Инверторный обогреватель для дома и улицы

Алан-э-Дейл       05.06.2022 г.

Индукционные нагреватели своими руками: пошаговая инструкция

Многих привлекает электрическое отопление тем, что оно работает автономно и не надо за ним постоянно присматривать. Негативной стороной таких отопительных котлов является стоимость и технические требования.

В некоторых местах их просто нельзя применить. Но многих владельцев это не пугает, и они считают, что именно простота эксплуатации перекрывает все недостатки.

Особенно тогда, когда на рынках сбыта появились новые типы электрических котлов, имеющих индуктивные катушки, а не ТЕНы. Они с мгновенной скоростью разогревают теплоноситель и экономно отапливают здание, по мнению владельцев агрегатов. Новый тип котлов называют индукционным.

Новый вид нагревателей удобен в эксплуатации. Считаются безопасными, в сравнении с газовыми нагревателями, нет сажи и копоти, что не скажешь о приборах с твёрдым топливом. И самое главное преимущество – нет нужды заготавливать твёрдое топливо (уголь, дрова, пеллеты).

И как только появились индукционные нагреватели, сразу нашлись умельцы, которые в целях экономии, пытаются создать такую установку своими руками.

В этой статье мы поможем вам сконструировать нагревательный прибор самостоятельно.

Устройство, где происходит нагревание металла и продуктов ему подобных без контакта, называют индукционным нагревателем. Работой управляет переменное индукционное поле, воздействующее на металл, и токи внутри образуют тепло.

Токи высокой частоты воздействуют на продукцию помимо изоляции, из-за чего конструкция является необыкновенной перед другими видами нагрева.

В сегодняшних индукционных нагревателях присутствуют полупроводниковые редукторы частоты. Такой тип нагревания широко используется в термообработке поверхностей из стали и различных соединений, сплавов.

Компактность оборудования используются в новаторских технологиях, при этом, присутствует огромный экономический эффект. Разнообразные модели помогают внедряться гибким и автоматизированным сочетаниям, включающие в себя транзисторные редукторы частот всестороннего типа и соединительные блоки, когда предпочитается индукционная система.

В состав типового нагревательного элемента входят следующие узлы:

  1. Нагревательный элемент в виде прутка или металлической трубки.
  2. Индуктор – это медная проволока, обрамляющая витками катушку. В процессе работы он исполняет роль генератора.
  3. Генератор переменного тока. Отдельная конструкция, где происходит преобразование стандартного тока в величину с высокой частотой.

На практике, индукционные установки используются недавно. Теоретические изучения намного опережают. Такое можно объяснить одной преградой – получение высокой частоты магнитных полей. Дело в том, что использовать установки с низкой частотой считается неэффективным. Как только появились генераторы токов с высокой частотой, проблема разрешилась.

Генераторы ТВЧ прошли свой эволюционный период; от ламповых, до современных моделей, выполняющихся на базе IGBT. Теперь они более эффективные, имеют малый вес и размеры. Частотное ограничение их 100 кГц за счёт динамических потерь транзисторов.

Преимущества и недостатки

У конвекторов внушительный перечень преимуществ, основными из них выделяют такие:

  • в процессе работы конвектор производит, обогрев только воздушного пространства (исключая ик вид), при этом не нагревая предметы;
  • касаемо установки и использования просты и удобны;
  • для монтажа конвектор понадобится лишь прикрепить на стену или поставить в удобное место и включить в сеть;
  • процесс обогрева происходит за небольшой промежуток времени;
  • для устройств характерен высокий уровень теплоотдачи;
  • в процессе использования безопасен;
  • для таких приборов не существует факторов риска, они не взрываются, не нагреваются, не излучают никаких вредных, токсичных веществ;
  • что касается электробезопасности — она также на высоком уровне;
  • относится к экологически чистым приборам;
  • во время их работы не происходит загрязнение воздушного пространства;
  • являются абсолютно бесшумными в процессе своей работы;
  • характеризуются высокими показателями КПД, а это значит, что деньги на ветер за работу конвектора выкидывать не придется;
  • практически все модели обладают небольшими размерами, что обеспечивает удобство установки и использования;
  • в процессе нагрева воздушных масс в комнате сохраняется уровень влажности воздуха. Кислород для работы устройства не требуется;
  • характеризуются долговечностью эксплуатации и надежностью;
  • за счет оснащения термостатом есть возможность осуществлять контроль температурного режима и проводить его регулировку на свое усмотрение;
  • при достижении определённой температуры воздуха в помещении, устройство автоматически отключается. Порог температуры можно установить самостоятельно;
  • вышеуказанное преимущество обеспечивает не только создание комфортных условий, но и дает возможность экономии электроэнергии. В случае понижения температуры воздуха в комнате до указанной отметки, устройство самопроизвольно включается и продолжает свою работу;
  • для начала процессе нагрева нет необходимости ожидать некоторое время. Обогрев начинает происходить сразу после того, как прибор включили в сеть;
  • корпус устройства обладает стильным и современным дизайном, который вписывается в любой интерьер;
  • цена на конвекторные обогреватели для дома энергосберегающие варьирует в пределах от 1500 до 5000 рублей, и является весьма доступной;
  • после установки оборудование не нуждается обслуживании или контроле. Его достаточно лишь иногда протирать от пыли при помощи слегка влажной тряпки.

Что касается минусов устройства, то существует мнение, что приборы расходуют на свою работу большое количество электроэнергии. Однако это не совсем верно, поскольку, если учесть все нюансы и особенности конкретной модели и правильно подобрать ее в помещение, то затраты на электроэнергию не будут заметны.

Основные правила выбора модуля

Планируя приобретение инвертора для котла, нужно обратить самое пристальное внимание на такие параметры, как:

  • показатель входного напряжения и тока;
  • уровень выходного напряжения;
  • степень искажения синусоиды выходного напряжения;
  • фактический коэффициент преобразования;
  • общая мощность на выходе.

Для бытовых газовых котлов, в основном, используют инверторные установки 12-220. Эти агрегаты преобразуют постоянное напряжение аккумуляторной батареи 12 В в синусоидальное напряжение 220 В с минимальным искажением.

Синусоида выходного напряжения инвертора не должна превышать 3%. Эти показатели означают, что форма сигнала в максимальной степени близка к синусу с незначительными отклонениями в сторону резкого спада или срезанных пик

Можно обзавестись и более мощной связкой агрегатов (преобразователь 24-220 и аккумуляторная батарея 24 В), но при этом необходимо точно выяснить, на какой максимальный показатель входного тока рассчитан инвертор.

Только после получения этой информации стоит приступать к покупке.

Инверторы, предлагающиеся на отечественном рынке, изначально рассчитаны на невысокое качество электрических сетей. В агрегатах есть все функции защиты от энергетических всплесков и опция, разрешающая пользователю устанавливать верхний и нижний пределы напряжения вплоть до вольта

Контроллер и управляющий блок популярных газовых котлов обычно потребляют мощность около 150-200 ВТ. Отвечающий за правильную циркуляцию греющей жидкости в системе, циркуляционный насос берет еще 125-150 Вт. Для определения показателя необходимой мощности инвертора эти данные нужно сложить и умножить на 2,5 для учета объема стартового тока в момент запуска.

Готовые цифры необходимо еще раз умножить на 1,2, чтобы учесть некоторый запас мощности. Полученные данные запомнить или записать. При покупке инвертора проследить, чтобы заявленная производителем базовая мощность непременно превысила вычисленные показатели.

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.

1 Применение ТВЧ в промышленности

Токи высокой частоты – это токи, в которых число колебаний за одну секунду достигает одного миллиона. Напряжение в станках ТВЧ может быть от одной тысячи до нескольких сотен тысяч вольт.

Устройства ТВЧ широко используют в промышленности.

  • с помощью ТВЧ в индукционных печах происходит плавление любого металла. Удобство данного метода состоит в том, что применяться он может в условиях полного вакуума. Это позволяет избежать окисления и загрязнения металлов;
  • с помощью высокочастотных токов производят закалку металла. Особенность такой закалки состоит в том, что закаляется лишь оболочка изделия, внутренняя часть остается пластичной. Это защищает металл от хрупкости;
  • с помощью устройств ТВЧ сваривают некоторые детали в автопромышленности.;
  • в медицине высокочастотные токи применяются для лечения кожных заболеваний, методом улучшения кровообращения в капиллярах, суставов, позвоночника, прогревания внутренних органов;

Последним изобретением на основе высокочастотных токов стал станок по сварке натяжных потолков из ПВХ. Это устройство мы рассмотрим подробнее.

1.1 Устройства ТВЧ для устройства натяжных потолков ПВХ

Натяжные потолки сегодня по праву занимают одно из первых мест во внутренней отделке дома. Они обладают высокими эстетическими качествами, довольно быстро монтируются, позволяют скрыть потолочные коммуникации. К тому же на натяжных полотнах могут быть нанесены узоры, рисунки и, даже, собственные фотографии.

Станок ТВЧ отличается высокой скоростью выполнения сварки натяжных потолков

С помощью расцветки и формирования полотен дизайнеры решают вопросы визуального увеличения пространства, искусственного точечного освещения помещений и многое другое.

Шов на натяжных потолках из ткани или ПВХ должен быть:

  • прочным. Полотно на потолке имеет достаточно высокий коэффициент натяжения. Поэтому шов на ткани или ПВХ должен быть настолько прочным, чтобы не разорвался и не потянулся ни при монтаже, ни со временем;
  • незаметным. Прелесть натяжных потолков заключается именно в том, что они выглядят как единое полотно из красивой ткани. Любые загибы или сварочные швы значительно снизят эстетичность интерьера.

Шов, выполненный на стенке ТВЧ является прочным и имеет эстетичный вид

Именно эти две задачи можно безупречно решить с помощью аппарата ТВЧ для натяжных потолков.

1.2 Устройство

Станки ТВЧ состоят из следующих механизмов:

  1. Механизм подавления электродуги. В случае появления искр или, как следствие, электрической дуги, свариваемое полотно может прогореть. К тому же есть вероятность выхода из строя самого сварного электрода. Поэтому станок оснащен автоматическим регулятором, который снижает мощность генератора, в случае опасности возникновения искр.
  2. Механизм для подавления помех. Поскольку высокочастотные токи создают собственное высокое магнитное поле, но при этом чувствительны к другим магнитным полям, станок оснащен экраном, создающим, своего рода, защитный купол над отдельно взятым ТВЧ устройством.
  3. Предохранительное устройство защищает станок от перепадов напряжения в электросети.
  4. Сварное устройство. Данный механизм соединяет ПВХ полотна посредством диэлектрического нагревания.
  5. Механизм привода. Большинство станков оснащены приводами двух типов: ножным и пневматическим. Пневматический привод является более точным и более безопасным, поскольку позволяет уберечь станок и полотно от пережима и прочих ошибок обслуживающего персонала.
  6. Кроме этого каждый станок предусматривает наличие инвертора, который, собственно, и генерирует высокочастотные токи.

Все эти механизмы устанавливаются на станину, представляющую собой стол. Такая станина позволяет удобно уложить полотно для сварки и избежать изгибов или искривлений.

1.3 Принцип работы

Принцип работы ТВЧ станков для натяжных потолков основывается на диэлектрическом нагреве двух полотен, контактирующих между собой. В процессе сварки в отдельных случаях могут использоваться присадочные материалы.

Такие устройства позволяют производить спайку:

  • быстро;
  • равномерно;
  • надежно;
  • прогревая лишь конкретные точки.

Станок ТВЧ JL-5000FA для натяжных потолков

Процесс спайки производится посредством двух электродов, через которые и проходит диэлектрический ток.

Спайка может производиться тремя способами:

  • встык;
  • внахлест;
  • Т-образным швом.

ТВЧ станки производства Китай для ПВХ в промышленности применяют не только для пайки натяжных потолков. С их помощью изготавливают:

  • подушки безопасности для автомобилей;
  • детские надувные мячи и круги;
  • пляжные горки и аттракционы, типа «банана»;
  • пляжные сумки и матрацы, и прочие изделия из ПВХ.

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

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.

Это интересно: Рейтинг лучших водонагревателей Zanussi 2021 года (ТОП

Виды конвекторов на газе

Чтобы подобрать подходящий конвектор, следует узнать об основных отличиях существующего оборудования, плюсах и минусах модификаций.

По каким признакам можно классифицировать обогреватели?

  • Способ монтажа – существуют настенные и напольные модели. Первые занимают меньше места, отличаются небольшим весом и эффективностью, ограничены производительностью (максимальная мощность 10 кВт).Для отопления гаража, помещений с большой площадью, лучше выбрать напольную модель. Обогреватели имеют большой вес за счет увеличенного теплообменника. Производительность напольных конвекторов достигает нескольких мВт (промышленные версии).
  • Отвод отработанных газов. В обычном конвекторе установлена открытая камера сгорания газа. Принцип работы устройства несколько напоминает простую дровяную печь. Конструкция имеет несколько недостатков – сжигает кислород, требует хорошей вентиляции помещения, а также изготовления сложной системы дымоотведения. Конвекторы нового поколения используют закрытую камеру сгорания. Вместо дымохода используется коаксиальная труба. Забор воздуха осуществляется с улицы, потому в процессе работы не сжигается кислород в помещении. Системы с закрытой камерой сгорания имеют только один недостаток – стоимость, больше чем у классических моделей на 30-50%.
  • Материал теплообменника. Принцип работы конвектора связан с постоянным термическим воздействием. Одной из частых причин выхода из строя обогревателя является прогорание стенок камеры. Теплообменник изготавливают из стали или чугуна. Кристаллическая структура последнего металла обеспечивает длительный срок эксплуатации (около 50 лет) и высокую теплоотдачу. Стальная камера проработает около 10-15 лет.
  • Вентилятор. Конвекторы большой мощности снабжены системой принудительной циркуляции воздуха. Бюджетные бытовые модели могут не иметь вентилятора.
  • Тип газа. Модели предназначены для работы на любом виде «голубого» топлива. Газовый конвектор на природном газе может работать и на пропане. Для переоборудования потребуется специальный переходной комплект.
  • Автоматика управления. Бюджетные модели укомплектованы обычными термостатами. Программируемый блок управления позволяет контролировать температуру в помещении и устанавливать необходимый режим отопления.

Стоимость газового конвектора зависит от материала теплообменника, наличия переходного комплекта, а также характеристик блока управления.

Общие характеристики устройства

Инвертор – это в первую очередь преобразователь постоянного тока в переменный. Параллельно он меняет амплитуду передачи и генерирует выходной сигнал подходящей частоты. Заряжать аккумуляторную батарею и контролировать ее текущую емкость сам по себе прибор не может.

Многие современные производители оснащают свои изделия сопутствующими элементами, дополнительными зарядными устройствами и контрольным управляющим блоком. Такие модели уже классифицируются как источники бесперебойного питания (ИБП) и обладают способностью решать более широкий спектр задач.

На бесперебойную работу инверторного оборудования для котлов производители дают большую гарантию – от 10 до 12 лет при 600-620 активных циклах и разрядке батарей на уровне 80-83%

Интегрированные в отопительную систему, они следят за наличием тока в сети и, в случае внезапного аварийного отключения электрики, какое-то время поддерживают полноценную работу оборудования.

Таким способом предотвращая потенциально возможное замерзание воды в трубах и радиаторах (в зимнее время года), поломку отдельных фрагментов системы и прочие неприятные проблемы.

Инвертор, оснащенный дополнительным аккумулятором, позволяет греющему оборудованию долго и качественно работать даже при длительном отсутствии централизованной подачи электричества

Простые, бюджетные изделия выполняют только одну прямую функцию – обеспечение котла энергией для работы в течение определенного количества времени. Сложные прогрессивные модули имеют расширенный потенциал.

Помимо своей основной миссии, они действуют как стабилизаторы и выравнивают напряжение в системе, таким способом предохраняя оборудование от лишней нагрузки и выхода из строя.

Разновидности

Агрегаты инверторного типа подразделяются на несколько видов. Популярность приобретают приборы, которые работают на природном и сжиженном газе. Данные приборы используют для прогрева дач, коттеджей и открытых участков.

Первый вид – это электрический инверторный обогреватель, питается он от электросети, что весьма удобно для большого количества людей. Существуют также инфракрасные его разновидности. Отличие их от других отопительных приборов в том, что нагревают они не воздушную массу, а объекты вокруг себя, которые через некоторое время передают тепло в окружающее пространство. Накаляются только те предметы, которые попадают в зону действия инфракрасных лучей (подробнее — в статье принцип работы обогревателя с инфракрасным излучением). Данный тип обогревателей применяют не только в домашних условиях, но и на улице – для обогрева гаражей, веранд, хозяйственных помещений.

Ко второму виду относят кондиционеры, в которые внедрены тепловые насосы. Схема его работы описана выше.

К третьему виду относят газовые обогреватели, которые отлично справляются с обогревом любых помещений. Их основная задача – удержание необходимой температуры в здании. Газовые приборы характеризуются тем, что отдают много тепла при минимуме топливных затрат.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.