Ибп для системы отопления

Время чтения: 4 минуты Нет времени?

Отправим материал вам на e-mail

Котел отопления в зимний период – это ключевая вещь во всем доме, особенно если он частный и расположен за пределами города. А значит, быстрая помощь в случае поломки или отключения света прийти не сможет. Для того, чтобы себя обезопасить от подобных неприятностей, стоит позаботиться о запасном источнике тока при перепадах напряжения в сети или отключении света. С этим отлично справляются бесперебойники для котлов отопления.

Источники бесперебойного питания котлов отопления

Предназначение

ИБП обеспечит котлу дополнительный источник питания, но он далеко не всегда сможет решить все проблемы по гарантированию резервного источника питания. Важно запомнить, что генератор заменить он не сможет, и если существует ситуация, что период отсутствия света равняется времени, когда он есть, то бесперебойник нормально работать не сможет, так как заряжается он дольше, чем разряжается. Есть еще ряд специфических случаев, когда он не поможет.

При постоянных непредвиденных ситуациях ИБП – это вещь полезная и необходимая. Его назначение – обеспечивать постоянное напряжение в заданных рамках, а если часто непредвиденно отключают электроэнергию, или случаются перепады, то это устройство всегда выручает в таких форс-мажорных ситуациях.

Пока отсутствует электричество в вашем доме все равно тепло

Принцип работы

Функционирование как вспомогательного источника питания возможно, так как ИБП может накапливать энергию во время зарядки, а потом отдавать ее по мере необходимости. Конструкция аппарата подразумевает автономность и минимум настроек: его нужно только подключить к котлу. Бесперебойник для газовых котлов отопления, которые сейчас больше всего распространены, необходим только для поддержания работы насоса, потребление которого минимальное. Эта цифра колеблется в пределах 100-200 Вт. Существенно влияет аккумулятор для ИБП, от которого в полной мере будет зависеть период его функционирования при отключении энергоснабжения.

Аккумулятор для ИБП

Видео: принцип работы ИБП

Как все работает?

Чтобы ИБП работал в номинальном режиме, для него тоже необходим источник питания в виде батареи на 12 В с блоком зарядки. Чем больше емкость батареи, тем дольше она сможет поддерживать автономность. В нормальных условиях это устройство отключено и накапливает энергию в своих аккумуляторах. Из сети напряжение идет напрямую на нужды котла, минуя ИБП. Как только аккумуляторы полностью заряжаются, энергия проходит сквозь них транзитом. Если же напряжение в сети пропадает, прибор начинает черпать энергию из аккумуляторов, и происходит обратный процесс. Из батареи ток преобразуется к необходимым параметрам для питания котла. Оно сможет позволить продолжить работу источнику тепла и другим электроприборам, которые к нему подключены.

Принцип работы ИБП

Типы ИБП

Есть два типа бесперебойников:

• оффлайновые;
• онлайновые.

Относительно первого типа, у них меньше внутреннее напряжение, для их функционирования необходимо от 1 до 4 батарей. Срок переключения на них будет длиться от 4 до 10 мс. В случае, если котел не имеет автоматизированной системы включения после появления напряжения в сети, данный тип не подойдет. Он дешевле, так как сама стоимость блока невысокая, и требуется меньше батарей для его функционирования. Но в таком случае необходимо купить еще одной устройство, а именно: стабилизатор напряжения. Этот тип чаще всего применяется для твердотопливных котлов и циркуляционных насосов в других типах.

Оффлайновый ИБП для котла и циркуляционного насоса

Второй тип имеет нулевое время переключения на ресурсы АКБ, в них присутствует двойное преобразование, хорошо выражена функция стабилизации. Они в большей мере приспособлены к газовым и дизельным источникам тепла. Такой тип дороже и способен надежно защищать компоненты отопительной системы.

Онлайновый ИБП со стабилизацией напряжения

Подбор производительности

Чтобы правильно выбрать мощность бесперебойника для котла, необходимо подсчитать мощность всех устройств, которые будут обеспечивать стабильную работу отопительной системы. Сюда включаются насосы и автоматика. Суммировав все эти показатели, можно выйти на искомую мощность ИБП. Но лучше для надежности подстраховаться и искать прибор с мощностью на 20-30% выше необходимой, она поможет в период пиковой нагрузки, которая наверняка произойдет во время пуска.

В среднем насос котлов потребляет не больше 150 Вт, а значит, потребуется аппарат с мощностью 300 Вт. При двойной комплектации насосами этот показатель повышается на 400-500 Вт.

ИБП своими руками

Если вы на «ты» с электротехникой, то стоит попробовать собрать бесперебойники для котлов отопления своими руками. Но не обнадеживайтесь: чаще всего самодельные приборы все же уступают по качеству и надежности, а также другим показателям промышленным образцам. Если всю схему сделать своими руками, то получится также экономия:

• когда брать готовые элементы и их монтировать, то порядка 30% экономии;
• при самостоятельной сборке из отдельных деталей получается порядка 70%.

Чтобы собрать бесперебойник для котла отопления своими руками, необходимы такие компоненты:

• Источник питания от сети с большим КПД и желательно импульсного типа. Напряжение должно быть 28,8 В на 50 А. Оно позволит подключить АКБ без переходников, напрямую. А также гарантирует полный и регулярный заряд.
• Обычный аккумулятор от автомобиля на 12 В.
• Инверторы с характеристиками менандр на выходе 310 В и 200 Ач.
• Резонансный фильтр высших гармоник. Его собирают самостоятельно.

ИБП своими руками

Большинство компонентов, кроме последнего, можно купить в специализированных магазинах радиодеталей. Соединить их следует согласно со схемой:

Электрическая схема ИБП

Аппарат такого типа может быть задействован в разных схемах, а не только для котла. При этом нужно лишь соблюдать нормальный баланс мощности.

Выводы

Если вы живете в загородном доме и имеете автономную систему отопления, которая функционирует при помощи котла отопления, то без резервного источника энергоподачи не обойтись. Если отключения длительностью не отличаются и период без света значительно меньше, чем с ним, то отличным вариантом станет подключение к котлу ИБП. Он работает не в одиночку, а с АКБ, и чем больше их количество, тем более длительный срок сможет функционировать система. При выборе ИБП стоит обратить внимание на его тип, так как не все одинаково «полезны» для конкретного вида котла.

Видео-обзор о выборе ИБП для котла отопления

Экономьте время: отборные статьи каждую неделю по почте

Работа современных систем отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя напрямую зависит от подачи напряжения в электрическую цепь теплового агрегата.

При аварии в питающей электросети обесточивается насос отопления и котловая автоматика, что приводит к остановке котла ГВС.

Чтобы защитить автономные системы ГВС от внезапных отключений электросети, используются резервные источники питания. Наиболее популярны у владельцев «автономок» источники бесперебойного питания (ИБП).

Преимущества бесперебойников для питания циркуляционных насосов

Нетрудно представить, к каким неприятным последствиям приведет замерзание воды в системе зимой. Одна только замена лопнувших труб и радиаторов обойдется владельцам в «копеечку».

Вывести из строя котельную электронику способны параметрические сбои в электросети. Это падение напряжения до 160–170 В (в однофазных агрегатах) в период пиковых нагрузок энергопотребления, скачки амплитуды и девиации переменного тока частотой 50 Гц.

Конструкция ИБП или UPS (Uninterruptible Power Supply) представляет собой устройство с аккумуляторной батареей и преобразователем типа DC – AC (постоянный ток → переменный ток). Процессом инвертирования бесперебойника управляет микроконтроллер с кварцевым генератором.

От других альтернативных источников ИБП отличает:

• компактность устройств, что позволяет производить изделия в настольном/напольном исполнении;
• простота подключения и эксплуатации, бесшумность работы всей модельной линейки бесперебойников;
• относительная дешевизна большинства товарных позиций;
• базовая защита электродвигателя и электроники автономной системы ГВС;
• отсутствие расходов на техническое обслуживание в процессе использования;
• продолжительный срок эксплуатации (с подзарядкой батарей): от 3–5 лет и более;
• минимальная временная пауза или отсутствие таковой при переключении «резервное питание ↔ сеть»;
• практически синусоидальная форма выходного напряжения с минимальными искажениями;
• возможность изменения частоты и напряжения на подключаемой нагрузке.

Виды ИБП

Источник бесперебойного энергоснабжения, в зависимости от поддерживаемых опций, осуществляет следующие функции:

• автоматическую коммутацию на питание от аккумуляторной батареи (АКБ) в экстренных ситуациях;
• инвертирование постоянного DС напряжения (12 В) в требуемое переменное (220 В) с корректировкой частоты 50Гц;
• сглаживание скачков напряжения и фильтрацию сетевых помех продолжительностью 10–100 мс;
• стабилизацию «транзитного» сетевого напряжения в штатном режиме.

Справка! Переключение питания насоса отопления на аккумулятор, преобразование напряжения и фильтрацию сетевых помех выполняют все ИБП/UPS. Стабилизацию напряжения производят только устройства, оснащенные блоком-стабилизатором.

Существуют три вида источников бесперебойного питания, которые используются и для работы с циркуляционными насосами отопительных систем.

Резервные

Простейшие бюджетные модели обеспечивают только переход на запасное питание. В обычном режиме напряжение сети уходит непосредственно в котел без стабилизации, пройдя один пассивный фильтр защиты от импульсных помех.

Фото 1. Резервный бюджетный бесперебойник может обеспечить только переход на запасное питание.

В случае отключения питания сети, выхода параметров за значения диапазона, коммутатор за 4–12 мс подключает штатную АКБ. Постоянное напряжение батареи сначала поступает на электрический преобразователь, где оно становится переменным, а затем повышается до требуемых 220 В.

Наиболее эффективные отопительные системы работают с помощью устройств, обеспечивающих постоянный ток теплоносителя по трубам. Такие приборы не могут функционировать без подключения к электроэнергии. Поэтому очень важно соединять их с источником бесперебойного питания для циркуляционного насоса отопления. При его остутсвии в момент обесточивания сети система перестанет функционировать.

ИБП является многокомпонентным устройством. Оно призвано поддерживать стабильную подачу электроэнергии присоединенным потребителям. Устройство состоит из следующих элементов:

• Инвертор.
• Аккумуляторная батарея.
• Стабилизатор напряжения.

При незапланированном отключении электроэнергии внутри прибора происходит переключение на инвертор. Это позволяет трансформировать запасенную в аккумуляторе энергию в переменный ток. Переход мгновенный, поэтому подключенные потребители продолжают нормально функционировать. После появления электроэнергии в основной сети преобразователь отключается и начинается зарядка батареи.

Стабилизатор устанавливается в ИБП для сглаживания скачков напряжения, которые нередко случаются в сети частного дома. Фактически этот компонент устройства обеспечивает защиту собственной АКБ и насоса. В магазинах можно найти приборы, которые имеют на борту сетевые фильтры. Эти элементы предохраняют систему от воздействия электромагнитных импульсов.

Качественные ИБП также оснащаются вентиляторами охлаждения. Они продлевают бесперебойную работу устройства, но при этом могут создавать акустический дискомфорт. Циркуляционные насосы могут запитываться от различных моделей приборов. Самыми эффективными считаются резервные ИБП, линейно-интерактивные и двухниверторные.

Они считаются аварийными. В норме они пропускают через себя ток из сети и передают его потребителям. При отключении централизованного энергоснабжения такие ИБП для насоса отопления автоматически переключаются на снабжение от батареи. При этом в действие вступает преобразователь напряжения. В результате ток повышается и становится переменным.

К плюсам резервного устройства можно отнести следующее:

• Высокая производительность.
• Минимизация шума.
• Небольшое выделение тепла.
• Демократичная цена.

Есть у таких приборов несколько недостатков. Они слишком долго переключаются на питание от аккумулятора, искажают форму импульсов. У них нет функции изменения частоты тока. В резервных источниках бесперебойного питания для насоса отопления нет функции стабилизации напряжения. Блокировка помех в них осуществляется с помощью пассивных фильтров.

Главное отличие таких устройств от резервных ИБП заключается в наличии стабилизатора. Без него сглаживание скачков напряжения невозможно. Его изготавливают по простейшей схеме. При изменении тока на входе коммутатор автоматически подключает обмотку трансформатора. В итоге потребитель получает напряжение, которое минимально отличается от требуемого. Также в таких приборах имеется инвертор и пассивный фильтр.

К плюсам таких устройств относятся:

• Высокий КПД.
• Полная тишина.
• Возможность выравнивания показателей тока.

К сожалению, недостатков у таких ИБП для циркуляционного насоса отопления больше, чем плюсов:

• Подключение батареи происходит слишком медленно.
• Они не могут похвастаться высокой точностью.
• Трапециевидная форма сигнала.
• Наблюдаются отклонения по частоте тока на выходе.

Конструкция такого аккумулятора для циркуляционного насоса сильно отличается от других приборов. В нем имеется 2 инвертора. Первый выполняет роль выпрямителя и направляет часть энергии в АКБ. Второй занимается преобразованием тока из переменного в постоянный.

У аккумуляторного устройства есть 2 функции. При повышенном напряжении в сети он хранит избыток энергии. Как только наблюдается нехватка тока, батарея начинает отдавать накопленные запасы. Управление всеми элементами ИБП осуществляет микроконтроллер, имеющий кварцевый генератор. Этот компонент обеспечивает точность частоты тока и напряжения.

К достоинствам таких приборов относятся:

• Возможность работы в широком диапазоне напряжения в сети.
• Отличная стабилизация.
• Мгновенное переключение на батарею.
• Номинальные частоты.
• Исключение помех.
• Сохранение формы сигнала.

Недостатков у инверторных ИБП всего 2: высокая цена и фоновый шум от работы вентилятора. Такие устройства на сегодняшний день считаются идеальным вариантом для систем отопления, включающих циркуляционные насосы.

Выбирая резервные батареи для отопительной системы, следует учитывать ряд характеристик. Они напрямую влияют на срок службы и эффективность этих устройств. К ним относятся:

• Мощность мотора.
• Емкость АКБ.
• Длительность работы без сети.
• Подключение внешних АКБ.
• Диапазон напряжения на входе.
• Время переключения на АКБ.
• Форма сигнала на выходе.

Чтобы определить необходимую мощность ИБП, нужно посмотреть, какую реактивную нагрузку дает имеющийся насос. Эту информацию можно почерпнуть из документации к прибору. Производительность насоса указывается в ваттах. Имеющееся число следует разделить на Cos ϕ. Полученный результат умножается на 3. При отсутствии косинуса фи в документации мощность двигателя следует делить на 0,7.

Емкость батареи определяется временем бесперебойной работы системы при отсутствии тока в основной сети. Как правило, у встроенных аккумуляторов это значение небольшое. Чем компактнее устройство, тем меньше емкость. В тех случаях, когда ИБП придется работать в условиях частых отключений электроэнергии, тогда нужно выбирать приборы, допускающие возможность подключения внешних АКБ.

Диапазон входного напряжения должен составлять ±10%. Проще говоря, устройство должно работать как при 198, так и при 242 вольт. Здесь следует учитывать, что в сельской местности могут наблюдаться большие скачки питания. Поэтому при покупке прибора рекомендуется провести неоднократные замеры тока в течение 24 часов.

Напряжение на выходе не должно отличаться от требуемого насосом больше чем на 10%. А вот форма сигнала должна быть максимально близкой к гладкой синусоиде. Такие показатели имеет только один вид ИБП — инверторный.

Многие люди пытаются подключить циркуляционный насос к автомобильному аккумулятору или компьютерному бесперебойнику. Этого делать нельзя. Дело в том, что у ИБП, предназначенных для ПК, форма напряжения на выходе имеет вид прямоугольных зубцов. Это вызовет чрезмерный нагрев насоса.

Что касается аккумуляторов от автомобилей, то они имеют иной цикл заряда и разряда, который зависит от толщины расположенных внутри пластин. При их использовании ИБП будет считать, что аккумулятор постоянно не до конца заряжен. Это приведет к значительному снижению сроков автономной работы и приведет к уменьшению сопротивления. В итоге электролит в батарее может закипеть. К тому же не стоит забывать о том, что автомобильные аккумуляторы можно использовать только в помещениях с очень хорошей вентиляцией.

Нередко покупатели недовольны работой приобретенных ИБП. Вероятнее всего, причиной этого стали ошибки, допущенные при выборе устройства. Например, при вычислении времени автономной работы человек взял за основу не емкость аккумулятора, а мощность насоса.

Иногда покупатель видит на приборе маркировку LT и надеется, что дополнительные батареи входят в комплект поставки. Это не так. Такое обозначение указывает на то, что аккумуляторы не входят в стоимость прибора. Их нужно докупать отдельно. Более того, без внешних АКБ устройство работать не будет.

Некоторые люди приобретают ИБП от неизвестных и даже сомнительных производителей. Это пустая трата денег. Обычно такие приборы не способны справляться с нагрузкой, поэтому следует воздержаться от подобных покупок. Лучше обратить внимание на продукцию брендов, успевших зарекомендовать себя: Fiamm, Delta, CSB, AQQU, Inel.