Определение параметров источника бесперебойного питания для котла отопления
Чтобы не допустить разгерметизацию системы отопления в холодное время года, необходимо выбрать источник бесперебойного питания для котла отопления с подходящими параметрами. Для этого нужно предварительно рассчитать их мощность и длительность автономной работы.
Устанавливаемое оборудование должно иметь подходящие параметры
Чтобы бесперебойник для котла отопления смог справиться с возлагаемой на него функцией, для определения требуемой мощности следует сложить значения всех подключаемых устройств. Кроме самого котла, это может быть циркуляционный насос и другое оборудование, входящее в состав отопительной системы. Полученное значение умножить на 3 из-за большой величины пусковых токов. Дополнительно надо прибавить ещё 30%, чтобы система работала стабильно.
Длительность автономной работы производители, как правило, указывают непосредственно на упаковке продаваемого оборудования. Данный параметр зависит исключительно от месторасположения конкретного дома. При выборе следует вспомнить, как долго может отсутствовать электричество в вашем районе.
Мощность можно рассчитать
Как определить ёмкость аккумулятора для котла отопления: основная формула
Чтобы убедиться, что характеристики конкретного бесперебойника удовлетворяют предъявляемым к нему требованиям, можно воспользоваться формулой, позволяющей рассчитать минимальную ёмкость аккумулятора для котла отопления:
С = (Т × Р) / (8,65 × N), где
Т – требуемое время автономной работы (ч). Устанавливает пользователь;
Р – суммарная мощность оборудования, подключаемого к сети (Вт);
N – количество АКБ, которые можно подключить к данной модели;
8,65 – постоянный коэффициент.
Ёмкость батареи зависит от времени работы
Виды ИБП и краткое описание
На рынке существует большое количество моделей с разными функциональными возможностями, что значительно влияет на их стоимость. Чем выше характеристики ИБП, тем он дороже.
По принципу действия бесперебойники бывают:
- Непрерывные. Обеспечивают стабильные показатели напряжения и частоты тока. Отличаются мгновенным подключением и возможностью настройки параметров. Имеют достаточно высокую стоимость, низкий КПД и шумной работой.
- Линейно-интерактивные. Практичные приборы с высоким КПД и быстрым переходом в автономный режим. Имеют АКБ малой емкости.
- Резервные. Отличаются бюджетной стоимостью, бесшумной работой и высоким КПД. К недостаткам относятся маленькая емкость АКБ, невозможность изменять параметры напряжения и тока. Кроме того, для подключения прибора потребуется до 12 минут.
Работа каждого типа бесперебойников проста и не требует постоянного контроля, если соблюсти все требования по установке и эксплуатации.
Место установки
Размещать ИБП лучше возле существующих розеток. Если он не габаритный, то вовсе не обязательно его вешать на стену, достаточно размесить на ближайшей полке. Главное не закрывать вентиляционные отверстия.
При этом не забывайте о соблюдении правил ПУЭ. Минимальные расстояния от газовых труб до розеток, в том числе и до ИБП, должно быть не менее 0,5м.
По поводу размещения аккумуляторов. Модные AGM модели боятся повышенных температур более 30 градусов. А возле котла температура явно не будет комнатной.
Поэтому размещайте АКБ как можно дальше от труб отопления и горячего котельного оборудования.
Принцип работы бесперебойника
Главная задача работы ИБП – подача в сеть напряжения достаточной мощности при отключении света. Перевод на электропитание от аккумуляторных батарей (АКБ) должен произойти за доли секунды, чтобы подключенное оборудование не успело выключиться.
Бесперебойники также способны стабилизировать напряжение, выпрямлять синусоиду и поддерживать частоту тока в пределах нормы. Но дополнительными функциями обладают не все модели.
При выборе бесперебойника для отопительной системы можно взять более мощное устройство, чтобы можно было при необходимости дополнительно подключать к нему другие приборы
Устройство ИБП неодинаково. В максимальной комплектации бесперебойник состоит из следующих элементов:
- корпус;
- аккумуляторная батарея;
- преобразователи тока и напряжения (инверторы, выпрямители и пр.);
- переключатель;
- управляющая микросхема.
Для работы подключенного оборудования важны такие характеристики ИБП:
- Вид кривой выходного напряжения: аппроксимированная или обычная синусоида. Первый вариант менее предпочтительный, потому что является непривычным для большинства электронных устройств и приводит к их повышенному износу.
- Потребляемая мощность. Двигатели насоса и вентилятора имеют высокие пусковые токи, поэтому максимальная производительность ИБП должна минимум в 2 раза превышать уровень потребления электроэнергии котлом.
- Скорость переключения на резервный источник питания. Чем она выше, тем лучше для подключенного оборудования.
- Электрическая емкость. От неё зависит время автономной работы всей отопительной системы. Для увеличения емкости к ИБП могут подключаться дополнительные внешние аккумуляторы.
- Срок службы. Он зависит от режима эксплуатации и внутренней структуры батарей.
- Диапазон входящих параметров сети, позволяющих бесперебойнику выдавать приемлемые напряжение, частоту и синусоиду без переключения на АКБ.
- Наличие заземления («сквозного» ноля).
В автономном режиме ИБП способны выдавать 2 вида синусоиды:
- плавную;
- аппроксимированную.
Плавная синусоида является более приемлемой и всегда гарантирует нормальную работу подключенного оборудования.
Указанные сроки работы оборудования от бесперебойника являются ориентировочными. Точное время можно узнать путем тестирования конкретного комплекта оборудования
Стоимость бесперебойников напрямую зависит от емкости аккумуляторов, дополнительного функционала, а также соответствия выходящих параметров тока и напряжения нормативным значениям. Однако даже самый дешевый ИБП лучше, чем его полное отсутствие.
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.
Энергия Pro 500
Неплохой отечественный источник бесперебойного питания для газового котла среднего класса. При цене в 200 долларов, он значительно обгоняет предыдущие модели. Мощность составляет полноценные 500 ватт. Имеет большой процент по перегрузке. При превышении нагрузки на 300% он способен работать 3 секунды. Такой короткий интервал сделан для того, чтобы спокойно перенести резкий скачок, без отключения.
Предусмотрена защита от короткого замыкания, неправильной полярности, глубокого разряда и перезаряда. Проблем с ним не возникает в принципе, так как это, фактически, профессиональный ибп для котлов отопления со стабилизацией.
Как выбрать ИБП для газового котла
Газовый котел отопления оснащен «капризной» электроникой, поэтому ИБП должен быть надежным и функциональным. Но выбрать его не так просто ввиду разнообразия технических параметров и того факта, что производят такие устройства многие компании.
Тип
ИБП для газового котла делятся на две разновидности: с аккумулятором и без. Первые легко устанавливаются и подключаются, но выбор энергоемкости АКБ ограничен, и если выбирать, то с более емким источником питания.
Резервные
Классификация ИБП.
Когда с подачей электроэнергии все в порядке, резервный ИБП, который еще называют off-line, работает как посредник – передает напряжение и ток с теми же параметрами, что и на входе. Если свет отключат, или на выходе изменятся параметры, бесперебойник переводит котел на работу от аккумуляторной батареи.
Энергоемкость АКБ, устанавливаемых в резервные ИБП, в среднем 5 – 10 Ач. Это 10 – 30 минут автономной работы отопительного оборудования. У них есть полезная функция – не дают выключиться подключенной технике, и дают время на ручную остановку.
Плюсы off-line устройств:
- не шумят;
- высокий КПД, если работают от сети;
- доступны.
Минусы:
- переключаются на АКБ за 4 – 12 минут;
- нельзя корректировать параметры напряжения и тока;
- энергоемкость батареи.
Офлайн модели – переключатели питания котла с сетевого на автономное.
Линейно-интерактивные
Более продвинутые устройства, оснащенные аккумулятором и стабилизаторами напряжения, поэтому на выходе дают 220 В. Модели подороже умеют «читать» синусоиды, и если она отклоняется на 5 – 10%, переключают оборудование на работу от батареи. А вот корректировать синусоиду ИБП не умеет.
Плюсы:
- переводят оборудование в автономный режим за 2 – 10 мс;
- КПД;
- стабилизируют напряжение и без АКБ.
Минусы:
- не корректируют синусоиду и частоту тока;
- предельная энергоемкость – 5 кВА.
Непрерывные
Это on-line ИБП, обеспечивающие стабильные выходные параметры сети независимо от входящих
Неважно, есть напряжение на входе или нет – котел всегда будет работать от аккумулятора. Принцип: двухэтапное преобразование электроэнергии
На первом этапе входящее напряжение снижается, переменный ток выравнивается, и энергия идет на зарядку аккумулятора. Второй этап – обратный процесс, когда электричество отдается. Оно снимается с контактов АКБ, ток делается переменным, напряжение поднимается и идет на выход ИБП.
Что все это дает – котел работает от бесперебойника, полностью автономно, с установленными параметрами. Перепады напряжения, изменения синусоиды и даже удары молнии оборудованию не страшны. Из-за внешних факторов может испортиться ИБП, но не котел.
Плюсы:
- подключенные устройства продолжают получать питание, даже если отключают свет;
- стабильные электропараметры;
- подзаряжаются от бензинового генератора;
- можно корректировать выходное напряжение.
Минусы:
- шумные и выделяют много тепла;
- КПД – 80 – 94%;
- в 2 – 3 раза дороже линейно-интерактивных бесперебойников.
On-line модели дорогие, и актуальны, если к ним подключается высокомощное оборудование и аккумуляторы повышенной энергоемкости.
Компьютерный УПС для газового котла не подойдет по следующим причинам:
- малая энергоемкость батареи, что дает немного времени автономной работы;
- нет защиты от перегрева;
- аппроксимированная синусоида повлияет на нормальную работу оборудования.
Мощность
В описаниях встречается два параметра – полная и активная мощность. Смотрят на второй – он должен в два раза превышать суммарную линейную мощность подключаемого оборудования. Так ИБП сможет без проблем выдержать пусковые токи электронасоса и вентилятора. Это компенсация возможной перегрузки.
По советам профессионалов, надо учитывать не только пусковую мощность насоса и вентилятора, но и класс их энергоэффективности (от A до G). Для всех, за исключением A, мощность потребления увеличивают в пять раз (для A – в 1.3).
Классы энергоэффективности.
ИБП обеспечивает котлоагрегату резервное питание на определенный промежуток времени. Его должно хватать, чтобы котел смог работать какое-то время, пока не будет устранена неисправность электросети или не запустится генератор. Время работы источника бесперебойного питания зависит от двух факторов: количества и энергоемкости аккумуляторов, и потребляемой мощности подключенного оборудования. При этом одна и та же модель ИБП, в зависимости от нагрузки, характерна разным временем автономности.
Рейтинг лучших ИБП on-line для газовых отопительных котлоагрегатов
Знакомство с техническими параметрами популярных ИБП поможет пользователю сделать профессиональный выбор нужной модификации. В этом рейтинге показан список самых рейтинговых ИБП, способных гарантировать продолжительную и стабильную работу отопительного котла, работающего на газовом топливе.
Наибольшим спросом пользуются ИБП для газовых котлов отопления от следующих производителей:
- Энергия Гарант 500, российского производителя с выходящей мощностью – 500 ВА/300 Вт. Это высокотехнологичные очень точные приборы с КПД – 98%. Время на переключение к АКБ – 8 мс. Работают в диапазоне входное напряжение – 155/275 В. ИБП обустроены интеллектуальным режимом зарядки, контролирующего емкость аккумулятора и его техсостояние, цена по состоянию на 1.01.2020 г – 8.250 руб.
- HeliorSigma 1 KSL, прибор с выходной мощностью – 1000 ВА/800 Вт, обладает чистым синусоидальным выходным напряжением и обеспечивает работу с КПД – 98%. Прибор с удобной системой управления и стабильной работой при скачках напряжения, цена по состоянию на 1.01.2020 г – 18.950 руб.
- StarkCountry 1000 Online с выходной мощностью – 1000 ВА/800 Вт. Устройства обеспечивают идеальное выходное напряжение с КПД – 98%. Активизируют работу автоматически при возникновении сложностей по параметрам напряжения. Аппаратура снабжена дисплеем, на котором отражается емкость АКБ и иные характеристики. Обустроен 3-мя разъемами питания, цена по состоянию на 1.01.2020 г – 19.395 руб.
- Lanches L900Pro-H 1 kVA, с выходной мощностью – 1000 ВА/900 Вт и двойной системой преобразования тока. Предполагается использование с внешними батареями. Имеет большой интервал входного напряжения 110 – 300 В, хотя работает при низком КПД – 85%. Устройство обустроено подходящей панелью управления, цена по состоянию на 1.01.2020 г – 15.057 руб.
- БАСТИОН SKAT-UPS 2000/1200, с выходной мощностью – 2000 ВА/1200 Вт, работает в широком интервале входного напряжения от 170 до 270 В, при этом функционирует с низким КПД – 85%. Прибор имеет UPS, которая позволит подсоединить нагрузку напрямую, цена по состоянию на 1.01.2020 г – 18.300 руб.
- PowercomImperial IMD-825AP, с выходной мощностью – 825 ВА/495 Вт. Технология изготовления — самая современная. Аппаратура работает в автономном варианте на протяжении нескольких часов, при этом имеет довольно продолжительный период собственной зарядки – 6 часов, цена по состоянию на 1.01.2020 г – 6.590 руб.
- Штиль SW1000SL, с выходной мощностью – 1000 ВА/900 Вт и технологией онлайн. Аккумуляторные батареи непрерывно используются в работе, по этой причине смена источника питания осуществляется практически мгновенно, с КПД – 95%. Прибор имеет элегантный и малоразмерный корпус с ЖК-дисплеем с подсветкой и обилием опций, цена по состоянию на 1.01.2020 г – 23.950 руб.
- CyberPower VALUE1500ELCD, с выходной мощностью – 1500 ВА/900 Вт. Первый из фаворитов ИБП для отопительных агрегатов, работающих на газообразном топливе. Гарантирует надежную передачу электроэнергии, сохраняя продолжительную работоспособность котла даже при длительных аварийных сбоев в энергосети, цена по состоянию на 1.01.2020 г – 12.950 руб.
- Энергия ПН-500, с выходной мощностью – 500 ВА/300 Вт. Многофункциональное устройство, автоматически контролирующее параметра входного напряжения. Принадлежит классу интерактивных ИБП, с высокой эффективностью работы с КПД – 98%. Очень быстро заряжается и гарантирует стандартную работоспособность газового котлоагрегата, в том числе и при мощных скачках напряжения, цена по состоянию на 1.01.2020 г – 8.100руб.
По расположению блока аккумулятора
Аккумуляторы могут отличаться по расположению и принципу работы, делятся на встроенные и внешние, резервные, линейно-интерактивные, двойного преобразования.
Встроенный
Приобретая источник питания для котла со встроенным аккумулятором, стоит иметь в виду, что его запас ограничен.
При отключении электроэнергии ИБП такого типа постепенно выдает необходимое количество энергии для котла (оно не слишком велико), в среднем хороший аккумулятор продержится около десяти часов.
Можно подсоединить бензиновый или дизельный генератор после отключения электричества, чтобы подпитывать бесперебойник, но тогда возникнет другая проблема: в помещении прибор не сможет долго работать, так как выхлоп затруднит дыхание и оставит в доме неприятный запах.
Внимание! Подключать генератор к газовому котлу категорически запрещено, так как нестабильное напряжение первого агрегата может повредить электронику второго
Внешний
На ИБП с таким аккумулятором можно подключить еще один внешний источник. Для этого должен быть отдельный паз. В таком случае продолжительность работы бесперебойника увеличится.
У внешних батарей имеется еще одно положительное свойство – подзарядка. При наличии генератора, работающего на бензине или дизеле, есть возможность для поочередной подзарядки истощающихся емкостей.
Фото 1. Источник бесперебойного питания для газового отопительного котла с внешним аккумулятором Cyber Power.
Устройство может работать на открытом воздухе, поэтому никаких негативных последствий от его функционирования наблюдаться не будет. При выходе из строя одной батареи вторая продолжит функционировать (в это время можно купить новый аккумулятор).
Резервные источники
Резервные ИБП для газового котла обладают следующими достоинствами:
- доступная ценовая категория;
- возможность монтажа на стену и пол;
- компактные размеры.
Низкая цена и небольшие габариты достигаются за счет отсутствия стабилизатора. Следовательно, такой ИБП можно использовать лишь в домах, где наблюдается стабильное напряжение в сети.
Внутри агрегата находится датчик, который при нехватке напряжения отключает питание от сети и задействует внутренние ресурсы. В среднем, его возможностей хватит на промежуток от нескольких минут до двух часов.
Линейно-интерактивный
Такая модель отличается от предыдущей вариации присутствием простейшего стабилизатора. Имеет относительно небольшую аккумуляторную емкость, которой хватает на двадцать минут работы. Есть возможность подключения внешнего аккумулятора, за счет которого время функционирования увеличивается до десяти часов.
Фото 2. Линейно-интерактивный ИБП Legrand может работать до десяти часов, если подключить к нему внешний аккумулятор.
Главное отличие линейно-интерактивной модификации на офлайн-платформе – отсутствие переключения на аккумуляторы при падении напряжения. Это устройство использует преобразованное напряжение в сети при достижении критических показателей.
Минус модели – крайне малая скорость переключения на запасной источник питания, что может негативно сказаться на работоспособности электроники котла, а также нестабильные показатели синусоиды на выходе в момент предельной нагрузки.
Справка! При ограниченном бюджете и желании хотя бы частично защитить газовый котел от перепадов напряжения, имеет смысл рассмотреть ИБП со стабилизатором AVR.
Онлайн-устройство двойного преобразования
Системы двойного преобразования – самые надежные из представленных устройств, однако, и цена на них значительно выше. Подобные системы активно применяют на серверных и иных площадках, где идет работа с дорогостоящим электрическим оборудованием.
Online-ИБП включает в себя блок питания, аккумуляторы и инвертор. Принцип работы – получаемый из сети переменный ток преобразуется в постоянный.
Затем ток превращается снова в переменный, но с одной доработкой – появляется стабильная частота и синусоида. Если отключается энергия, то система переходит на внутренние запасы.
При необходимости можно подсоединить дополнительные аккумуляторы.
Этот тип ИБП обеспечивает максимальную защиту котла. Из минусов следует назвать только один – высокую цену. Плюсов же несколько больше:
- мгновенное переключение в рабочий режим при достижении критической отметки;
- сигнал на выходе корректен и стабилен;
- поддержка необходимых параметров напряжения.
Особенности выбора бесперебойника для газового оборудования
Как уже отмечалось выше, главной функцией ИБП является обеспечение постоянного энергоснабжения для газового котла или любого другого оборудования при отключении или же перепадах электричества. При этом работа переключается на аккумуляторные батареи автоматически, благодаря чему отопительный прибор будет действительно работать непрерывно.
Стабилизаторы напряжения для газовых котлов
Ранее мы рассказывали о ценах, конструктивных особеностях и технических характеристиках стабилизаторов напряжения для котлов. В дополнение к этой статье, советуем вам ознакомится с этим руководством
И первое, на что следует обращать внимание при выборе ИБП для газовых котлов, это мощность и надежность зарядки. Каковы же другие критерии выбора бесперебойника? Сейчас мы с ними ознакомимся
- В первую очередь, это емкость и кол-во аккумуляторных батарей, которая измеряется в амперочасах. Данный показатель зависит от того, какое время требуется поддержка питания системы в режиме «автономности».
- Технические характеристики, указанные в паспорте газового котла, при которых учтены и пусковые токи.
- Чтобы бесперебойник сумел работать длительное время (от нескольких часов до нескольких десятков), вам необходимо выбрать модель, в которой предусмотрено подключение внешних аккумуляторов. Такие устройства отличаются от обычных тем, что в их конструкции не предусмотрены внутренние батареи, а также наличием высокомощного зарядного устройства. В таком случае батареи требуемой мощности подсоединяются к ИБП (расчет ведется на долговременную работу).
- Также важна и мощность циркуляционных насосов (при этом пусковые токи тоже учитываются), умноженная на два с половиной. Данные параметры можно найти в техпаспорте. К слову, как показал эксперимент по расчету пусковых токов, насос мощностью в 130 Вт увеличивает ее (мощность) ровно на 2 ?, отсюда и приведенные выше цифры.
- Наконец, лучше всего использовать «онлайн» бесперебойники (пусть они и стоят дороже), то есть устройства с удвоенным преобразованием. Их главным достоинством является то, что выходной синусоид напряжения – правильный.
Обратите внимание! Что касается бытовых котлов, то в большинстве случаев их мощность колеблется в пределах от 50-ти до 500-т ватт, а это, в свою очередь, пропорционально диапазону от 70-ти до 600-т ампер-вольт
Очень важны и скачки напряжения в сети. И если точно знать величину данных скачков, то, опираясь на нее, можно определить и диапазон напряжения на входе. Эксплуатационный срок аккумуляторов непосредственно зависит от частоты включения «автономки» в бесперебойнике. Таким образом, чем больше этот диапазон, тем лучше для батареи. Поэтому специалисты рекомендуют избегать полной разрядки аккумуляторов, так как это сбережет их емкость и, как следствие, длительность цикла автономного функционирования.
Необходимость приобретения
Современные газовые котлы нуждаются в постоянном подключении к источнику питания. От сети работает управляющий блок, циркуляционный насос, система розжига и принудительная вентиляция.
Продвинутые пользователи устанавливают специальные модули, с помощью которых управляют системой на расстоянии.
При отключении электричества прибор продолжает работать. Большинство моделей способные не только обеспечить котел питанием, но и наладить его работу при скачках напряжения.
Преимущества бесперебойного источника питания:
- приемлемая стоимость;
- простой монтаж, не требующий специальных знаний;
- отличная работа при перепадах напряжения;
- автоматический контроль всех параметров;
- срок службы до 7 лет;
- бесшумная работа.
ИБП или генератор – что выбрать?
Бензогенератор используется в случае пропадания электроэнергии. Нужно переключить систему электроснабжения на генератор, запустить его и подождать, пока он выйдет на режим и подключить нагрузку.
Средняя цена оборудования — 30 000 рублей, но есть и более дорогостоящие экземпляры. Их преимущества в возможности использования энергоснабжения в любой период. Недостатком является необходимость контроля работы системы.
ВАЖНО!
Лучшим решением является ИБП. Достоинство системы заключается в наличии режима онлайн для автоматического переключения режима.
Присутствие человека при работе ИБП не требуется. Прибор прекрасно справляется с перебоями в питании.