Инвертор для котла отопления: самая подробная инструкция по выбору, преобразователя напряжения 12 V в 220 V, обзор лучших моделей для газового и твердотопливного котлоагрегатов, характеристики и цены

Что такое инвертор?

Инвертор – это трансформатор, который преобразует постоянный электрический ток (в среднем 12 В) от аккумуляторных батарей в переменный, изменяет напряжение в зависимости от ситуации. Если электричество подается в обычном режиме, оно начинает заряжать аккумуляторные батареи (АКБ). Если напряжение падает или отключается, питание домашней сети переходит на АКБ, превращая их постоянное напряжение 12 В в переменное – 220В/50 Гц.

Компактный автомобильный инвертор

Чтобы инвертор работал нормально, необходимы самые лучшие материалы и детали. От того, насколько качественно установлен инвертор, зависит, насколько долгий срок смогут проработать другие компоненты, особенно АКБ. Качество инвертора определяет срок работы АКБ – хватит его на 2 года или же на целых 12 лет.

Добиться лучшей службы АКБ можно через использование разных компонентов, например, ветрогенераторов или солнечных батарей.

Зачем нужен для газового котла

Если не ориентироваться на энергонезависимость, то полнофункциональный современный газовый котел требует подключения к электросети для питания платы управления  с контроллером, циркуляционного насоса и группы блоков управления, которые можно распределить по дому. Подобная совокупность оборудования позволяет полностью и в точности контролировать обогрев дома, поднимая отопление на более высокую планку, обеспечивая высокий комфорт жизни в доме. Если все так и обстоит, то при отключении электричества отопление, к сожалению, полностью останавливается.

Чтобы не остаться без отопления, следует заранее предусмотреть резервный источник питания для газового котла и всего вспомогательного оборудования. В числе вариантов: газовый или дизельный (бензиновый) генератор, источник бесперебойного питания (ИБП) или инвертор.

Установка генератора требует больших капитальных вложений, потому ИБП и инверторы получили большее распространение.  В них электричество запасается впрок в аккумуляторах и при необходимости отдается нагрузке, котлу. Чаще электричество если и отключается, то ненадолго, так что запасенной в аккумуляторах энергии вполне хватает, чтобы котел не остановился и теплоноситель не остыл.

Основное требование к любому резервному источнику питания для газового котла – стабильная синусоида и амплитуда по напряжению на выходе. Никаких собственных преобразователей или стабилизаторов газовый котел не имеет, потому любые скачки или отклонения будут влиять на качество работы контроллера, показания датчиков. Форма синусоиды критична для циркуляционного насоса. Чем правильнее форма синусоиды, чем стабильнее частота тока. Тем лучше работает насос.

Бытовые и компьютерные  ИБП выдают сигнал лишь отчасти подобный синусоиде, больше похожий на чередующиеся прямоугольные импульсы. Для поставленных целей этого достаточно, в компьютерной и офисной технике имеются свои собственные блоки питания, преобразующие входное напряжение.

Сводя все вышеописанное воедино, становится понятным, почему для котлов отопления блоки бесперебойного питания и инверторы проектируются и производятся отдельно и с повышенным требованием к характеристикам выходного сигнала.

Устройство и принцип действия

Независимо от того, по какой из трех схем выполнен конкретный бесперебойник, его ключевыми элементами являются аккумулятор и инвертор. Аккумулятор (в наиболее мощных моделях — батарея аккумуляторов) является накопителем энергии, при отключении питания от внешней сети от него запитывается инвертор — электронный преобразователь, генерирующий на выходе переменный ток с заданным напряжением и частотой. В бесперебойниках используются гелевые или AGM-аккумуляторы с номинальным напряжением 12 В.

Именно в выходном каскаде инвертора скрывается ряд особенностей, крайне важных в нашем случае:

• Все оборудование, рассчитанное на работу от бытовой сети 220 В, проектируется в расчете на синусоидальную форму питающего напряжения (так называемый «чистый синус»). В то же время генерация сигнала такой формы выходным каскадом инвертора достаточно сложна, и осциллограмма от дешевых инверторов от чистого синуса будет отличаться весьма сильно — в них используются простые импульсные преобразователи. В первую очередь, это может вызвать сбои в работе контрольной электроники газового котла, во вторую — значительно увеличит индуктивные потери в обмотках электродвигателей циркуляционных насосов. Характерным сигналом о неправильной работе инвертора станет ощутимый гул электродвигателей. Длительная работа несовершенного инвертора с индуктивной нагрузкой может вызвать перегрев и пробой силовых транзисторов выходного каскада и, как следствие, полный выход бесперебойника из строя.
• Для защиты выходного каскада инвертора от перегрузки в него включаются защитные схемы, полностью отключающие нагрузку при превышении тока потребления. Так как циркуляционные насосы, как и любое устройство, имеющее в составе электродвигатель, при включении потребляют мощность в несколько раз больше номинальной, при подключении их к инвертору без достаточного запаса по мощности он встанет в режим защиты, оставив Вашу отопительную систему без питания.

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.

Особенности оборудования

У инверторного котла, как и у каждого вида отопительных приборов, имеются свои плюсы. Благодаря этому оборудование пользуется достаточной популярностью среди потребителей и постепенно применяется все чаще. При этом, естественно, не обойтись и без минусов, хотя у таких котлов они не очень существенны.

Положительные и отрицательные стороны инверторного котла

Выделяют целый ряд преимуществ, которыми обладают инверторные установки, среди которых:

• увеличение эксплуатационных параметров в результате отсутствия нагревательных элементов;
• небольшая инерционность при нагревании, таким образом, при наличии центробежного насоса, теплоноситель будет нагреваться быстрее;
• на работу системы не влияет химический состав теплоносителя;
• возможность установки устройства в любом месте.

Как и другие отопительные системы, инверторный котел имеет несколько недостатков:

• достаточно высокая стоимость инверторного оборудования по сравнению с аналогичными приборами, работающими на ТЭНах;
• имеет внушительные размеры и вес, а поэтому требует укрепление основания, на котором будет расположен котел;
• прибор нуждается в электронной системе управления для последующей регулировки мощности.

Несмотря на мелкие недочеты, все же инверторные котлы пользуются огромной популярностью среди потребителей и спрос на них неустанно увеличивается.

Устройство инверторного оборудования

Специфики преобразователей напряжения для газовых и электробойлеров

Преобразователь напряжения входит в состав источника бесперебойного питания (ИБН) для энергозависимых систем. ИБН дублируют электрическое питание, чем существенно делают лучше надежность работы оборудования для отопления. Данные устройства аварийного электрического снабжения включаются быстро при снижении уровня или полного отсутствия напряжения.

В системах отопления личных домов используются такие варианты бесперебойников:

• резервные ИБН, которые включаются исключительно при исчезновении или уменьшении ниже конкретного порога напряжения сети 220 в;
• линейно-интерактивные приборы содержат стабилизатор электрического напряжения для хорошей и неопасной работы электронного оборудования котла;
• системы двойного изменения работают регулярно в «online».

При подборе ИБН следует учесть, что преобразователь напряжения для газового водогрея должен обеспечить мощность, достаточную для хорошего функционирования всех потребителей электрической энергии – насос циркуляционный, автоматический блок. Фактически эта мощность как правило не больше 300 Вт с учетом нужного запаса.

Для электробойлеров, разного типа при подборе ИБН, к мощности применяемой блоком автоматики и циркулярными насосами необходимо добавить мощность потребляемую котлом.

Инверторные электрокотлы отопления

Если строго подойти к термину — инверторный отопительный котел, то подобное название отвечает прибору, питание которого выполняется через преобразователь напряжения двойного изменения. Напряжение сети 220 вольт выпрямляется и поступает на преобразователь напряжения, который превращает стабильное напряжение в напряжение высокой частоты в диапазоне 15 – 40 кГц для питания индуктора (обмотки) электрического индукционного котла.

Известны несколько видов индукционных котлов:

1. электромеханические котлы отопления SAV;
2. электромеханические вихревые котлы ВИН.

Электрокотлы SAV подключаются конкретно к электросети, однофазной или трехфазной в зависимости от мощности и схемы подсоединения. Если для увеличения мощности применяется каскадное подсоединения, то каждый прибор подсоединяется к индивидуальной фазе.

Вихревые электромеханические котлы типа ВИН разрабатывались как инверторные отопительные котлы с питанием индуктора высокочастотным напряжением.

Применение высокой частоты дало возможность сделать меньше габариты котла, количество витков индукторной обмотки и уменьшить его вес.

Большинство производителей рекомендуют вихревые котлы ВИН, которые, из-за чего то просят питания 220 v 50 Гц, т. е подобный домашний отопительный котел оказывается модернизированным котлом типа SAV. Назвать его инверторным вихревым прибором типа ВИН нельзя, так как утерян сам принцип – применение высокочастотного напряжения. В сети встречается очень большая путаница с использование терминов и понятий. Доходит даже до прямого обмана. К примеру, предлагается индукционный электробойлер А006. Смотрим его технические данные:

• общаяя мощность ТЕНОВ – 6 кВт;
• ступенчатая регулировка мощности – 3/6.

Уже только такие параметры четко формируют принадлежность котла к ТЭНовым обогревательным приборам.

Не обращая внимания на то, что индукционное оборудование одно из очень экономичных, безопасных и надежных, его широкое внедрение сдерживает цена электрической энергии. Использование ИБН, в его состав входят преобразователи напряжения для отапливания, в условиях неустойчивой сети вполне оправданы, т.к. делают больше надежность контура и предоставляют работу без перебоев. Термин инверторное теплоснабжение можно задействовать исключительно к вихревым индукционным котлам типа ВИН, индуктор которых не прекращает работу от высокочастотного напряжения вырабатываемого преобразователем напряжения.

Какой инвертор выбрать

Российские инверторы стоят, конечно, дешевле американских, но в них нельзя изменять то, как будет произведено подключение аккумуляторов: с каким алгоритмом заряда, порогом начала работы, как будет происходить управление сторонними источниками.

Настройка этих параметров помогает более безопасно использовать АКБ, плавно переходить на режим, позволяет использовать инверторы параллельно. Американские системы надежнее, они живут дольше, их хватит на более долгий срок службы на благо вашего дома.

Есть два вида инверторов: онлайн и оффлайн. В онлайн-инверторах разряженная батарея начинает одновременно работать и подзаряжаться от внешнего источника питания (к примеру, подобный принцип работы свойствен автомобильному аккумулятору).

Однако подобный составной режим на деле очень плохо сказывается на батареях, заставляет их работать на износ и быстро заканчивать срок эксплуатации. Оффлайн-инвертор куда более безопасен для батарей – здесь одновременно батарея либо заряжается, либо разряжается. Это более щадящий режим работы.

Оффлайн инвертор

Поэтому, производя расчет с целью выявить более надежный вариант, обратите свое внимание на оффлайн-инверторы.

Не забывайте также учитывать и качество напряжения. Импортные модели выдают напряжение 230 В. Обычно одна АКБ имеет напряжение 12 В. Коэффициент искажений у них достаточно низок – от двух до трех процентов. Чтобы добиться этого, такие модели используют особый алгоритм, формирующий выход синусоидального напряжения, качественные трансформаторы и согласованные фильтры.

Сколько работает инвертор

Инвертор не имеет внутренних батарей, вместо этого использует внешние. Благодаря этому появляется возможность подобрать такой объем аккумуляторных батарей, который обеспечит необходимый срок независимой работы устройства бесперебойной электроэнергии.

Поговорим подробнее о времени независимого действия системы. Чтобы вычислить время заряда, нужно разделить объем аккумулятора на силу тока, которую он производит (в амперах).

Чтобы определить силу тока аккумулятора (IАКБ), опираемся на закон сохранения энергии, в таком случае КПД инвертора будет ровняться ста процентам. Нужен такой результат, чтобы перемноженные вольты и амперы Аккумуляторной батареи Инвертора равнялись перемноженным вольтам и амперам на выходе.

Расчет напряжения АКБ = 12 В (в более сильных моделях имеют место 24 В и 48 В), назовем его UАКБ. Вольт*ампер на выходе являются силой, подключенной к инвертору нагрузки Pнагр.

В итоге имеем расчет Pнагр=UАКБ*IАКБ, а также IАКБ=Pнагр/UАКБ.

Если мы знаем объем аккумулятора САКБ, то можем узнать и сколько он будет автономно работать: tАВТ = CАКБ/(Pнагр/UАКБ) = CАКБ*UАКБ/Pнагр.

Итак, допустим, что у нас есть инвертор, к которому подключен аккумулятор на 55 Ампер*Часов с нагрузкой 300 Вт. Вычислим, сколько он проработает независимо.

• UАКБ = 12 В
• Pнагр = 300 Вт
• CАКБ = 55 Ампер*часов

Производим расчет: tАВТ = CАКБ*UАКБ/Pнагр = 55*12/300 = 2.2 часа.

И другой вопрос, какая нужна Аккумуляторная батарея, чтобы обеспечить определенную продолжительность работы: CАКБ = Pнагр*tАВТ/UАКБ.

Блок из двенадцати аккумуляторов

Например, рассчитаем, какой нам нужен аккумулятор на заданный инвертор, чтобы при нагрузке в 300 Вт обеспечить 2.2 часа независимого действия: CАКБ = 00*2.2/12 = 55 Ампер*часов.

Солнечные коллекторы

Суть солнечных коллекторов – собирать, сохранять и передавать тепло солнца. Солнечную энергию можно использовать бесплатно и бесконечно, она не требует добычи и транспортировки. Есть два основных вида коллекторов – плоские и вакуумные.

Плоские коллекторы

Плоский солнечный коллектор

Конструкция плоских солнечных коллекторов – это изолированная от тепла, находящаяся под стеклом панель, внутри которой находится поглощающая пластина. Именно она накапливает энергию солнца. Впрочем, даже с учетом теплоизоляции нижних и боковых стенок, зимой уровень заряда намного ниже из-за потери тепла. Плоские коллекторы хуже приспособлены к температурным перепадам, однако распространены шире благодаря своей низкой стоимости.

Вакуумные коллекторы

Структура вакуумных солнечных коллекторов предполагает, что несколько вакуумных трубок преобразуют солнечный свет в тепловую энергию. Сами по себе трубки похожи на обычный термос и состоят из нескольких стеклянных трубок, встроенных друг в друга. С внешней стороны трубки просвечивают, а внутри нанесен материал, который и собирает солнечный свет.

Вакуумные коллекторы

Коллекторы располагают на крыше и/или стенах дома. Вакуумные солнечные коллекторы гораздо лучше защищены от перепадов температуры и лучше поглощают тепло, почему и приспособлены для работы в холодное время.

Разновидности инверторного обогревателя

Приборы могут работать на сжиженном газе, подходят для дачных домиков

Инвертор способен изменить характеристики обогревателя, если последний имеет электронное управление. Собственно конструкция отопителя значения не имеет. Но так как технология дорогая, устанавливают блок на моделях высокого класса.

По типу крепления

Данные агрегаты могут быть напольными, настенными и плинтусными.

• Напольные отличаются наличием колес, что позволяет транспортировать агрегат из одной комнаты в другую. Это говорит о том, что напольные варианты мобильны. Например, при нагревании одной комнаты можно будет следом прогреть другую. А учитывая малое электропотребление, это устройство имеет ещё больше плюсов.

• Настенные приборы монтируются на вертикальные поверхности. Менее мобильны, чем напольные или плинтусные.

• Плинтусные обогреватели из-за особого строения могут достигать в длину 2,5 метров. Имеют принцип работы водяного плинтуса, когда вся территория обогревается сразу. Плюсом считается ещё и то, что наличие каких-либо холодных мест пресекается создаваемым теплом, предотвращаются различные изменения в температуре помещения, не происходит запотевания комнат. Такой вид техники можно также спокойно передвигать и транспортировать, как и напольный.

По типу нагревательного элемента

Представлены в 3-х видах:

• электрический;
• газовый;
• энергосберегающий.

Электрические функционируют от электросети. Такие приборы популярны среди тех, кто приобретает их для квартиры.

Газовые модели функционируют за счет газа. Основной функцией является поддержание тепла на небольших территориях или даже в некоторых неотапливаемых помещениях. Плюсом считается то, что при малых затратах на топливо, прибор эффективно обогревает всё помещение.

Эргономичность, простота и высокая мобильность делают их идеальным вариантом за свою цену.

Энергосберегающий подойдет для тех людей, у которых не особо мощная система электросети. Учитывая повышенный КПД (по сравнению с другой техникой подобного вида), эта особенность делает такой тип техники ещё предпочтительнее. Если посмотреть статистические расчеты, то можно увидеть, что общее количество сэкономленного электричества составляет до 60%. Очень серьезные цифры, особенно с высоким КПД.

Также сами элементы могут быть разных видов.

• Нагревательный элемент в форме ленты или иглы. Петли расположены по сторонам от пластины, причем эти петли являются ломкими. Из-за того, что в конструкции ребра не предусмотрены, воздух нагревается довольно медленно. Сейчас редко можно встретить подобную технику, так как её уже давно не выпускают.

• Нагревать может и ТЭН (трубчатый электронагреватель). Трубка состоит из ребер. Чем больше их количество, тем большее количество тепла получит помещение. ТЭН может нагреваться до большой температуры, поэтому эффективность данного прибора выше, чем у ленты или иглы.

• Монолитный тип имеет особую конструкцию. Нить из нихрома находится в корпусе с ребрами, состоящем из алюминия. Благодаря этому вероятность потерять тепло крайне мала. Низкий уровень шума.

Газовый

Такие обогреватели работают на природном или сжиженном газе. Так как это дешевое топливо, обогрев помещения стоит лишь чуть больше, чем при использовании водяного отопления. Предназначен он для обогрева больших площадей, прекрасно подходит для дачи.

Инверторная технология повышает КПД устройства. Интенсивность горения горелки изменяется плавно, что исключает риск гашения пламени. Топливо расходуется еще более экономно. Инверторные аппараты более компактны, чем обычные газовые калориферы.

Инфракрасный

Принцип ИК обогревателей – нагреть предметы в комнате, которые затем будут излучать тепло

Нагревательные элементы испускают инфракрасное излучение – это плюс. При этом нагревается не воздух в помещении, а поверхности, предметы и люди. Это позволяет при фактически более низкой температуре обеспечить комфорт.

Работает обогреватель так же, как и остальные: включается при снижении температуры и отключается при повышении. Инверторный электрический инфракрасный обогреватель работает без выключений, лишь снижает интенсивность нагрева. Прибор потребляет гораздо меньше электричества при высокой теплоотдаче. Это важно, так как электроэнергия стоит дорого.

С тепловыми насосами

Имеются в виду кондиционеры, способные работать в реверсном режиме – не только на охлаждение, но и на обогрев. Вентилятор нагнетает холодный воздух извне, но так как температура хладагента все равно намного ниже, последний закипает, а на стадии сжатия конденсируется с отдачей тепла. Через теплообменник тепло передается воздуху в помещении. Таким образом кондиционер с тепловым насосом получает тепло из воздуха с температурой до 0 С.

Такая система оказывается дешевле, чем электронагреватель. Еще более экономным делает кондиционер инверторный блок. При достижении нужной температуры он не отключает полностью установку, а переводит в режим минимальной мощности. Без пиковых нагрузок аппарат работает дольше и потребляет меньше электроэнергии.

Конвекторы

Инверторную схему работы внедрили в обогреватели конвекционного типа

Устанавливают инвертор и в электрические конвекторы. Такие модели представляют компании Электролюкс и Bally. Принцип тот же: блок не отключает аппарат, а снижает мощность. Обогреватель большую часть времени работает в режиме поддерживания. При этом меньше потребляет электричества и меньше изнашивается.

В таком режиме в меньшей степени нагреваются ТЭНы, меньше сжигается кислорода. Инверторные конвекторы более безопасны для здоровья.

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.

Правила эксплуатации

Для того чтобы прибор прослужил долго, необходимо придерживаться некоторых правил при эксплуатации:

1. Расстояние от обогревателя до любого объекта должно составлять не меньше 500 мм.
2. Нельзя ставить агрегат под оконный проем.
3. Специалисты не рекомендуют оставлять прибор включенным на ночь, это можно делать только в том случае, если внутри него есть термостат, который регулирует периодичность работы.
4. На обогревателе не следует сушить вещи.

Энергоэффективность в наше время считается одним из актуальных критериев при выборе отопительных устройств, поэтому следует внимательно подходить к покупке обогревателей. В отличие от конвективного отопления (центральное, масляные радиаторы), инверторные приборы позволяют прогреть ту часть воздушной массы, где находятся люди, что весьма удобно и выгодно.

Советы по выбору и установке

Чтобы довольствоваться прибором максимально долго, следует придерживаться нескольких базовых правил:

• нельзя располагать какие-либо предметы ближе чем на 40 см к включённому прибору;
• оставлять агрегат включённым на ночь не рекомендуется;
• не допускайте попадания воды или нахождения мокрой одежды на приборе;
• не располагайте технику близко к окну;

При выборе инверторного обогревателя обратите особое внимание на следующие нюансы.

• Контакты. Следует проверить их целостность и надежность. Вы должны убедиться в их качестве, ведь это базовая вещь для любой техники. Агрегат должен выдерживать большое напряжение в сети.
• Провода. Их качество напрямую влияет на общую работу данной техники.
• Знаки качества. Вы должны знать, что представленные модели отличаются высоким качеством, и что прибор будет работать долго.

При поломке каких-либо частей лучше обратиться в специальный сервис. Из-за сложности строения могут возникнуть проблемы при починке собственными силами. В сервисе вам смогут назвать примерную причину поломки, чтобы было возможно её избежать в будущем.

Системы безопасности могут предотвратить появление огнеопасных ситуаций, но не стоит на них полагаться. Все-таки это техника, причем та, которая может нагреваться изнутри до высоких отметок.

Аккуратно используйте её и следите за тем, чтобы ничего из посторонних предметов или других вещей не препятствовало непосредственной работе.

Данный тип техники весьма современен и технологичен. Он сочетает высокий комфорт, удобство, возможность мобильности.

Нынешние лидеры на рынке этих агрегатов выпускают продукцию высокого качества, которая справляется со своими обязанностями очень эффективно. Для дома, дачи, гаража и других помещений сложно найти вариант более предпочтительный, чем этот. Также здесь присутствуют и различные виды аппаратуры, которую можно подобрать в зависимости от конкретных нужд и предпочтений.

Особенности и функции, представленные производителями, делают эксплуатацию простой, а использование принесет тепло в прямом смысле этого слова. Единственным минусом может оказаться стоимость, но из-за такого количества преимуществ подобная вещь дешевой быть не может.

Помимо качества, данные представители обогревательной техники куда мощнее и современнее своих аналогов.

Современные технологии доказывают, что планка качества становится выше. Если старые образцы отопительной техники имели более слабые характеристики, то нынешние модели представляют собой более совершенные устройства.

Дизайнеры компаний, в свою очередь, создают красивый и элегантный дизайн для того, чтобы внешний вид изделий соответствовал высокой технологичности оборудования. Соотношение цена/качество на такие агрегаты вполне оправдана, а продукцию от известных брендов с хорошей репутацией можно спокойно приобретать без какого-либо страха и риска.