Знакомо ли вам чувство отключения электричества в самый неудачный момент? Трудно найти подходящее время для отказа от электросети. Многие частные дома уже оснащены автономными генераторами на случай длительного отсутствия электроснабжения. Хорошо бы иметь блок питания и для котла, так как в нем есть чувствительные узлы, от работоспособности которых зависит исправность и безопасность котельной системы.
Высококачественный бесперебойник обеспечит вам спокойствие: не придется разбираться с непонятной ошибкой, ждать мастера, платить за ремонт. В этой статье вы узнаете о работе блоков питания, их видах и критериях для правильного выбора устройства в любых ситуациях.
Блоки бесперебойного питания необходимы для защиты от сбоев электросетей и отключений света. Для различных ситуаций существуют разные типы источников бесперебойного питания, из которых можно выбирать.
Предназначение и принцип работы бесперебойников
В частных домах котлы часто выполняют роль единственного источника тепла как для горячей воды, так и для отопления.
Проблемы в электросетях, поставляющих энергию этим строениям, вызывают значительные неудобства.
Для нормальной работы панелей и блоков управления котлов, равно как и автоматических установок, требуется качественное электропитание.
Сглаживает эту проблему источник бесперебойного питания Блок бесперебойного питания — простое устройство, позволяющее продолжать работу в течение определенного времени без подключения к источнику электроэнергии.
В случае сбоев или аварий система резервного питания запускается и обеспечивает энергией всю систему управления котлом. Резервное питание способно поддерживать работу системы в течение многих десятков минут, а иногда и более чем половины дня.
Основное назначение ИБП — обеспечение оборудования электричеством и напряжением при отсутствии подачи от основной сети. бесперебойники для котлов В крупных частных домах бесперебойные источники питания обретают всё большую популярность из-за частых отключений электроэнергии.
ИБП защищает оборудование от скачков напряжения и отклонений в работе сети. При отключении электроэнергии или изменении многих параметров работы сети ИБП переключится на питание от аккумулятора.
ИБП часто применяют с твердотопливными котламиНасосы котлов создают движение и циркуляцию жидкости в радиаторах. Из-за того что топливо после отключения питания продолжает гореть, жидкость в котле может закипеть. Без бесперебойника это приведет к поломке или полному выходу котла из строя, возможен даже взрыв.
Постоянная работа твердотопливного или газового котлаУстановка позволяет нагревать воду, управлять теплом и предохраняет теплоноситель в трубах от замерзания, что предотвращает повреждение всей системы отопления.
В подавляющем числе современных котловых установок движение теплоносителя регулируют . электрические насосыТермостат отслеживает температуру снаружи. Если она падает ниже допустимого значения, насос запускает циркуляцию теплоносителя. После этого открывается газовый клапан, разгорается горелка, энергия сгорания нагревает теплоноситель, и включается вентилятор. Контроль котла осуществляется в электронном блоке на протяжении всего процесса.
Практически все составные части данной группы нуждаются в электроэнергии высокого качества с идеально сформированным током.
- насос;
- газовый клапан;
- вентилятор;
- электронный блок.
В ряде устройств некачественный ток может привести к критическим ситуациям.
Бесперебойные источники питания разных моделей имеют различную конструкцию и способ работы. Для котлов как правило используются модели с аккумулятором и переключением на резервное питание.
Виды блоков резервного питания
Для газовых и твердотопливных котлов бесперебойники отдельно не выпускаются. Имеются только три типа источников бесперебойного питания, различающиеся по принципу работы и стоимости.
Для систем отопления применяют источники бесперебойного питания.
- Оффлайновые (off-line, резервные).
- Линейно-интерактивные (line-interactive).
- Онлайновые (on-line, двойного преобразования).
Оффлайновые ИБП Это группа экономичных устройств, подающих питание аккумуляторам и не регулирующих напряжение. Состав таких систем включает переключатели и аккумуляторную батарею. В режиме работы от сети насос и блок управления котлом получают энергию непосредственно из электросети.
Запуск резервного питания осуществляется через коммутатор. Off-line — наименее надёжные и самые доступные. У off-line ИБП форма напряжения соответствует сети, а время перехода на работу от аккумулятора значительное. Основной недостаток — отсутствие стабилизации сетевого напряжения.
Линейно-интерактивные бесперебойники имеют встроенный стабилизаторБлагодаря ему устройство продолжает функционировать от сети даже при существенных колебаниях напряжения, делая его более надежным. Эти устройства не переключаются на резервное питание после небольших скачков напряжения, в отличие от устройств off-line. Устройства line-interactive делятся на две основные подкатегории: ИБП с правильной и неправильной синусоидами.
Характеристики line-interactive:
- Выходной сигнал может иметь ступеньчатый или гладкий вид.
- продолжительная работа;
- большой эксплуатационный срок;
- Долгое время работа с использованием внешнего источника питания без перехода на аккумуляторы.
- выравнивание напряжения стабилизатором.
Онлайновые устройства Устройства онлайн отличаются по конструкции от оффлайн и линейно-интерактивных приборов. Инверторы онлайн перерабатывают переменный ток в постоянный, а затем обратно в переменный.
Аккумулятор заряжается при сниженном постоянном напряжении. Система всегда активна, не нуждается в переключении и мгновенно запускается, как только исчезает сетевое напряжение. Батарея также поддерживает работу котла, если сетевое напряжение присутствует, но недостаточно высокое.
Параметры on-line:
- выравнивание частоты и напряжения;
- мгновенное включение резервного питания;
- синусоида на выходе практически идеальна.
ПоRegarding sine wave, for online devices it is smooth, not stepped and does not have noticeable distortions. For many gas boilers stability of frequency is fundamentally important.
Оn-line модели обеспечивают стопроцентную защиту в любой рабочей ситуации. Это касается защиты котла, его элементов и самого бесперебойного источника питания от проблем с электросетью. Защита функционирует при любых помехах на любом участке сети.
В состав устройства входят выпрямитель, инвертор и… байпасВыпрямитель преобразует переменный ток в постоянный, инвертор — наоборот, а байпас — это резервный путь подачи энергии, который включается при неисправности компонентов ИБП.
Онлайн-модели – оптимальный вариант для работы с критически важными или чувствительными нагрузками, которые характерны для многих котельных систем.
Онлайн-ИБП могут взаимодействовать с АКБ и генератором. Обычно в одной модели предусмотрено соединение с обоими источниками питания. В конструкции онлайн-ИБП постоянно функционирует инвертор, что является его ключевой особенностью. В современных мощных бесперебойниках стремятся применять именно схему онлайн-питания.
Сравнение характеристик разных ИБП для котла
Резервные источники бесперебойного питания применялись к старым настольным компьютерам, что обычно оказывалось достаточно. В промышленных и частных сетях присутствует и остается спрос на более мощные и сложные ИБП. Современные котлы и все котлы с насосами плохо совместимы или вовсе несовместимы с оффлайновыми источниками бесперебойного питания.
Большинство автономных источников питания обладают небольшой мощностью, и их эффективность при сбоях в подаче электричества не превышает 60%.
Линейно-интерактивные ИБП стабилизируют напряжение таким образом, что значительные отклонения от нормы не вызывают перехода на резервное питание. Кроме того, устройства line-interactive работают в двух режимах: при неустойчивых параметрах сети и при полном отсутствии электропитания.
Эти бесперебойные источники питания работают при отклонении входного напряжения до 20%. При этом выходное напряжение практически всегда соответствует нормальному значению. Эффективность line-interactive выше, чем у on-line и off-line, а уровень предоставляемой защиты достигает 85%.
Онлайн бесперебойник обеспечивает выход переменного тока высокой чистоты. Переключение с аккумулятора на сеть происходит мгновенно. Онлайновый инвертор ИБП способен функционировать без сетевого питания.
Данный ресурс обладает рядом минусов. Ёмкость аккумуляторов при работе в режиме онлайн обычно меньше, как и общий КПД устройства. Модели в онлайн-режиме стоят значительно дороже. В них отмечают высокий уровень шума и значительное тепловыделение.
Линейно-интерактивные стабилизаторы пользуются наибольшей популярностью. У них есть стабилизатор, хотя и не самый точный. При соблюдении сетевого напряжения диапазоном бесперебойника (например, в пределах 130 Вольт), последний будет стабилизировать показатель с точностью около 10 %. Такая погрешность считается приемлемой для домашнего использования. Переход на работу аккумулятора будет осуществляться всегда, когда стабилизатор не сможет уложиться в эти 10 %.
Линейно-интерактивные устройства по своей сути ближе к устройствам офлайн: оба работают в режиме обычного электропитания от сети при наличии напряжения в определенном диапазоне, а резервным режимом – вне этого диапазона. Разница между ними заключается в том, что у устройств офлайн этот диапазон значительно уже. В устройствах офлайн акцент делается на защите от внезапного отключения электроснабжения, а не скачков напряжения.
Критерии выбора бесперебойника для котла
Существует более пяти принципов, позволяющих выбрать качественный бесперебойник. Лучше отдать предпочтение современным и усовершенствованным моделям. Учитывайте особенности российской электросети: в большей ее части сеть ненадежна.
Обращайте внимание на ключевые характеристики:
- Мощность.
- Ток зарядника.
- Емкость аккумуляторной батареи.
- Возможность подключения внешних аккумуляторов.
- Продолжительность работы в автономном/аварийном режиме.
- Время перехода на аккумулятор.
- Характер выходного сигнала (напряжения), то есть его форма, представляющая собой синусоиду.
- Наличие сквозного нуля.
Мощность. Для двухконтурных котловНагреватели большого объема водопроводной воды могут сделать бесперебойник неэффективным или способствовать работе лишь на короткое время, если он не обладает большой мощностью. Необходимо учитывать количество циркуляционных насосов (чем больше — тем выше необходимая мощность) и мощность котла.
Для маломощных котлов подойдут источники бесперебойного питания (ИБП) до 200 Вт. Котел, работающий на газе, имеет мощность от 80 до 300 Вт и более. Необходимо приобрести ИБП мощнее на 25% по сравнению с мощностью котла. Обычно мощность ИБП для котлов не превышает 600 Вт.
Мощность ИБП рассчитывают по формуле A = B / C × D, где:
- A — мощность аккумулятора (Вт, ватты);
- B — мощность котла (Вт, ватты);
- C — коэффициент реактивной нагрузки (0,7);
- D — 3-кратный запас пускового тока (3).
Результат составит минимум мощности аккумулятора, с добавлением резерва в 30 %.
В расчеты также включайте мощность всех насосов, если таковые имеются в системе. Добавьте полученную величину к мощности котла и запишите итог в числитель.
Что касается тока зарядного устройства Для работы одного аккумулятора емкостью 10 А·ч хватит тока в 1 А. При токе 8 А подходит батарея емкостью 80-100 А·ч. Неправильно подобранный аккумулятор сократит срок службы как самого аккумулятора, так и бесперебойника.
Размер тока ограничивает использование большей емкости, поэтому лучше сразу выбрать мощный зарядник. Выбор бесперебойника по току — значит выбор и по времени автономной работы.
Следующим основным параметром является емкость аккумулятораВ ситуации, когда требуется длительный автономный режим, подойдут резервные устройства с возможностью подключения внешних аккумуляторов. Такие источники бесперебойного питания работают значительно дольше в аварийном режиме. Внешние батареи лучше заряжать полностью, поскольку при неполной подзарядке время работы сокращается.
Важный параметр — автономностьПродолжительность бесперебойной работы зависит от мощности аккумулятора. Модель с одним встроенным аккумулятором может работать не более двадцати минут.
Чтобы рассчитать время автономной работы, необходимо умножить количество внутренних и внешних аккумуляторов на емкость каждого из них. Лучше всего приобретать ИБП с несколькими батареями и возможностью подключения внешних АКБ, а затем докупать дополнительные батареи. Это позволит увеличить время автономной работы до нескольких часов и предотвратить полное разряжение.
Следует учесть мощность зарядного устройства ИБПФункция работы в автономном режиме ограничена. Некоторым сетевым ИБП доступно более 20 А, что дает возможность использовать блоки емкостью 200-300 А·ч.
Ёмкость аккумуляторов увеличивают путём параллельного соединения, последовательное же соединение суммирует напряжение, что может быть необходимо для бесперебойников, не нуждающихся в постоянном напряжении 12 В. Высокомощным ИБП требуется большее напряжение цепи для качественной работы прибора.
Время автономной работы может превышать 10 часов и зависит от мощности котла, тока зарядного устройства и емкости батарей. Важно учитывать регулярность перепадов напряжения и отключений электричества. В этом случае обращают внимание на качество защитной системы от колебаний в сети.
Сроки автономной работы определяют по следующей формуле. T = Q × U / W, где:
- T — время (часы);
- Q — емкость аккумуляторной батареи (А·ч, ампер·час);
- U — ее напряжение (В, вольты);
- W — полная мощность нагрузки (Вт, ватты).
Скорость переключения на аккумулятор Видео демонстрирует скорость включения бесперебойника от батареи при сбоях электросети. Онлайн-устройства переключаются на резервное питание мгновенно, другие делают это с задержкой от 0,002 до 0,015 секунды, а иногда и несколько секунд.
Форма выходного напряженияВыходной сигнал бесперебойника, попадая в котел, влияет на его работу. Параметры электроэнергии определяют движение электродвигателей циркуляционных насосов. Блок питания низкого или среднего качества при работе от аккумулятора и с нестабильной сетью вырабатывает ток в форме меандра – неровной или модифицированной синусоиды. В результате котел будет работать неравномерно, что увеличит нагрузку на него и расход электричества.
Важно понимать форму напряжения на выходе ИБП. Она может быть аппроксимированной синусоидой или трапецией. Такие формы плохо переносятся циркуляционными насосами: это даст знать тягучий шум и работа рывками. Для насоса необходимо выбирать бесперебойник с наилучшими характеристиками, иначе насос со временем сломается.
ИБП с двойным инвертированием генерируют синусоиду, близкую к идеальной, и имеют эффективную защиту от импульсных помех сети. Модели line-interactive подходят для дорогого котла и оборудования, которое часто выходит из строя.
В сетях с высоким качеством напряжения и редко возникающими перебоями достаточно недорогого автономного источника питания без встроенной батареи.
Регулярные колебания напряжения требуют установки стабилизатора. Паспорт бесперебойника с регулятором напряжения должен содержать информацию о форме напряжения. Необходимо приобретать ИБП, имеющий эти данные.
Сквозной нольКотлы различаются по типу: фазозависимые и фазонезависимые. Для фазозависимых котлов необходим ИБП со сквозным нулем, предназначенный для котла. Фазонезависимые могут функционировать от компьютерного бесперебойника при условии чистой синусоиды выходного сигнала.
При определении значимости каждой характеристики учитывайте тип котла: газовый или твердотопливный. На месте уточните, подходит ли выбранный ИБП для газового котла.
ИБП line-interactive с правильно заданной синусоидой оптимальны по сочетанию стоимости, надежности, продолжительности эксплуатации и времени автономной работы.
Установка и эксплуатация:
- Бесперебойники размещают поблизости от отопительных систем, избегая мест с потенциально критичными условиями для функционирования ИБП.
- В руководстве указаны рекомендуемые температура и влажность — придерживайтесь этих рекомендаций.
- Проверьте состояние помещения: в нём не должны находиться взрывоопасные и легковоспламеняющиеся жидкости, пары агрессивных веществ.
- Подсоединяйте стабилизатор напряжения к отопительному агрегату проводами соответствующего сечения.
- Заземлите все оборудование.
Изучите возможности электрооборудования. Качественные приборы защищены от полного разряда батареи, перегревов, коротких замыканий и различных перегрузок. Встроенные релейные стабилизаторы обеспечивают плавную синусоиду при нестабильном напряжении.
Выводы и полезное видео по теме
Как выбрать ИБП для котла, расчет параметров:
Описание стабилизатора напряжения Volter ИБП-300 для котлов и руководство по эксплуатации.
Изучение взаимодействия источников бесперебойного питания (ИБП) и насосов отопления с использованием примера модели Powerman Smart.
Источники бесперебойного питания увеличивают срок службы котлов. Недавно ИБП использовали редко, теперь их устанавливают во многих частных домах и на предприятиях, где электроэнергия часто имеет низкое качество. Существуют оффлайновые, линейно-интерактивные и онлайновые ИБП. Оффлайновые — бюджетный вариант, который в большинстве случаев подходит. Онлайновые ИБП минимизируют вероятность поломок. Линейно-интерактивные считаются оптимальным вариантом в большинстве ситуаций.
Оставьте комментарии и задайте вопросы об этой статье. Поделитесь информацией с другими читателями.
Рассказ о процессе выбора или покупки бесперебойника будет полезен. Форма для связи находится под статьёй.