Как выбрать инверторный обогреватель — устройство и принцип действия

Применение инверторов в отоплении

Инвертор – это устройство, преобразующее постоянный электрический ток в переменный или повышающий значение напряжения, частоты переменного тока. Необходимость в таком преобразовании возникает при создании приборов и механизмов с чувствительной системой настроек, реагирующих на малейшее изменение параметров среды. Применяются инверторы во многих сферах: электросварка (по сути, сварочный аппарат – это и есть разновидность инвертора), управление электродвигателями и электроприводами, производство кондиционеров и обогревателей и т. д.

Как составная часть прибора, инверторы выглядят по-другому и индивидуального корпуса могут и не иметь.

При производстве нагревательных приборов инверторы используются в качестве устройства, позволяющего выполнить точную предварительную настройку или регулировку уже в процессе эксплуатации агрегата.

Высокотехнологичные электрические приборы отопления, не имеющие в конструкции ТЭНов, ламп, нитей и спиралей нагрева, обязательно включают в себя инверторы, как устройства повышения функциональности и эффективности отопительного агрегата. К таким средствам отопления относятся вихревые индукционные нагреватели (ВИН) и инверторные кондиционеры. Оба этих прибора произошли от своих менее совершенных предшественников: ВИН – от индукционных котлов типа SAV, инверторные сплит-системы – от обычных систем кондиционирования.

Вин-котёл – это агрегат для оборудования жилья системой отопления и, в зависимости от модели, горячего водоснабжения. Устройство работает на электричестве и для нагрева воды использует известное более 100 лет явление электромагнитной индукции, открытое Фарадеем.

Упрощённо водонагревательный котёл представляет собой установленный вертикально металлический корпус цилиндрической формы, оборудованный двумя фитингами для входа-выхода воды. Внутри корпуса расположена первичная обмотка (катушка) – витки изолированного проводника, на концы которого подаётся напряжение. В катушку без контакта с ней помещена вторичная обмотка (сердечник), которой является участок трубы самой системы отопления с теплоносителем.

При подаче напряжения на концы первичной обмотки вокруг катушки индуцируется электромагнитное поле, которое вызывает образование в верхних слоях сердечника вихревых токов Фуко, разогревающих его поверхность с последующей передачей этого тепла теплоносителю.

От SAV-устройств ВИН-котёл отличается тем, что на концы первичной обмотки подаётся ток, частота которого в несколько раз повышена индуктором, входящим в конструкцию агрегата. Высокая частота электрического тока вызывает возникновение вокруг первичной обмотки электромагнитного поля большего значения напряжённости, которое, соответственно, обуславливает появление во вторичной обмотке вихревых потоков большей мощности.

Первичная и вторичная обмотки ВИН-агрегата изготавливаются из различных ферросплавов с разными по величине значениями собственного магнитного поля. Эти магнитные поля, взаимодействуя с индуцированным электрическим полем, способствуют нагреву сердечника.Таким образом, совокупность перечисленных факторов повышает интенсивность нагрева верхних слоёв вторичной обмотки, но уменьшает его глубину, ускоряя процесс передачи тепла теплоносителю и сокращая время выхода системы отопления на заданную мощность.

Более совершенная конструкция ВИН-котлов обуславливает более высокую по сравнению с другими индукционными устройствами цену.

Упрощённое бытовое название таких приборов «кондиционер» вводит в заблуждение относительно функциональности этих агрегатов. Действительно, одной из функций этого устройства является понижение температуры воздуха в помещении до заданного значения в летний период. Однако, агрегат может выполнять и обратную функцию – обогревать комнату в холодное время года.

Чтобы понять принцип действия инверторного обогревателя, рассмотрим работу кондиционера без инвертора в конструкции, но всё же современного исполнения, не использующего воздух с улицы. Инверторный обогреватель имеет тот же алгоритм действия, только усовершенствованный.

Принцип работы обоих этих устройств основан на выделении газом тепла при сжатии и охлаждении жидкостью контактирующих с ней поверхностей при испарении. Газ, выполняющий в кондиционерах такую роль, называется хладагентом.

Свойства хладагента

В качестве хладагента в сплит-системах используется фторсодержащее соединение — фреон, который бывает более 40 видов. Перечислим 3 наиболее распространённых вида фреона:

• R-22 – не эффективный при температуре ниже -5 и выше 40 градусов хладагент (t кипения -41 град.), из-за повышенного вредного воздействия на озоновый слой запрещённый к использованию в России;
• R-410А – вещество (t кипения -51 град.) меньшего отрицательного воздействия на озоновый слой, эффективное к применению в диапазоне температур от -15 до 45 градусов, используется в большинстве систем кондиционирования;
• R-32 – безопасный новейший хладагент (t кипения -52 град.), имеющий эффективность применения на 5% больше, чем R-410A.

Современный кондиционер, называемый сплит-системой, состоит из двух блоков. Такое разделение на две составляющие позволило вынести из комнаты более шумный и, к тому же, громоздкий блок, оставив внутри компактный и, как правило, эстетично исполненный узел. Перемещение фреона производится насосом, расположенным в наружном блоке.

Внутренний блок сплит-системы содержит теплообменник (конденсатор). В режиме работы кондиционера на обогрев в теплообменнике производится сжатие фреона, при котором происходит повышение его температуры. Температура сжатого хладагента достигает 80 градусов, и тепло посредством циркуляции воздуха помещения через теплообменник передаётся в комнату. После отдачи тепла сжатый фреон переходит в жидкое состояние (конденсируется) и перемещается в наружный блок – в испаритель, давление в котором в десятки раз ниже. Резкое снижение давления приводит к закипанию хладагента с одновременным поглощением им тепла из окружающей среды. Температура закипания сжиженного фреона (в зависимости от вида) при большом перепаде давления– несколько десятков градусов ниже нуля, то есть наружный воздух температуры даже -15 градусов всё равно теплее. Поэтому поглощение закипевшим фреоном тепла происходит даже из морозного воздуха, и, чем ниже табличная температура кипения хладагента, тем из более холодного воздуха он в состоянии забрать тепло.

По окончании кипения поглотивший тепло из воздуха хладагент возвращается во внутренний блок и опять сжимается, конденсируясь, нагреваясь и нагревая теплообменник.

Сжатие хладагента с выделением тепла и испарение с его поглощением происходят не в каких-то камерах, а в двух змеевиках, расположенных в наружном и внутреннем блоках. После сжатия насосом в змеевике внутреннего блока фреон по трубке очень малого диаметра (капиллярной) попадает во внешний блок, но узость выходного отверстия капиллярной трубки препятствует заполнению наружного змеевика (испарителя) и вызывает испарение фреона с поглощением тепла среды.

Коротко процесс обогрева можно описать цепочкой из четырёх последовательных процессов: сжатие хладагента — выделение тепла – кипение (испарение) хладагента – поглощение тепла.

Если процесс пустить в обратном направлении, то конденсатор с испарителем поменяются ролями, и в помещении будет происходить охлаждение воздуха.

Обычный кондиционер может находиться только в двух состояниях – включен или выключен. Перед включением на нём выставляется требуемая температура воздуха в помещении, затем производится запуск, и компрессор начинает гонять хладагент по системе. Термодатчик сплит-системы контролирует температуру воздуха в помещении и сравнивает её с заданной величиной. Как только эти значения сровняются, компрессор будет автоматически выключен, и сплит-система будет бездействовать до тех пор, пока разница между величинами фактической и поддерживаемой температуры в комнате не достигнет 2-3 градусов. После этого компрессор вновь запустится на полную мощность по сигналу термостата.

Несовершенство алгоритма очевидно – включение системы на полную мощность без привязки к предстоящему объёму работы, что создаёт кратковременную, но чрезмерную нагрузку на электросеть. Кроме того, именно в момент запуска износ узлов оборудования и потребление электроэнергии максимальны, так как для запуска вращения ротора обычного, не инверторного компрессора необходимы стартовые токи больших величин.

Действия кондиционера-обогревателя инверторного типа идентичны поведению обычной сплит-системы до того момента, когда после первого включения устройства значение температуры в помещении достигло заданного, и это значение необходимо поддерживать — подогревать воздух или охлаждать его, в зависимости от режима работы агрегата.

С этого момента его алгоритм работы отличается от агрегата без инвертора. Компрессор инверторной сплит-системы не выключается, а продолжает работу, но не на полную мощность, а в пределах 5% потенциала. Следовательно, инверторный обогреватель работает постоянно, без использования цикла включение-выключение, плавно регулируя интенсивность работы (обороты компрессора) для оптимального режима поддержания заданных температурных условий. При использовании инверторных сплит-систем колебания температуры в помещении находятся в пределах одного градуса, в отличие от скачкообразного обеспечения температурного режима с шагом в 2-4 градуса обычными кондиционерами.

Ballu BEC/EVU-2500

Начинает обзор лучший обогреватель, способный в кратчайшее время нагреть пространство вокруг себя. При этом сам модуль не перегревается, а остается рабочей температуры. Работает практически бесшумно и абсолютно безопасно. Если устанавливать на стену, то вполне подойдут идущие в комплекте крепления. В противном случае возможно потребуется докупать дополнительные крепежи.

Инверторные обогреватели для дома

Ballu BEC/EVU-2500

Практически бесшумный инвертор для дачи. Смотрится хорошо и вписывается практически в любой интерьер. Модель оснащена понятным пультом регулировки температуры, на котором можно выставить необходимое значение. При этом температура будет стабильно удерживаться на протяжении всего времени работы устройства. Эффективно обогревает любую комнату и абсолютно безопасен.

Экономичный обогреватель для квартиры с защитой от падения. Имеет несколько модулей управления, среди которых можно выбрать наиболее подходящий конкретному пользователю. Дополнительно можно приобрести удобные шасси, позволяющие легко перемещать устройство по дому.

Многофункциональная модель, которую можно использовать практически в любых условиях. Тут реализована эффективная защита от мороза, перегрева и падения. Также имеется уровень влагозащиты, позволяющий не бояться за попадание капель на поверхность устройства. Корпус обогревателя закрытый с системой противодействия пыли. В комплекте идет кронштейн для закрепления на стене.

Аккуратная модель, оснащенная всем необходимым для дома функционалом. Прогревает комнату средних размеров и при этом не сушит воздух. Работает абсолютно бесшумно. В случае падения специальный элемент отключит устройство и обезопасит от несчастных случаев.

Ballu BFH/S-03N

Маленький тепловентилятор. Который поможет обогреть конкретные части комнаты. Нагреватель спирального типа прекрасно справляется со своей функцией. Присутствует только один режим работы. Производители заявляют мощность 900 Вт, однако пользователи утверждают, что она не превышает 600 Вт. Управляется при помощи регулятора в нижней части корпуса.

Баган РЭН-4

Мощный комнатный нагреватель, выполненный в форме пластины. Способен без проблем обогревать окружающий воздух. Однако требуется соблюдать технику безопасности, так как поверхность нагревается сильно.  Модель легкая и компактная.

Удобный домашний прибор с широким функционалом. Способен эффективно обогревать помещение даже в сильные морозы. При этом воздух не пересушивается и не образуется той духоты, которая часто сопровождает работу прочих обогревателей. Если потолки невысокие, лучше на них обогреватель не крепить. Иначе будет сильно перегреваться пол. Лучше разместить его на стене.

Polaris PCH 2035

Завершает топ мощный конвектор, способный быстро нагреть помещение площадью до 24 кв.м. Может монтироваться на стену или просто устанавливаться на полу. Дополнительно присутствует термостат. Для перемещения обогревателя предусмотрены колесики. Вес аппарата составляет 5.2 кг.

Сделать выбор в пользу той или иной модели обогревателя в 2023 году сложно. Электрические обогреватели бывают разных типов, однако предназначены они для одного: качественного обогрева помещения. И чтобы определить, какую модель лучше всего взять, необходимо внимательно оценить все характеристики и сравнить с конкретными требованиями к устройству.

Инфракрасно-конвективные

Инфракрасно-конвективный обогреватель с мощностью 300 Вт. Поверхность нагревателя может достигнуть температуры от 60 до 100 градусов. При этом в устройстве имеется собственная защита от перегрева, которая в случае необходимости быстро отключит аппарат. Вес устройства составляет 3.3 кг.

Polaris PMH 2023RCD

Напольный обогреватель, который может работать на мощности до 2000 Вт. При этом обогреваемая площадь составит 30 кв.м. Микатермический нагревательный элемент обеспечивает отличную теплопередачу и обогрев. Дополнительно присутствуют термостат, дисплей и пульт дистанционного управления.

Инфракрасные

Ballu BIH-S2-0.6

Удобный потолочный обогреватель, который можно использовать в любых комнатах. Однако при обогреве ванной комнаты возможно потребуется дополнительно добыть специальные уплотнители. Также с креплением на обычный потолок. Без переходника осуществить не удастся. Такие модели вписываются в любой интерьер, так как практически не заметны глазу.

Отличный аппарат для обогрева различных помещений. Хорошо прогревает воздух и не пересушивает его. При этом тепло быстро приходит даже в холодное здание. Тепло держится равномерно и не опускается ниже установленной температуры. Потребляет относительно немного электроэнергии. Что не может не радовать.

Конвекторы

Относительно недорогой обогреватель, который способен за считанные минуты обогреть комнату. Подходит в качестве дополнительного источника тепла. Имеется несколько режимов работы. После обогрева можно включить слабый режим и температура будет поддерживаться на комфортном уровне. При этом энергетические затраты будут минимальными.

Достаточно экономный, но при этом мощный обогреватель. Позволяет за пару минут прогреть комнату средних размеров до комфортной температуры. При работе издает тихие звуки, которые нисколько не мешают человеку. Обеспечивает ровное, равномерное распределение воздушного потока.

Масляные радиаторы

Недорогой, но эффективный обогреватель для небольших комнат. В крупных пространствах его характеристик может попросту не хватить. Во время нагрева и остывания модель издает характерные щелчки. И если в дневное время они не мешают, то ночью вполне способны доставить дискомфорт.

РЕСАНТА ОМ-12НВ

Масляный радиатор, способный быстро прогреть даже большую комнату площадью до 35 кв.м. Модель долговечна и надежна, несмотря на некоторые дефекты производства. В процессе эксплуатации практически не шумит. Масло не подтекает. Дополнительно имеется тепловентилятор, способствующий более равномерному распределению нагретого воздуха.

Тепловентиляторы

РЕСАНТА ТВК-2

Отличный тепловентилятор, который подойдет для установки в офисе. В большинстве случаев пониженной мощности хватает даже для холодных зим. При длительном использовании при работе могут возникать щелчки, которые свидетельствуют о неких неисправностях. Никаких неприятных запахов от нагревателя не исходит.

Timberk TFH F15TDA

Удачный во всех отношениях аппарат. Способен быстро нагреть помещение и при этом не направляет поток воздуха в одну сторону. Он распределяется по всем четырем сторонам, причем в две дует с большей силой. Производители предусмотрели максимально понятное управление при помощи двух поворотных рукоятей.