Блок бесперебойного питания в системе отопления

Опубликовал: Виктория Митина 0 4,237 Просмотров

Почему нельзя применять компьютерные ИБП для газовых котлов?

В состав системы индивидуального газоснабжения и ГВС входят сложные приборы с различным типом потребляемой нагрузки – циркуляционные насосы, элементы системы автоматики, сервоприводы, низковольтная, пусковая и иная аппаратура. Для этих элементов требуется такое же входное напряжение, как в общей сети электроснабжения, которое не может дать компьютерный ИБП, как минимум, по следующим причинам:

Почему нельзя применять компьютерные ИБП для газовых котлов?
  • Отсутствие необходимой для питания насосной аппаратуры синусоиды в выходном токе.
  • Нет требуемой фазировки для корректного срабатывания функций розжига, остановки, горелки котла в целом.
  • Минимальное время работы системы резервирования на основе компьютерных UPS – быстрое завершение работы, вред для чувствительного оборудования системы автономного отопления и газоснабжения.

Бесперебойник для газового котла: какие бывают и какой выбрать

В принципе, отличаться друг от друга источники бесперебойного питания для котла могут не по многим признакам – если быть конкретным, то всего по трем моментам. Самый главный из них – это форма выходного сигнала. В этом отношении они могут иметь либо чистый синус на выходе, либо модифицированный (так сказать, ступенчатая аппроксимация, от которой может заработать далеко не каждый отопительный котел). По большому счету, ИБП с аппроксимированной синусоидой на выходе отлично подходят для всего, чего угодно, только не для котлов и бытовой техники, в которой имеются электрические двигатели. На этот момент нужно обращать внимание в первую очередь при выборе бесперебойника для котла.

Бесперебойник для газового котла: какие бывают и какой выбрать

Следующий момент, который нельзя выпускать из виду, это тип ИБП для котла отопления. В этом отношении их можно разделить на три группы.

Бесперебойник для газового котла: какие бывают и какой выбрать

В принципе, выбирать из чего есть, но это еще не все, на что нужно обратить внимание – немаловажным фактором является мощность ИБП для котла. При ее недостатке котел попросту не запустится – как минимум для нормальной работы стандартного настенного двухконтурного котла понадобится приобрести источник бесперебойного питания с пиковой мощностью около 500Вт. Она нужна для запуска насоса.

Бесперебойник для газового котла: какие бывают и какой выбрать

Кроме всего прочего, обратить внимание нужно и на емкости используемых аккумуляторов, которые оказывают непосредственное влияние на время работы котла после отключения сетевого электричества. Как правило, стандартный ИБП не рассчитан на длительную работу – максиму до часа. В этом отношении лучше присмотреть устройство бесперебойного питания для котла с возможностью подключения внешнего аккумулятора – за счет его большой мощности время работы котла в автономном режиме можно увеличить до 10-ти часов, если не больше. Все зависит от того, сколько денег вы готовы потратить на приобретение дополнительных аккумуляторных батарей.

Зачем котлу «бесперебойник», или о целесообразности

Для нас практически всё понятно: чтобы работал котёл, нужен источник бесперебойного питания, или «бесперебойник». Но вот ведь в чём вопрос: всегда ли этот выход помогает? Нет не всегда.

Если свет отсутствует столько же, сколько присутствует, или меньше, то никакой источник резервного питания не поможет. Он попросту не будет успевать зарядиться. Есть ещё некоторые частные случаи, в которых такое устройство попросту не нужно. Но в стандартных условиях большинства домов оно порой незаменимо.

Источник бесперебойного питания (ИБП) UPS (англ. Uninterruptible Power Supply) — вторичный источник электроэнергии. Ведь для большинства потребителей ее отключение нежелательно по различным причинам.

Принцип работы ИБП основан на первоначальном накоплении электрической энергии в аккумуляторных батареях и последующей её отдаче по мере необходимости. Все процессы в таких устройствах происходят автоматически.

Важно! Надо запомнить одно правило: процесс зарядки в источниках бесперебойного питания обычно длится дольше, чем разрядка.

Для современных газовых котлов электрическая сеть необходима только для работы небольшого насоса и управления модулем автоматики. Суммарно мощность такого оборудования составляет 100-200 Вт, что эквивалентно 1-2 лампам накаливания.

Если электричество пропадает нечасто и не более, чем на 10-30 минут, то для такого котла подобрать оборудование резервного питания проще простого. И цена будет не слишком высока.

Модификации источников резервного питания

Источники бесперебойного питания могут классифицироваться по разным критериям: тип аккумуляторной батареи, способ установки (напольные или настенные), назначение, безопасность и т. д. Общепринятое деление на виды осуществляется по принципу работы. ИБП делятся на три основных класса:

  • линейные или офф-лайн (Off-Line);
  • линейно-интерактивные (Line-Interactive);
  • двойного преобразования или он-лайн (On-Line).
Читайте также:  Максимальный часовой расход газа для частного дома

Каждая модификация источников резервного питания имеет свои преимущества и недостатки, которые определяют условия эксплуатации для каждого вида оборудования.

Линейные

Линейные ИБП относятся к бюджетной серии устройств данного типа. В их конструкцию не входит стабилизатор или автотрансфрматор. Они работают в заданном диапазоне напряжения от 170 до 270В. При скачках электроэнергии за граничные пределы заданного интервала происходит переключение питания с сети на аккумуляторную батарею.

Из-за отсутствия блока стабилизации выходное напряжение имеет такую же нестабильную синусоиду, как и входное. Это приводит к сбоям в работе электрооборудования газового котла. Время переключения питания составляет 15 мс в одном или другом направлении. Выбирая офф-лайновые источники бесперебойного питания, следует учитывать, что интенсивные перепады напряжения отечественных электросетей, особенно в зимнее время, оказывают негативное воздействие на устройство. Данный факт сокращает срок эксплуатации ИБП в несколько раз.

Совет. Off-Line источники резервного питания не приспособлены для работы в комплексе с генераторными установками, работающими на дизельном или бензиновом топливе.

Линейно-интерактивные

Основное отличие линейно-интерактивных ИБП от линейных является наличие в конструкции оборудования стабилизатора напряжения или автоматического напряжения. Данные модули способствуют выравниванию синусоиды напряжения до оптимальных параметров. Это обеспечивает работу газового котла в штатном режиме и продлевает срок эксплуатации. Крайние границы напряжения, при которых источник резервного питания работает в холостом режиме, равны 170 и 270 В. Переключение питания с АКБ и обратно осуществляется в автоматическом режиме.

Модификации источников резервного питания

Из практического опыта специалисты отмечают некорректную работу некоторых моделей устройства с генераторами бензинового или дизельного типа. Конструкция агрегата предусматривает подключение внешних аккумуляторных батарей.

Двойного преобразования

Источники бесперебойного питания типа On-Line, в отличии от двух других видов, имеют более сложную принципиальную схему работы и подключения. В конструкции аппарата предусмотрен инвертор двойного преобразования электрического тока.

Принцип работы устройства заключается в следующем. Входное переменное напряжение 220 В от электрической лини инвертируется в постоянное 12 В или 24 В, в зависимости от модификации газового оборудования. В результате чего синусоидальный сигнал выпрямляется до стабильного значения, которым обладает постоянный ток.

На втором этапе стабилизированное постоянное напряжение инвертором преобразовывается обратно в переменное напряжение 220 В со стабильной частотой 50 Гц. ИБП двойного преобразования работают в диапазоне 110 – 300 В. Работа устройства в режиме он-лайн обеспечивают стабильную работу газового котла при заниженном или завышенном напряжении, не переключая питание на аккумуляторную батарею. Это способствует продлению срока эксплуатации АКБ до ее замены.

По типу монтажа приборы выпускаются двух типов: настенный и напольный

Совет. Источники бесперебойного питания On-Line полностью совместимы для работы в комплексе с генераторными установками, работающими на дизеле или бензине.

Аккумулятор

Во время выбора ИБП стоит обращать внимание на емкость аккумуляторной батареи. От ее параметров зависит время работы газового котла от источника резервного питания. При отключении электричества на продолжительное время АКБ, которой оснащен ИБП должен обеспечить бесперебойную работу котла до 10 часов. При наличии возможности подключения внешнего аккумулятора необходимо следить за тем, чтобы батареи были одинаковой емкости.

Монтаж готового ИБП

Бесперебойник для котла отопления установить несложно. Для этого необходима индикаторная отвертка и розетка. В первую очередь следует определить выходную фазу прибора, выполнив следующие действия:

  1. Включить ИБП в автономном режиме, приложив индикатор напряжения.
  2. Подсоединить прибор к электросети и снова проверить. Если никаких изменений нет, то приступают к подключению котла.
Монтаж готового ИБП

После этого следует еще раз протестировать уровень напряжения, при этом теплоисточник должен находиться в режиме работы без пламени.

При наличии источника бесперебойного питания, система отопления будет в безопасности, ведь лучше потратиться на его приобретение, чем потом полностью менять дорогостоящую систему отопления.

Правила как выбрать ИБП

При выборе источника бесперебойного питания учитывают:

  • Тип и номинал напряжения. Выходное переменное напряжение с ИБП может быть однофазным (220 В) и трехфазным (380 В). инверторные устройств обеспечивают на выходе постоянное напряжение с номиналами 12, 24, 48 и 60 В.
  • Мощность нагрузки. Подсчитывается суммированием мощностей подключаемых приборов с запасом в 20–30%.
  • Длительность работы в автономном режиме. Зависит от емкости АКБ.
  • Схему построения (резервные, интерактивные, с двойным преобразованием). Определяется особенностями нагрузки (чуткостью к перепадам и пр.).
  • Габариты и способ установки (напольные, навесные, встраиваемые).

При планировке ИБП для умного дома необходимо обратить внимание на систему мониторинга и возможность синхронизации устройства с ПК (разъемы, программное обеспечение, расширения).

Правила как выбрать ИБП

Общие правила выбора ИБП показаны в видео:

Рассчет и отличия по их типу

Перед тем, как рассчитать ИБП, необходимо собрать максимум данных о нагрузке.

При расчете ИБП важнейшим параметром является мощность. Она зависима от коэффициента мощности нагрузки, которая может быть индуктивной и емкостной. К первой относится оборудование с электродвигателями (насосы, кондиционеры, холодильники, вентиляция), а под второй подразумевают «пассивную» электронику (компьютеры, серверы, телевизоры, пр.). Коэффициент мощности индуктивной нагрузки приравнен к единице, а у емкостной находится в пределах 0,8–0,9.

Пример: ИБП мощностью 10 кВт планируют нагрузить компьютерным оборудованием. 10Х0,8=8 кВт. В итоге суммарная мощность компьютеров не должна превышать восьми киловатт.

Правила как выбрать ИБП

Расчет мощности бесперебойника с помощью онлайн счетчика редко выдает точные цифры по причине недостачи данных. Так, при блоке питания в 450 Вт, в реальности компьютер может потреблять не более 120. В то же время некоторые нагрузки могут включаться периодически (холодильник, кондиционер на обогреве), что вызывает необходимость в пересчете мощности за реальный период работы.

Читайте также:  Как правильно рассчитать расход газа на отопление дома 100 м2

Емкость аккумулятора ИБП высчитывают по формуле: 100*t*P, где t – время автономной работы в часах, а P – мощность нагрузки, * — символ умножения

Основные типы ИБП и их отличия представлены в таблице №1.

Таб. №1

Тип Отличительные особенности
Off-line (резервные) Рассчитанные на простейший переход питания с сети на аккумуляторы
Line-interactive (интерактивные) Содержат стабилизатор и переводят нагрузку на питание от АКБ когда параметры входного напряжения приближаются к критическим. Более быстрые, чем резервные, но проигрывают в КПД
On-line (с двойным преобразованием) Переменное напряжение преобразуется в постоянное и снова в переменное. Постоянная работа аккумулятора гарантирует мгновенный переход в автономный режим.
Правила как выбрать ИБП

Схемы подключения

Схемы подключения источников бесперебойного питания дают визуальное представление о принципе работы устройств различных видов.

Рис. 1. Схема реализации резервного питания

Рис.2 Схемы работы интерактивного источника бесперебойного питания в нормальном и аварийном режимах

Правила как выбрать ИБП

Рис. 3 Схемы подключения ИБП с двойным преобразованием в нормальном и аварийном режимах

Виды современных ИБП

Автоматика и блоки управления газового оборудования требуют высококачественного электричества, поэтому к выбору блока аварийного питания нужно подходить очень ответственно. Бесперебойник для газового котла имеет в своём составе аккумуляторную батарею и систему переключения на аварийное питание.

При отключении или большом изменении параметров основного напряжения осуществляется мгновенный переход на питание от аккумулятора. Блоки энергоснабжения, обеспечивающие функционирование оборудования от аккумулятора, могут иметь разную конструкцию и принцип действия.

Обычно для отопительных систем применяются следующие блоки питания:

Виды современных ИБП
  • Резервные источники (Off-line);
  • Линейно-интерактивные (Line-Interactive);
  • ИБП двойного преобразования (On-line).

Резервные ИБП (Off-line)

Резервные питающие устройства представляют собой большую группу недорогих приборов, которые обеспечивают только переход на аккумуляторную батарею без выравнивания параметров сетевого напряжения. Они состоят из выпрямителя, преобразователя, аккумулятора и устройства переключения. В безаварийном режиме электронный блок управления отопительного оборудования и насос получают питание от сети напрямую. При отключении основного питания коммутатор подключает запасное питание через инвертор-преобразователь.

ИБП такой конструкции отличается невысокими эксплуатационными параметрами:

  • Нет стабилизации сетевого напряжения;
  • Большое время переключения;
  • Форма напряжения соответствует сети.

Эта группа устройств отличается низкой стоимостью, но наименее надёжна.

Линейно-интерактивные

Виды современных ИБП

Линейно-интерактивный источник бесперебойного питания для котла отопления отличается от резервного ИБП наличием встроенного стабилизатора. Если в системе питания Off-line переход на аккумулятор осуществляется даже при малых скачках напряжения на входе, то интерактивный источник за счёт стабилизатора может работать при достаточно больших колебаниях напряжения, поэтому его надёжность выше.

Основные параметры:

  • Напряжение сети выравнивается стабилизатором;
  • Большое время перехода на резерв;
  • Продолжительный период работы;
  • Форма выходного сигнала может быть ступенчатой.

Источники питания двойного преобразования (On-line)

Источник аварийного питания с системой двойного преобразования (On-line) имеет принципиальные конструктивные отличия от двух предыдущих устройств.

В этом приборе осуществляется преобразование переменного тока в постоянный и вторичное преобразование постоянного в переменный ток. При этом пониженное постоянное напряжение заряжает аккумуляторную батарею, которая подключена к входу второго инвертора. В случае пропадания сетевого напряжения, не требуется время на подключение аккумулятора, поскольку он постоянно находится на линии (On-line).

Характеристики этого устройства намного выше параметров резервного и линейно-интерактивного ИБП.

Виды современных ИБП

Основные характеристики:

  • Практически идеальная синусоида на выходе;
  • Мгновенное включение резерва;
  • Стабилизация напряжения и частоты;
  • Высокая стоимость.

ИБП двойного преобразования единственное устройство, которое выдаёт чистую синусоиду вместо аппроксимированной (ступенчатой) кривой и поддерживает стабильную частоту. Для некоторых электронных устройств (например, газовый котел) это может быть очень важно.

Как выбрать бесперебойник для дома

ИБП в домашних условиях используется не так часто, как, например, в офисе или на производствах. Возможно, потому что дома мы редко работаем с особо важными данными, нарушение целостности или потеря которых могут привести к значительным убыткам. Да и качество напряжения в сети за последние несколько лет заметно улучшилось. Наиболее актуальными ИБП остаются в частном секторе, где напряжение по-прежнему может колебаться в значительных диапазонах, особенно с наступлением холодов. В любом случае дорогостоящую и чувствительную технику лучше заранее обезопасить от скачков напряжения и от внезапного отключения, а о том, как выбрать ИБП для разных приборов, мы расскажем далее.

ИБП для компьютера

ПК — наверное, самое популярное устройство, которое обычно стремятся защитить от неожиданных выключений пользователи. Здесь актуально использовать два типа — резервный или линейно-интерактивный. Но все же, перед тем как выбрать бесперебойник для компьютера, сначала нужно провести немного исследований. Во-первых, надо выяснить, на сколько и как часто может скакать напряжение в сети. Если это происходит слишком часто, то после покупки более дешёвого и простого резервного ИБП есть вероятность, что постоянные переходы в режим батареи быстро износят её и приведут к замене. Поэтому лучше посмотреть в сторону линейно-интерактивных моделей. Во-вторых, надо вычислить количество подключаемого оборудования и общую мощность. Количество устройств определяется количеством выходных разъёмов на ИБП, а мощность, соответственно, номинальной мощностью. Рекомендуется подбор этого параметра источника бесперебойного питания на 20-30% больше, чем действительная суммарная мощность всех подключаемых приборов. Смысла брать дорогой ИБП с большим сроком автономной работы нет. Предел у этих значений не так уж высок. 3-5 минут будет вполне достаточно, чтобы безопасно завершить работу любой современной операционной системы.

Читайте также:  Выбор незамерзающей жидкости для отопления частного дома

Источник бесперебойного питания для котла

Наиболее оптимальным решением для котлов отопления будет выбор ИБП с двойным преобразованием. Дело в том, что котлы очень чувствительны к качеству входного напряжения, и желательно поставлять им чистый синус. Мощность специалисты рекомендуют брать примерно в 2-3 раза больше мощности котла.

Для котлов есть специальные, уже оптимизированные для такой работы ИБП

Это связано с тем, что при запуске значения пусковых токов могут значительно превышать номинальные. Что касается длительности, то тут всё зависит от чистоты напряжения в доме и периодичности, а также длительности отключений. Если напряжение очень часто находится вне границ допустимых значений, то ёмкость батарей лучше выбрать побольше. То же самое — в случае длительных и частых отключений электроэнергии.

Как правильно выбрать и подключить ИБП

На какие параметры следует в первую очередь обратить внимание при выборе бесперебойника для газового котла? Давайте рассмотрим их все по порядку. Начнем с самых важных:

  1. Рассчитываем мощность ИБП

    Для того, чтобы определиться с этим параметром нужно сложить электрическую мощность всех приборов, которые будут от него питаться: газовый котел, циркуляционные насосы и т.п. Следует учесть, что пусковые токи могут в 3 раза превышать номинальные, поэтому потребляемую мощность каждого насоса нужно смело умножить на 3. Полученную сумму умножаем на 1,2-1,3 в результате и получим необходимую мощность источника бесперебойного питания.

  2. Определяем необходимое время автономной работы

    Вспомните, как часто у вас пропадает электропитание и как долго его нет? В соответствии с этими данными планируем максимальное время автономной работы и приобретаем соответствующее количество аккумуляторных батарей.

  3. Выбираем тип АКБ

    Для газовых котлов подойдут батареи изготовленные по технологии AGM и AGM GEL. Многие спрашивают, можно ли подключать к ИБП для газового котла автомобильные аккумуляторы? Использование стартерных автомобильных АКБ крайне не желательно. Они рассчитаны на кратковременную нагрузку для пуска двигателя. При длительном нахождении в рабочем состоянии они быстро выйдут из строя, плюс ко всему они боятся глубокого разряда. Еще один их минус в том, что электролит находится в жидком состоянии и велика вероятность испарений, что крайне не желательно в жилых помещениях.

Итак мы выбрали подходящий ИБП и необходимое количество аккумуляторных батарей к нему, теперь можно смело переходить к подключению всего комплекта к газовому котлу. Установку источника бесперебойного питания нужно производить в чистом, не пыльном помещении вдали от источников влаги. Бесперебойник не следует чем либо накрывать, чтобы не мешать работе его системы охлаждения.

При наличии одной батареи ее плюсовая клемма подсоединяется к плюсовой ИБП, минусовая к минусовой соответственно. При наличии нескольких АКБ они соединяются последовательно: плюс каждой батареи соединяется с минусом соседней, свободные клеммы на АКБ подключатся к соответствующим разъемам бесперебойника.

Основные виды ИБП, особенности применения

Периодические внезапные отключения электроэнергии стали обычным явлением в нашей жизни. К сожалению, такие скачки напряжения существенно сокращают жизнь бытовой техники, приводят к потере электронных данных.

Избежать неприятных последствий помогают источники бесперебойного питания. Современный рынок представляет широкий ассортимент этих приборов. Принцип работы весьма прост: устройство включают в электросеть, а к нему подключают бытовые приборы. Если сеть функционирует нормально, бесперебойник только накапливает энергию. При пропадании электроэнергии в работу включается ИБП.

ИБП бывают следующих видов:

• Резервный ИБП. Подходит для офисной техники, компьютеров, бытового применения. КПД около 99%. Это хороший источник бесперебойного питания. Цена вполне доступная. К сожалению, такие бесперебойники работают не только при отключении электричества, но и при изменении его параметров, поэтому износ аккумуляторной батареи увеличивается. В этом случае можно предложить использовать дополнительный внешний источник питания.

• Линейно-интерактивные ИБП. Работают только в случае полного отключения питания. Их можно применять для офисного оборудования, отопительных котлов, вычислительной техники.

• ИБП с двойным преобразованием. Это самый дорогой источник бесперебойного питания. Цена его превышает 50 тыс. рублей, но он того стоит. ИБП с двойным преобразованием доводят показания сети до отличных параметров. Время переключения при сбоях — меньше 1 мс. Используются они для питания медицинской техники, серверов, высокочувствительного оборудования.