Установка отопительного оборудования в жилых помещениях требует подачи электрического питания. Отключение централизованного энергоснабжения при низкой температуре окружающего воздуха приводит к прекращению циркуляции и повреждению магистралей замерзшей жидкостью. Применение ИБП для газового котла позволяет обеспечить работу оборудования при нарушении подачи электроэнергии.
Источник бесперебойного питания, или электрогенератор
В качестве источника резервного питания используется генератор с приводом от двигателя внутреннего сгорания или специальный аккумулятор, установленный в блоке бесперебойного питания. Генератор обеспечивает подачу электроэнергии в течение нескольких часов (время работы зависит от вместимости топливного бака и мощности подключенного нагрузки).
Но необходимо оборудование установить в отдельном вентилируемом помещении и предусмотреть модуль автоматического запуска, срабатывающий при пропадании напряжения во внешней сети.
Дополнительным недостатком является сложность пуска бензинового мотора в зимнее время. Владельцу необходимо предусмотреть обогрев оборудования и установить вспомогательную батарею для работы стартера. Электрические машины стандартного типа генерируют ток с искаженной синусоидой, что вызывает сбои при работе электроники.
Использовать для питания отопительного котла стандартный компьютерный блок питания недопустимо. Встроенные элементы не обеспечивают длительной работы компонентов, замена АКБ на изделия с увеличенной емкостью проблемы не решает. Компьютерный бесперебойник оснащается стабилизатором, строящим синусоиду по методу аппроксимации. Сформированный переменный ток не подходит для питания отопительного оборудования, работающего на газу.
Для оборудования котельной используется специальное устройство с вынесенными аккумуляторами напряжением 12В. Конструкция установки позволяет заменять источники тока или устанавливать батареи с увеличенным рабочим током и емкостью.
Встроенный электронный блок преобразует постоянный ток в переменный, переключение на резервное питание происходит практически мгновенно.
При включении внешнего питания происходит автоматическая зарядка элементов, контроллер не допускает подачи повышенного зарядного тока, разрушающего свинцово-кислотные аккумуляторы.
Виды ИБП
Оборудование разделяется на 2 категории по конфигурации кривой тока в выходной цепи:
- чистая синусоида;
- псевдосинусоида (кривая, максимально приближенная к синусоиде).
Недостатком первого типа изделий является повышенная стоимость, но сформированное напряжение не оказывает негативного влияния на электронные блоки газового котла. При подаче псевдосинусоидального напряжения возможна регистрация ошибки, которая переводит нагревательный узел в режим аварийной работы или отключает подачу питания.
В конструкции оборудования используются циркуляционные насосы с асинхронным электроприводом Grundfos UPS, которые начинают перегреваться и гудеть при нарушении синусоиды напряжения.
Необходимо учитывать наличие в котле дополнительной помпы типа Grundfos УПС, которая обеспечивает перекачку жидкости внутри резервуара. При повреждении насоса нарушается теплообмен, что приводит к прогоранию трубок.
Устройство бесперебойного питания должно выдерживать повышенный пусковой ток (двух- или трехкратный от номинального значения). Если в цепи отопления имеется дополнительное электрическое оборудование, то оно подсоединяется к цепи бесперебойного питания.
Бесперебойные устройства делятся на 3 типа по схеме стабилизации:
- Линейное оборудование, не оснащенное стабилизацией напряжения, которое идентично параметрам синусоиды во входной и выходной цепях. Изделие поддерживает режим аварийного отключения от внешней сети питания и автоматический переход на подачу тока от батарей. В конструкции предусматривается инверторный модуль для формирования синусоидального тока, для переключения режимов работы используются реле.
- Линейно-интерактивный, оборудованный упрощенным стабилизатором, снижающим периодичность переключения рабочих режимов. Лучшие модификации обеспечивают питание внешнего оборудования на протяжении 9-10 часов. Недостатком изделий является кратковременный перерыв подачи питания, происходящий в момент срабатывания реле.
- Оборудование с дублированным преобразователем, поддерживающее стабилизацию напряжения в выходной цепи. Электронный модуль преобразует переменное напряжение в постоянное, а затем выполняет обратную конвертацию.
За счет двойной обработки достигается сглаживание синусоиды. Конструкция части устройств допускает подсоединение бензиновой генераторной установки, обеспечивающей подзарядку аккумуляторов через встроенный выпрямительный модуль.
Расчет мощности ИБП для газового котла и системы отопления
Информация о мощности указывается на заводских наклейках или приводится в технической документации.
Значения складываются, а затем увеличиваются в 3 раза (запас тока на пуск оборудования). Например, для котла мощностью 150 Вт с тремя 50-ваттными насосами потребуется бесперебойное утройство мощностью (150+50*3)*3=0,9 кВт. Оборудование с пониженными параметрами будет работать с перегрузкой, что приводит к аварийным ситуациям.
Расчет времени работы источника бесперебойного питания
Для расчета времени автономной работы используются специальные таблицы. В документации учитывается выходная мощность, емкость и количество свинцово-кислотных источников постоянного тока. Например, при мощности 0,9 кВт и применении 2 элементов емкостью по 60 А*ч время работы составляет 1,36 часа.
Установка 2 дополнительных батарей аналогичной емкости увеличивает время функционирования котла до 2,72 часа.
Табличные данные являются приблизительными, поскольку не учитываются потери электроэнергии при преобразовании и передаче.
Существует дополнительная методика определения времени работы. Для расчета требуется знать мощность подключенного оборудования, а также напряжение и емкость резервного источника питания. Например, при мощности 200 Вт и использовании одного аккумулятора емкостью 100 А*ч время работы составит 100*12/200=6 часов.
Расчет не учитывает поправочные коэффициенты (имеющие значение менее единицы), связанные с потерями энергии при конвертации и при разрядке источника питания.
Параметры, необходимые для уточненного расчета времени работы:
- напряжение и емкость источников постоянного тока (U и C соответственно);
- число элементов в банке (K);
- коэффициент полезного действия конвертера (h);
- поправочные коэффициенты глубины разряда и доступной емкости (Kp и Kg соответственно);
- мощность электрической установки (P).
Формула расчета имеет вид Т=U*C*h*Kp*Kg/P. КПД лучших модификаций конвертеров не превышает 90%, коэффициент емкости составляет от 0,7 до 1 (зависит от продолжительности режима разряда). Например, при 10-часовом режиме коэффициент равен 1, а при часовом — всего 0,7. Формула не учитывает работу источников питания в условиях пониженных или повышенных температур, дополнительно снижающих значение корректировочных коэффициентов.
Как правильно выбрать ИБП для газовых котлов
Выбор источника бесперебойного питания осуществляется на основе рассчитанной мощности и времени работы. При выборе ИБП перед покупателем встает задача приобретения аккумуляторов. Использовать автомобильные источники тока с жидким электролитом категорически запрещается, поскольку устройства рассчитаны на кратковременный повышенный ток (в момент работы стартера).
При длительной повышенной нагрузке происходит активное выделение взрывоопасных газов. Изделия не допускают глубокого разряда и имеют ограниченное количество рабочих циклов.
Для питания газовых котлов используются AGM или гелевые источники питания, отличающиеся повышенными емкостными и разрядными характеристиками. В конструкции оборудования используется электролит с загустителем, при работе отсутствует выделение газов. Аккумуляторы имеют повышенную стоимость, но обладают увеличенным ресурсом, достигающим 8-10 лет.
Дополнительным преимуществом гелевых источников тока является устойчивость к глубоким разрядам, что положительно влияет на ресурс изделий.
Если в конструкции оборудования используется несколько источников постоянного тока, то они соединяются по параллельной или последовательной схеме (зависит от особенностей конструкции ИБП). Для коммутации используются медные кабели, рассчитанные на соответствующую токовую нагрузку. При установке проводки недостаточного сечения происходит перегрев жил, приводящий к разрушению изоляции и короткому замыканию.
При выборе источника питания учитывается время его переключения. В конструкции котлов используются горелки, при отсутствии напряжения в цепи происходит автоматическая блокировка подачи газа и остановка котла. Время переключения бесперебойного устройства должно быть меньше времени реакции горелки.
Дополнительным критерием выбора является мощность зарядного устройства, изделие должно обеспечивать силу тока в цепи зарядки на уровне 10% от номинальной емкости установленной аккумуляторной банки.
Популярные модели
Компания Бастион поставляет серию оборудования под маркой Teplocom. Изделия рассчитаны на подключение к 1-фазной сети переменного тока напряжением 220 В. Оборудование оснащается металлическим корпусом, допускается монтаж на стену или пол (при помощи съемных регулируемых опор).
В конструкции предусмотрен двойной преобразователь, на выходе формируется синусоидальное напряжение частотой 50 Гц. Поддерживается установка 2 аккумуляторов напряжением по 12 В, мощность внешнего оборудования достигает 1000 VA.
Оборудование Штиль относится к линейно-интерактивным установкам, в конструкции предусмотрены светодиодные индикаторы состояния. Корпус собран из пластиковых и металлических элементов, предусмотрена только горизонтальная установка.
Завод выпускает несколько модификаций оборудования, рассчитанных на коммутацию к бытовой или промышленной сети (напряжение 220 и 380 В соответственно). Батареи в состав комплекта не входят, поддерживаются элементы емкостью от 17 до 100 А*ч.
Линейно-интерактивное оборудование Ресанта находится на верхних ступенях рейтинга источников бесперебойного питания для котлов. Выпускаются 2 модификации мощностью 100 и 400 VA, предусматривается напольный монтаж.
В конструкции применены реле со сниженным до 0,004 секунды временем переключения питания от внешней сети на встроенные аккумуляторы. Источник постоянного тока имеет емкость до 100 А*ч, предусмотрен жидкокристаллический экран, на котором отображаются параметры работы установки.
Установки под маркой Исток выпускаются предприятием, принадлежащим компании Русэлт. Изделия отличаются применением штатных необслуживаемых источников постоянного тока Delta, смонтированных в герметичном кожухе.
Электронный контроллер предотвращает глубокий разряд батарей, поддерживается установка модуля для управления при помощи сотового телефона. Предусмотрены разъемы стандарта RS-232 и USB, предназначенные для подключения к компьютеру (для управления или сбора информации).
Изделия серии Энергия Гарант с интерактивным принципом работы допускают эксплуатацию при температуре до -5°С. Оборудование оснащается дисплеем, на котором отображается текущее напряжение в цепях, предусмотрен звуковой сигнализатор включения резервного питания.
В конструкции используется 2 источника тока суммарным напряжением 24 В (емкость до 400 А*ч). Для подключения внешнего оборудования нужны 2 розетки, предусмотрен отдельный штекер для коммутации устройств с повышенной чувствительностью.
Оборудование Helior Sigma относится к категории On-Line c 2 и более аккумуляторами. Модель Sigma 1 KL поддерживает автономное питание установок мощностью до 1000 VA, источники постоянного тока расположены внутри корпуса прибора. В конструкции предусмотрен контроллер нагрузки, установка допускает 2-минутную перегрузку на 10%.
При длительной перегрузке происходит автоматическое отключение внешней цепи. Из-за малой емкости батарей оборудование применяется только для защиты от кратковременных провалов напряжения в сети.
Для цепей с повышенной мощностью (более 2000 VA) используется оборудование Stark Country, оснащенное 6 свинцово-кислотными элементами. Установка отличается повышенным током зарядки (до 8 А). Из-за высокой мощности предусмотрен вентилятор охлаждения, повышающий уровень шума при работе.
Как вам статья?
