Инверторное отопление дома, что и как работает

Энергоэффективность дома

В российском ютубе полно роликов про воздушные тепловые насосы на кондиционерах, и почему то везде прослеживается четкая тенденция, что если кто-то их ругает, то обязательно упускает плюсы прибора и раздувает минусы, и наоборот.

В этой статье будут затронуты как положительные, так и отрицательные стороны вопроса.

Прежде чем задумываться об отоплении кондиционером, проверьте теплоизоляцию и энергоэффективность своего дома.

Если она никудышная, то какой-бы мощности агрегат вы не поставили, зимой вы не согреетесь. И вид отопления здесь будет не причем.

Не зря говорят – самое лучшее отопление, это утепление! Когда с этим у вас все в порядке, можно приступать к выбору кондиционера.

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.

Как сделать индукционный котел отопления своими руками

Противники установки индукционных котлов приводят закон сохранения – 1 кВт электроэнергии способен выработать тепловой энергии так же не больше 1 кВт. Да, любой водонагреватель, потребляя 1кВт электроэнергии, производит также 1 кВт энергии. Но не вся она тепловая. Более продуктивными в производстве тепловой энергии являются именно индукционные водонагреватели, в сравнении с ТЭНовыми. Сделать самодельный индуктивный водонагреватель не сложно. Используемые при этом материалы можно найти без особого труда и не высокой цене. Схема такого индуктивного устройства довольно проста.

Для преобразования электроэнергии в тепловую, необходим:

• Индуктор;
• Переменный ток 50 Гц;
• Сердечник из материала, к которому «липнет» магнит;
• Чертежи котла индукционного отопления (найти не проблема).

Для корпуса индукционного котла нужно взять трубу диаметром 5 см. Трубу заполняют кусочками проволоки, 5-7 см, диаметром не более 7 мм. Для соединения котла с системой труб, понадобятся переходники. Схема системы отопления поможет определиться с характеристиками.

Делаем индукционную катушку – главный элемент нагревания. Для этого берем медную проволоку, обматываем ее вокруг корпуса, приблизительно 85-99 витков. Интервал между витками соблюдаем равный. Простейший индукционный котел готов. Такой индуктор можно установить в любом месте трубопровода. На этом же принципе работает индукционный парогенератор.

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.

Частые вопросы

Как правильно в этой системе расположить насос: горизонтально или вертикально?

Вал циркуляционного насоса должен располагаться горизонтально. Если изменить это положение на противоположное, то насос будет периодически перегреваться и в скором времени выйдет из строя.

Можно ли в коллекторную систему подсоединить теплый пол?

Можно, такая система укладывается по всем требования, после чего подкидывается на выделенные патрубки гребенки. Главное условие – чтобы отдельные контуры не сообщались между собой.

Можно ли сделать гребенку своими руками?

Можно, для этого нужно воспользоваться нужным материалом и инструментом, предварительно рассчитав количество патрубков. Это уместно только в том случае, если есть навык в пользовании сварочным аппаратом. Лучше всего приобретать гребенки от производителя, отдавая предпочтение нержавейке.

В завершении стоит отметить, что коллекторная система отопления отлично проявляет себя на больших отапливаемых площадях и идеально подходит для частного дома. В квартире параллельное подключение обычно не используют ввиду небольшой продолжительности циркуляционного круга.

Для квартиры лучше подходит последовательная установка радиаторов. Коллекторная система позволяет регулировать температуру в отдельных помещениях, а при необходимости ремонта можно легко отключить нужный элемент, при этом в других комнатах отопление отключать не придется.

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.

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. 

Минимальные энергопотери

В этом и заключается главное преимущество инверторной системы отопления перед другими системами отопления, например, обогрева с помощью электрического котла и водяных радиаторов. Управляющая системой «умная» электроника не позволяют энергии расходоваться попусту. Это показали эксперименты, проведенные научной группой Московского энергетического института. Сравнение энергопотребления инверторной системы отопления с системой на электрическом котле и радиаторах для дома 118 кв. м., расположенного в Московской области показало, что в равных условиях, при поддержании заданной температуры инверторная система отопления потребляет на 40% меньше электроэнергии, чем система на электрическом котле и радиаторах.

Шкала затраченной энергии при поддержании температуры 25°

Конвектор – это электрический обогреватель, сконструированный таким образом, чтобы обогревать помещение с помощью конвекции, то есть постоянного перемешивания воздуха. Конвектор отличается высоким КПД – до 99% использованной электроэнергии превращается в тепло.  Энергопотери могут возникать, когда работой прибора управляет автоматика на основе простейшего термостата. В этом случае прибор сначала перегревает воздух выше требуемого значения и тратит больше энергии, затем выключается, давая время воздуху заметно остыть. Следует новый цикл подогрева и так далее.  В этих циклах изнашивается сам прибор и тратятся лишние киловатты. Этого недостатка лишен инвертор.

Инверторный блок управления конвектора, измеряя температуру специальным высокочувствительным датчиком, плавно изменяет мощность нагревательного элемента не только в зависимости от текущей температуры, но и от скорости её изменения. Датчик реагирует на температурные изменения с точностью до 0,1 ˚С. Для поддержания установленной температуры нагревательному элементу не нужно периодически включаться на полную мощность и выключаться. Достаточно постоянного небольшого потребления электроэнергии.

Опыт эксплуатации с октября 2021 г. по апрель 2021 г.

При выборе системы отопления дома, вариантов было не много. Магистрального газа в нашем поселке по Новорижскому шоссе в Московской области нет. Газгольдер исключился из-за отсутствия места при соблюдении нормативов по размещению. Поэтому рассматривали два возможных варианта электрического отопления: или электрическим котлом и радиаторами отопления или отоплением электрическими конвекторами с инверторным управлением. Поскольку перед подобным выбором стоит любой владелец новой загородной недвижимости, где нет газа или его подведение стоит очень дорого, то хотим поделиться собственным опытом. Дом расположен в Подмосковье, проживание круглогодичное. Дом одноэтажный со вторым светом, высокие потолки, большие окна в гостиной (площадь гостиной 42 кв.м.). Общая площадь дома 130 кв. метров. Дом построен по каркасной технологии, свайный фундамент

При постройке дома особое внимание уделялось качеству утепления. При использовании электрического отопления качество утепления дома – ключевой фактор сохранения денег

Изначально планировалось отопление на базе электрического котла. Но не хотелось портить новый интерьер трубами, а высокая стоимость оборудования и монтажа заставили изучить другие варианты электрического отопления. Кроме этого сильно озадачили расходы соседей на отопление электрокотлом в домах по сопоставимой площади и материалу в 15,000-22,000 рублей в мес. не самой холодной зимой 19/20. С учетом больших окон и постоянного проживания перспектива вложить в отопление свыше 300 тыс. руб. и потом платить по 15 тыс. руб. ежемесячно наш семейный бюджет не устроила.

Поэтому выбор был сделан в пользу отопления дома на конвекторах с инверторным управлением. В октябре 2021 были установлены 8 инверторных конвекторов Electrolux ECH/AG2-T с блоком управления ECH/TUI3 мощность от 1 кВт до 2,5 кВт. С этой системой пережили зиму 20/21 и можно поделиться опытом использования и реальными расчетами по энергопотреблению.

В этом видео, как устанавливалась инверторная система отопления:

План дома, Московская Область, Истринский р-н

Инверторные конвекторы в рекламе и в реальности

На официальном сайте Электролюкс заявлено следующее:

Таким образом, за счет чего, якобы, достигается экономия?

1. Высокоточные термостаты

2. Плавное изменение мощности устройства

Рассмотрим оба пункта по порядку.

1. Точность измерения температуры. Маркетологи, продвигающие инверторные конвекторы предполагают, что даже у конвекторов с электронным термостатом велика погрешность в определении температуры, поэтому обычные конвекторы отключаются, перегрев помещение на несколько градусов, а включаются, когда температура уже на несколько градусов ниже необходимой. Таким образом, по мнению рекламщиков, конвекторы, перегревая помещение, как будто бы тратят энергию, которую можно было бы сэкономить.

Однако, допустим, термостат не выключился по заданной температуре вовремя, помещение перегрелось на несколько градусов. Не значит ли это, что пока помещение остывает до температуры меньше заданной (раз термостат неточный), конвектор не тратит электроэнергию, а инверторный в это время работает и расходует энергию?

В целом, что касается неточных термостатов, то на рынке теплового оборудования уже много лет представлены конвекторы Нобо с электронными термостатами, которые поддерживают температуру в пределах в пределах от +- 0,1 C до +- 0,4 С, передавая данные об изменениях каждые 47 секунд. С какой частотой и в каких пределах контролируется температура инверторными конвекторами в официальных источниках не уточняется.

2. Плавное изменение мощности устройства. Для иллюстрации этого пункта в рекламе инверторных конвекторов используются графики, на которых якобы видно экономию мощности:

Однако, необходимо помнить — чтобы обогреть одно и то же помещение требуется одно и то же количество кВт тепла, которое должно компенсировать теплопотери данного помещения

Не важно, каким прибором вы это количество кВт получите. А электрические отопительные устройства выдают столько мощности, сколько потребили. То есть, если для отопления вашего помещения требуется 5 кВт, то и обычный конвектор, и инверторный конвектор должны эти 5 кВт потребить и выдать в виде тепла

Подробнее можно прочитать в нашей статье тут

То есть, если для отопления вашего помещения требуется 5 кВт, то и обычный конвектор, и инверторный конвектор должны эти 5 кВт потребить и выдать в виде тепла. Подробнее можно прочитать в нашей статье тут.

Электроконвектор — это не автомобиль, у которого на резкие разгон и торможение уходит больше бензина, чем на плавное ускорение/замедление

Не важно, как электрический конвектор работает — включился/выключился или постоянно работает на небольшой мощности — энергии он затратит одинаково. Отопление – весьма инерционный процесс, и в микроклимате помещения значительную роль температура стен, пола и потолка. Их нагревание и остывание происходит гораздо медленнее, чем самого воздуха, и даже перегрев воздуха на 4 градуса вызовет перегрев ВНУТРЕННЕЙ поверхности конструкции максимум на 0,5 градуса, а затраты энергии на отопление (теплопотери) обычного жилого помещения в первую очередь зависят именно от этой величины (зависят строго линейно) и определяются интегрально

Их нагревание и остывание происходит гораздо медленнее, чем самого воздуха, и даже перегрев воздуха на 4 градуса вызовет перегрев ВНУТРЕННЕЙ поверхности конструкции максимум на 0,5 градуса, а затраты энергии на отопление (теплопотери) обычного жилого помещения в первую очередь зависят именно от этой величины (зависят строго линейно) и определяются интегрально.

Стоит отметить, что для подтверждения мнимой эффективности инверторных конвекторов ссылаются на отчеты Ростеста об испытаниях этих конвекторов. Однако, если вы откроете эти отчеты (ссылки на них можно найти в рекламных материалах инверторных электроконвекторов), то увидите, что ни в одном не описана методика измерений. А оценка результатов любого эксперимента начинается с оценки методики измерений, насколько она сама по себе корректна. Будет уместно вспомнить старый анекдот со средней температурой по больнице или ситуацию с зарплатой по стране — полученный результат очень сильно зависит от того, как считать.

Когда кондиционер выгоден

Как говорилось выше, производители указывают “cop” при идеальных условиях. Они “скромно” умалчивают про затраты эл.энергии на разморозку или циклы оттаивания, количество и продолжительность которых увеличивается при -15С и ниже.

Прибавьте сюда же лишние киловатты на обогрев поддона и картера компрессора. Что в итоге остается?

А в итоге при температурах от -15С, даже на относительно современном инверторе, вы будете экономить эл.энергию по сравнению с обычными обогревателями в районе 10-20%.

Если же COP изначально был невысоким (бытовая модель), то и вовсе никакой выгоды вы не получите. Это все равно что купить 2-х киловаттный теплодуйчик и повесть его под потолком.

Поэтому смотрите на среднегодовую температуру зимой в своем регионе и при наличии продолжительных холодов, покупайте кондиционеры с расчетом эффективности COP от 4-х и выше.

Только в этом случае отопление кондиционерами окажется выгоднее, чем обогрев помещения приборами прямого нагрева.

Чтобы понять эффективность той или иной модели, нужно сравнить их графики COP в зависимости от окружающей температуры.

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.

Разновидности приборов

Существуют два вида инверторных обогревателей — инфракрасный и газовый. Первый тип используется для обогрева жилых и хозяйственных помещений, а также дач и веранд. Такое оборудование хорошо переносит влагу и осадки.

Газовый обогреватель работает на природном и сжиженном топливе. Его главное преимущество — способность поддерживать тепло на больших площадях. Это очень производительный прибор, функционирующий при небольших затратах топлива. Он очень прост в эксплуатации и мобилен.

Инверторы различаются, как минимум, мощностью обогрева

Кондиционеры нового поколения

Обычно это оборудование ассоциируется только с охлаждением воздуха в квартире. Но это не совсем так. Инверторные кондиционеры могут не только охлаждать, но и согревать жилое пространство.

Такие кондиционеры применяются в квартирах и офисах. Но если температура в зимнее время года будет составлять -26 градусов, прибор не сможет справиться с отоплением помещения в одиночку. Такой вариант будет неудобен для использования на даче или в гараже. Кондиционер отличается экологичностью. Во время его эксплуатации не происходит сжигания топлива, потому отсутствуют и выбросы пагубных веществ в атмосферу.

Инверторные кондиционеры имеют много достоинств. Выделяют следующие плюсы систем:

• Регулировка нужной температуры происходит быстро.
• Прибор функционирует практически без шума. Это достигается за счет встроенных вентиляторов, работающих на невысокой скорости.
• По сравнению с другими моделями инверторный кондиционер экономит до 65% электроэнергии.
• Во время использования системы исключено возникновение сквозняков, поскольку резких температурных перепадов не происходит.

Однако у каждого механизма есть свои недостатки. Инверторный кондиционер имеет такие минусы:

• Более высокая цена, по сравнению с другими разновидностями систем.
• Чувствительная электроника, реагирующая на перепады напряжения.
• Невозможность включить компрессор при температуре -10 и +42 градуса.
• Сложность в подборе запчастей.

Производители оборудования

Лидер по производству инверторных кондиционеров — Япония. Именно в этой стране и разработали такие системы впервые. Компания Daikin выпускает настенное оборудование для обслуживания жилых помещений. Кондиционеры имеют минимальный уровень шума, а также очищают воздух. Некоторые модели оснащены специальным датчиком экономии электроэнергии. Если в комнате никого нет более 20 минут, происходит переход на такой режим.

Большой выбор инверторных кондиционеров представлен и компанией Toshiba. Модели имеют оригинальный и эффектный дизайн, подходящий под любой современный интерьер. Оборудование достигает заданной температуры на 25% быстрее, чем другие обогреватели. Для работы системы не требуется большого расхода электроэнергии, напротив, она расходуется в 2 раза экономичнее. Модели оснащены воздушным фильтром, позволяющим уничтожить 99% болезнетворных бактерий в помещении.