Блок бесперебойного питания для котла отопления: принцип работы + тонкости выбора бесперебойников

Расчет мощности и времени автономной работы

Какой мощности следует выбрать ИБП для котельной? Расчет здесь не замысловатый.

Просто сложите мощности всех электроприборов, которые будут подключаться через него, и умножьте на два. Если есть глубинный насос, то на три — с учетом его пусковых токов.

Данные можно взять из паспорта или инструкции по эксплуатации, либо посмотреть непосредственно на корпусах изделий.

Например, для котельной где установлено 3 насоса по 90Вт и сам котел в 135Вт подойдет инвертор от 0,8 до 1,0кВт. При меньшей мощности будут перегреваться полевые ключи (транзисторы).

Если сумма всех электроприборов превышает мощность выбранной вами модели, вдруг вы захотите запитать какие либо бытовые приборы, лампочки, то изначально учитывайте и их, а не только котельное оборудование.

Здесь уже мощность может варьироваться от 1 до 5кВт.

А как долго будет работать выбранный ИБП в автономном режиме? Здесь все зависит от аккумуляторов. Вот таблица с характеристиками емкости батарей и подключаемой нагрузки:

Из нее наглядно видно в часах и минутах, насколько времени хватит вашего бесперебойника, для независимой работы от сети.

Советы по использованию прибора

В установке и подключении прибора нет ничего сложного. Всю нужную информацию можно найти в инструкции, которая прилагается к оборудованию.

Подключение к сети должно быть постоянным

Правила эксплуатации выглядят так:

• бесперебойник должен быть постоянно подключен к сети;
• все источники и относящиеся к ним батареи должны находиться на небольшом расстоянии друг от друга. Это же касается источников тепла;
• в определенных случаях требуется заземление. В некоторых моделях имеется такой выход;
• не рекомендовано подключение к выходам ИБП тройников и сетевых фильтров;
• температура должна быть оптимальной (не ниже 20, и не выше 26 градусов);
• воздух в комнате должен быть максимально сухим. Если влажность в помещении очень высокая, нужно поискать для установки устройства какое-нибудь иное место.

Правила нужно выполнять точно. Иначе бесперебойник будет постоянно «капризничать» и требовать участия владельца.

Нарушение правил грозит обернуться серьезными последствиями. В лучшем случае срок службы будет снижен, в худшем – произойдет короткое замыкание и начнется пожар.

Солнечные батареи

Автономная солнечная электростанция АС-12/220-0,3/1,2/0,5

ИБП для газовых котлов с подключением внешнего аккумулятора можно построить на базе солнечной батареи. Для этого в продаже присутствуют уже готовые к запуску и эксплуатации комплекты, подходящие для данных целей. Ярким тому примером является резервная система АС-12/220-0,3/1,2/0,5, цена которой составляет 27-29 тыс. рублей. Вот ее характеристики:

• Автоматическое переключение питания на батарею в ночное время;
• Мощность – 300 Вт;
• Максимальное время автономной работы – до 6-10 часов.

В комплект входят солнечная батарея, блок контроля заряда и преобразователь, а также аккумуляторная батарея емкостью 100 А/ч. Данная система вообще не требует подключения к электросети, так как питание газового котла производится только за счет солнечной энергии.

Кроме того, данные солнечные электростанции могут служить в качестве ИБП для любого другого электрического оборудования.

Видео

SVEN RT-500

Какой ибп выбрать для дома, чтобы не сильно потратиться? Здесь спасет российский бренд «Свен», относящийся к бюджетным моделям. Маленький, небольшой и мощный (300 ватт). Работает от стандартной однофазной сети, поэтому с подключением проблем не возникает.

Как и вся техника от этого производителя, очень простая в управлении. Не понадобится специальных знаний, чтобы его настроить и ввести в эксплуатацию. Все значения выдаются на жидкокристаллический дисплей, а управляется всего 2 кнопками.

Стабильность выходного сигнала также высока. Недостаток – высокий уровень шума. Он достигает 56 децибел, поэтому иногда может серьезно мешать, особенно во время сна. С другой стороны, вопрос “какой лучше блок питания из настенных взять для маленькой квартиры” эта модель закрывает.

Самодельные ИБП

Давайте посмотрим, можно ли собрать блок бесперебойного питания для котла отопления своими руками. Здесь мы выделим два способа решения поставленной задачи:

• Собираем самодельный ИБП для газового котла из отдельных деталей;
• Собираем ИБП для котла своими руками на базе готовы модулей.

Самодельные ИБП всегда будут уступать в надежности заводским.

Первый вариант доступен для людей, обладающих знаниями в области электроники и электротехники. Им без труда удастся собрать бесперебойник для газового котла своими руками. Для этого нужно найти подходящую схему, приобрести необходимые детали и аккумуляторные батареи, проверить работоспособность системы, тщательно проверить ее технические характеристики. Недостатки подобных самосборных ИБП для газовых котлов:

• Низкая надежность – что ни говори, но заводская техника работает гораздо стабильнее;
• Трудность в сборке – продвинутые схемы, обеспечивающие максимальную эффективность, строятся на основе сотен деталей;
• Трудность в настройке – для того чтобы обеспечить правильную работу схемы, необходимо измерительное оборудование.

Проще всего собрать ИБП для газового котла из отдельных модулей. Для этого вам понадобятся контроллер заряда, преобразователь и аккумуляторы. Приобрести данные модули вы сможете в специализированных магазинах. Там же реализуются схемы контроля заряда, предназначенные для работы с солнечными панелями.

East EA900Pro-H 1kVA

Инвертор Энергия ИБП Pro 2300

АСО с использованием ИБП

Варианты применения ИБП в случае временного обесточивания системы отопления частного дома зависят от длительности периода, в течение которого отсутствует сетевой ток. Принцип работы бесперебойников основывается на изначальном накоплении электроэнергии в АКБ и последующей отдаче энергии в качестве питающего напряжения элементам схемы АСО.

В случае кратковременных отключений сетевого тока ИБП могут обеспечить энергонезависимую работу насосов, теплоаккумулятора и автоматики управления в течение ограниченного временного периода, однако с длительным замещением  магистрального энергоснабжения бесперебойники не справятся. Общая концепция построения своими руками резервного питания для энергозависимых автономных систем отопления отводит ИБП роль вспомогательных устройств, считая их вторичными источниками электропитания. В зависимости от длительности вынужденного обесточивания резервное снабжение электрическим переменным напряжением 220 В с участием ИБП подразделяется на три варианта:

1. Для краткосрочного отсутствия сетевой электроэнергии (до 24 часов) достаточно применения ИБП с несколькими АКБ.

Функциональная схема подключения газового котла к ИБП

Газовому котлу современной конструкции с дистанционным управлением питающая сеть нужна лишь для поддержания работы маломощного насоса и блока автоматики с термостатом и термометром, суммарная мощность которых не превышает 200-300 Вт. Чтобы «продержаться» в энергонезависимом режиме с подключенным теплоаккумулятором 2-3 часа, достаточно бесперебойника на 300-600 В и батареи аккумуляторов емкостью до 50 А*ч.

1. Периоды отключения света длительностью от одного до трех дней можно перекрыть резервным питанием от ИБП в комплекте с АКБ, но уже с подзарядкой от дизельных или бензиновых генераторов.

Для электрических котлов и теплоаккумуляторов в составе схемы АСО с автоматическим управлением работы в соответствии с показаниями термометра подключение ИБП на длительный срок не используется, поскольку электрические котлы обладают достаточно большой мощностью, для обеспечения которой потребуется много внешних резервных аккумуляторов.

1. Отсутствие света более трех суток можно компенсировать только с помощью так называемых ИРП (источников резервного питания) жидкотопливных генераторов с инвертором. Между ИРП и автоматикой схемы управления АСО необходимо устанавливать своими руками блок ИБП в качестве стабилизатора напряжения, поскольку дизельные генераторы выдают на выходе пилообразное напряжение.

В регионах с частыми длительными перебоями с электрическим сетевым питанием владельцы частных домов предусмотрительно держат наготове дизельные генераторы с инвертором, но основным «подстраховочным» комплектом считается ИБП с аккумуляторными батареями.

IPPON Innova G2 Euro 3000

Мощный и дорогой УПС, который стоит выбрать для газового котла высокой мощности. Имеет поразительную мощность – 2,7 киловатта. Также здесь целых 4 розетки, поэтому кроме котла можно подключить и другие приборы, вроде холодильника или морозильной камеры, так как они тоже боятся перепадов напряжения и частых отключений.

К слову, заряжается УПС достаточно быстро. Всего за 4 часа он будет заряжен полностью. Также стоит упомянуть шум при работе. Он куда ниже, чем у остальных позиций в рейтинге. Если стоит вопрос: как выбрать ибп для газового котла с максимальной защитой – это будет хороший выбор.

Генераторы

К одному дизельному или бензиновому генератору можно подключать не только котел, но и другие электрические приборы.

Дизельные и бензиновые генераторы могут обеспечить электроэнергией большое количество потребителей. Они обладают мощностью от 0,5 до нескольких десятков кВт. Самые простые генераторы строятся на двухтактных двигателях без схемы регулировки мощности. Они обладают одним большим недостатком – их прожорливость никак не зависит от количества подключенных потребителей, поэтому их нельзя назвать экономичными.

Подбирая ИБП для котла, да и для всего дома в целом, следует обратить внимание на компактные малошумящие инверторные генераторы. Они наделяются системами регулировки частоты вращения вала двигателя, что позволяет им плавно регулировать мощность, в зависимости от интенсивности потребления электроэнергии

Когда газовый котел будет выключен, генератор будет работать на холостом ходу. Как только отопительный агрегат включится, генератор прибавит обороты, ориентируясь на мощность подключенного оборудования.

У генераторов, используемых в качестве ИБП для газовых котлов, есть один недостаток – для их запуска нужно время. В продаже существуют и автоматические агрегаты, запускаемые самостоятельно, но стоят они достаточно дорого. В число достоинств входит отсутствие аккумуляторных батарей – достаточно иметь под рукой необходимый запас топлива (можно приобрести на любой заправке).

Если вы решили выбрать в качестве ИБП для газового котла генератор, рекомендуем приобрести и подключить к домашней электросети инверторную модель – так вы обеспечите максимальную экономию на потреблении топлива.

Не можете найти нужную единицу?

Как слить воду с натяжного потолка самостоятельно — пошаговая инструкция

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

Каких видов бывают ИБП для котлов на твердом топливе

Источники бесперебойного питания бывают трех видов. Как уже отмечалось, для автономной работы и обеспечения безопасности электроники отопительного оборудования, не подойдут любые станции UPS. При подборе бесперебойника следует учитывать технические параметры:

• Бюджетный ИБП – простейшая Off-line модель, имеющая привлекательную стоимость, но не обеспечивающая безопасность автоматики котла. Принцип работы устройства достаточно простой. При достижении критических отметок в напряжении, срабатывает переключатель и переводит электронику котельного оборудования на работу от аккумуляторов.

Линейно интерактивный ИБП с аккумулятором для котла на твёрдом топливе. Эти модели не намного дороже, чем предыдущие, но имеют лучшие характеристики, что позволяет их использовать для защиты отопительного оборудования. Блок UPS питания идет в комплекте со встроенным стабилизатором напряжения, что и является главным преимуществом модели.

ИБП on-line – наиболее приемлемый вариант. Единственным недостатком модуля является высокая стоимость. Технические и производственные характеристики обеспечивают максимальную защиту оборудования от скачков напряжения, а также поддерживают работу котла в автономном режиме до нескольких суток.Работа твердотопливного котла от бесперебойника с двойным преобразованием происходит следующим образом. В корпусе находится инвертор, преобразующий переменный ток в постоянный. После преобразования осуществляется еще одна трансформация и на выход подается переменное напряжение со стабильной частотой, запитывающее автоматику котла. Существует возможность установить параметры, оптимальные для работы котельного оборудования.

Для чего необходим?

Предназначением бесперебойника для котла считается скорая помощь при поломке либо отключении света. По сути, он является устройством запасного питания, используемым при отключении основной подачи тока. Устройство необходимо для обеспечения электрической энергией всей системы управления отопительного оборудования, а также циркуляционного насоса и систем вентиляции. Бесперебойник может работать продолжительное время. В зависимости от типа котла он является защитой от низкого напряжения сети и выключения котла, кроме того, защищает систему от скачков напряжения. Это устройство не только обеспечивает отопительную систему электрической энергией, но и улучшает ее качество и способствует обеспечению входного напряжения в виде синусоиды. Поэтому за счет него процессоры, электромагнитные клапаны и трансформаторы работают нормально.

Бесперебойник не решает всех проблем. Он неспособен заменить генератор, а также работать долго, поскольку заряжается дольше своей разрядки. Однако при аварийной или иной непредвиденной ситуации это оборудование обеспечивает постоянное напряжение в заданных рамках. Он способен отдавать накопленную энергию по мере надобности. Его конструкция рассчитана на автономность и отличается минимумом настроек.

Расчет времени резервного питания

Длительность автономной работы ИБП с внешними аккумуляторами определяется исключительно общей емкостью всех подключенных к системе батарей. При этом энергия их заряда преобразуется в переменное напряжение 220 Вольт. Поскольку и сам инвертор (подобно всем электронным устройствам) обладает внутренними потерями, необходимо заранее учитывать их в виде отличного от 100% КПД. При определении нужного показателя принимается в расчет, что аккумуляторы также не идеальны и не «выдают» при работе всю запасенную в них энергию. В этом случае потребуется учесть коэффициент доступности батарей АКБ, входящих в комплект бесперебойника.

С учетом этих двух показателей формула для расчета искомого временного промежутка принимает следующий вид:

T = E х U / P х KPD х KDE (в часах), где

• E – суммарная емкость подключенных батарей,
• U – действующее напряжение АКБ,
• P – активная мощность в нагрузке.

Коэффициент для инвертора KPD близок к 0,8, а тот же показатель для АКБ (KDE) равен примерно 0,9. Они не являются фиксированными величинами и зависят от ряда эксплуатационных факторов: величины энергопотребления, а также от температуры и влажности воздушной среды.

В качестве примера представленно несколько вариантов расчета времени автономной работы бесперебойника «Штиль». При исходном напряжении в 12 Вольт и общей емкости в 60 Ампер-часов ИБП используются для настенного котла отопления с заявленной мощностью 150 Вт. В указанной ситуации получается время его независимой работы: T = 60 х 12 / 150 х 0,8 х 0,9 = 3,5 часа.

При рассмотрении варианта с емкостью АКБ, равной 150 Ампер-часов этот показатель для котла с теми же энергетическими затратами составит: T =150 х 12 / 150 х 0,8 х 0,9 = 8,6 часов.

При наличии двух аккумуляторов с одинаковой емкостью время его функционирования в отсутствии напряжения в сети будет равно: T = 2 х 150 х 12 / 150 х 0,8 х 0,9 = 17,2 часа.

Приведенная методика расчета подходит для любого ряда ИБП, включая распространенные модели Baxi, Bosch, Vaillant и Buderus.

Ремонт микроволновки своими руками

Бесперебойник в системе

Причины, по которым люди задумываются о создании полностью автономной системы электроснабжения своего дома, могут быть самыми разными. Обсуждать их не будем, но тенденция на переход к альтернативным источникам энергии есть.

В случае с ветром и солнечными батареями встаёт общая для них проблема накопления электричества впрок, поскольку источники не стабильны. В этом случае в систему включают ИБП с AGM аккумуляторами. Он автоматически будет перераспределять потоки на подзарядку и питание электроприборов в доме.

ИБП для газового котла отопления

При длительных периодах без сетевого электричества, иногда используют тандем: генератор + бесперебойник. Первый обеспечит более длительную работу по обеспечению теплом и светом, а второй будет управлять системой, периодически включая и выключая генератор, сберегая тем самым топливо.

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

Особенности ИБП для газовых котлов

Есть два типа устройств бесперебойного питания:

1. Устройство по умолчанию работает в режиме пропуска энергии, не изменяя её параметров, а если сигнал пропадает, то автоматически происходит переключение на питание от аккумуляторов.
2. Второй тип ИБП изначально преобразует электроэнергию, приводя её к оптимальному виду, то есть «выравнивает» характеристики. В аварийной ситуации также переходит в режим питания от встроенных батарей.

Напряжение изменяется в 2 этапа:

• сначала трансформация из переменного 220В в постоянный 12В
• второй шаг: постоянный ток снова превращают в переменный 220В и 50 Гц.

Это необходимо для получения максимально «сглаженных» параметров тока, которые позволяют продлить срок службы электрическим элементам котельного оборудования. Причём аккумуляторы должны постоянно подзаряжаться.

Устанавливать ИБП первого типа следует, если только владелец уверен в том, что параметры сети в пределах нормы, или когда на входе в дом уже стоит общий стабилизатор.

В остальных случаях рекомендуется использовать ИБП со «сглаживающей» схемой. Как свидетельствуют сервисные фирмы, высок процент поломок именно из-за проблем с качеством подаваемой электроэнергии.

Советы профессионалов при выборе ИБП для котлов

Самое главное при правильном подборе ИБП рассчитать мощностные характеристики

Для расчета, пусковую мощность электронасоса и вентилятора находят в техпаспорте, обращая внимание на класс энергоэффективности от A до G. Профессионалы советуют увеличивать мощность потребления на пять для всех классов, за исключением A – для него показатель увеличивается в 1.3

Далее суммируется общая потребленная мощность котлоагрегата и вспомогательного оборудования и умножается с запасом на 1.2.

Например:

• Котлоагрегат -200 Вт;
• электронасос с класса C – 40 Вт;
• вентилятор с классом А – 30 Вт.

200+ 40х5 +30х1.3 = 403.3 Вт

Минимальное значение мощности ИБП:

403.3х1.2= 484 Вт

Можно ли устанавливать On-line ИБП для электропитания котла

Бытует мнение о том, что off-line ИБП не могут применяться для аварийного электропитания котлоагрегатов по той причине, что у них чрезвычайно большой период переключения на АКБ. Вообще-то это не совсем правильно, что можно легко доказать. Для этого нужно вынуть вилку электропитания котла из сети. Обычно время переключения такого устройство не превышает полусекунды, а агрегат не сообщает о сбое, поскольку не способен уловить такое мгновенное отключение. Даже если оно составит 50мс, то при любых обстоятельствах, это будет намного меньше, чем выполненное ручным способом.

Единственно чем действительно огорчает система off-line ИБП — она лишена функции стабилизации. Притом, что отдельные модификации обладают 2-мя ступенями для корректировки выходного напряжения, тем не менее, переход, как правило, производится с применением реле и оптимально подходит для вариантов, когда напряжение устойчиво высокое или низкое. В том случае, когда оно непрерывно скачет, то очень скоро выработается ресурс реле прибора, в особенности, когда он работает на предельной мощности. В данном случае рекомендуется встроить стабилизатор напряжения в схему электропитания котла до ИБП.

Почему недопустимо применять компьютерный ИБП для аварийного электропитания котлов

Базовые моменты, которые препятствуют использованию ИБП компьютера для аварийного электропитания отопительного котла:

1. Резерв UPS является преградой для функционирования котлоагрегатов из-за малой емкости внутренних батарей, и как следствие вызывают ограничение аварийного периода работы отопительной системы. Кроме того в этом приборе отсутствует требуемая защита трансформаторов от перегрева. Урегулировать проблему возможно использованием внешних мощных АКБ с системой активного охлаждения.
2. Слабое зарядное устройство. Установка наиболее мощных АКБ продлевает период заряда, что сможет стать неувязкой при подаче электричества по разному котловому электрооборудованию.
3. Параллельное либо последовательное подсоединение аккумуляторов. Существует мнение, что последовательность соединения предполагает предварительную балансировку аккумуляторов.
4. Необходимость калибровки ИБП впоследствии смены батарей на наиболее мощные. В определенных модификациях калибровка допускается нажатием клавиши, в иных – через меню управления. Ошибочная калибровка воспроизводит неточное представление процентов оставшегося заряда, что скажется на работоспособности устройств, присоединенных к интерфейсным разъемам корпуса.

Недостатки

Как выбрать

Не существует однозначного ответа на вопрос, как выбрать ИБП для газового котла, по той простой причине, что это зависит от нескольких параметров:

• как много времени система должна работать в автономном режиме;
• величины активной и полной мощности;
• характера синусоиды на выходе;
• большого диапазона рабочих напряжений;
• необходимости подключения дополнительных ёмкостей.

В сетях с пониженным напряжением рекомендуется использовать ИБП типов: онлайн и линейно-интерактивных.

Критерии выбора

Определяющими параметрами при выборе являются:

• Суммарная потребляемая мощность оборудования, которое вы собираетесь защищать от перепадов напряжения;
• Длительность автономной работы оборудования.

Мощность

Мощность оборудования указывается в паспорте или инструкциях, здесь главное – определиться, что, собственно, вы собираетесь защищать. Кроме газового котла через ИБП можно подключить циркуляционные насосы, сигнализацию и прочие установки, обеспечивающие жизнедеятельность вашего жилища.

Смотрим видео, критерии выбора прибора:

Но в таком случае надо учитывать, что в момент запуска мотора потребление тока возрастает в несколько раз. Кратковременный перегруз большинство моделей ИБП для газовых котлов переносят нормально, однако не мешает подстраховаться и взять модель с 30%-ным запасом по мощности.

Время автономной работы

Временной период, в течение которого бесперебойник обеспечит автономное питание электрооборудования, зависит только от емкости аккумулятора. Обычно производитель указывает время автономии в технической документации. Но на практике данный показатель несколько отличается от заявленного из-за коэффициента глубины разряда и КПД преобразователя. Емкость аккумулятора, необходимую для конкретного случая, можно подсчитать по формуле:

Проделав несложный расчет, вы убедитесь, подходит для вашей цели данная модель ИБП или нет.

Делаем выводы