами затраты на отопление электрокотлом составляли 15,000-18,000 рублей в мес. Причем в отличие от нас, проживающих постоянно в доме и с температурой 21 градус , соседи бывают наездами, когда их нет — электрокотел работал на минимуме мощности.

3 способа монтажа конвекторов

Есть три основных способа установки конвекторов с электронным блоком управления:

1. Если конструкция конвектора не предполагает замену съемного механического термостата, то придется поменять конвекторы целиком на более современные с электронным термостатом. Например, конвектор Electrolux серии Air Gate с электронным блоком управления ECH/AG2-1500T-TUE.

2. Если конструкция конвектора предусматривает использование съемных термостатов, например, как у конвекторов Electrolux, Ballu с технологией Transformer System, то нужно просто поменять механический блок на электронный.

Замена механического блока управления на электронныйИсточник home-comfort.ru

Этот вариант предпочтительнее, если уже есть несколько конвекторов, поддерживающих технологию трансформера, не нужно менять весь конвектор, меняется только блок управления.

3. Установить комнатный электронный программируемый термостат, который не только измеряет температуру в наиболее подходящей точке помещения но и позволяет настраивать расписание работы конвекторов в данном помещении. Комнатный термостат может быть того же производителя, что и производитель конвекторов или это может быть сторонний производитель. В первом случае комнатный термостат уже адаптирован во внутреннюю экосистему производителя: есть техническое решение взаимодействия термостата с конвектором, термостата с контроллером, который управляет группой термостатов.

В управлении температурными режимами конвекторов нет ничего сложногоИсточник home-comfort.ru

В случае стороннего производителя, чаще всего потребуются дополнительные работы и расходы: для передачи управляющего сигнала термостат нужно связать с цепью питания конвектора проводом, а при беспроводном соединении установкой приемника сигнала (исполнительного устройства) непосредственно возле конвектора или на din-рейке. Такие работы лучше делать на этапе электрификации всего помещения или дома.

Для полноценной системы отопления необходимо добавить возможность управления не только на самих устройствах, но и удаленно с помощью мобильного приложения, а так же иметь возможность централизованного управления приборами, как единым устройством.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий