Источники бесперебойного питания для газовых котлов

Качество выдаваемого тока

Бесперебойные источники питания должны выдавать ток надлежащего качества. При работе от батарей за это отвечает инвертор, а в случае питания от сети, проблемные моменты должны сглаживать фильтры и стабилизатор. Возникающие в электрической цепи помехи имеют разный генезис и последствия для электроники. Поэтому в этом вопросе тоже нужно тщательно разобраться.

Сетевые помехи и защита

Все современные ИБП оснащены защитой от проблем, связанных со стороны обслуживаемых приборов. Если суммарная нагрузка будет превышать максимально допустимую или произойдет короткое замыкание, то бесперебойник сразу отключит питание.

Помехи в сети можно условно разделить на частотные и импульсные. Первые не так опасны, особенно для блоков питания компьютеров или телевизоров, которые преобразуют переменный ток в постоянный. Вторые могут вызвать проблему у любой электроники.

Поэтому большинство ИБП оснащены защитой от импульсов и гармоник с помощью варисторов и высокочастотных фильтров.

Удаление помех на линии происходит в два этапа. Сначала варисторы отсекают высокочастотные импульсы, а затем фильтр сглаживает мелкие скачки

Проблема появления высоковольтных импульсов характерна не только для силовых кабелей, но и для сетей передачи данных – компьютерных или телефонных. Они могут возникнуть по причине воздействия атмосферного электричества, пробоев рядом расположенной проводки, возникающих электрических наводок и других причин.

Многие производители выпускают модели с возможностью защиты локальной сети. Для этого у ИБП есть два разъема RJ-45 – один на вход и один на выход. Сигнал проходит через фильтр, который подавляет всплески напряжения. Для телефонных линий система такая же, только разъемы имеют формат RJ-11.

Низкое и высокое напряжение

Регулировка вольтажа происходит с помощью автоматического регулятора напряжения (AVR), основным элементом которого служит автотрансформатор. Принцип его функционирования опирается на изменении количества витков одной из обмоток, в результате чего происходит изменение напряжения в сторону увеличения или уменьшения его значения.

Наличие AVR в ИБП позволяет не включать каждый раз автономный режим при незначительном отклонении напряжения от нормативных показателей. Это значительно увеличивает срок службы аккумуляторов.

Профессиональные мультиметры, такие как CEM DT 9909, способны в течение длительного времени записывать значение напряжения. Применение такого прибора может помочь в выборе стабилизатора или ИБП

Согласно ГОСТ 29322-2014 допустимо 10-и процентное отклонение напряжения от эталонного значения на время не более чем 1 час. Все современные ИБП с регуляторами справляются с такими колебаниями.

Чистота выходящего сигнала

От модели инвертора, которая установлена в бесперебойник, зависит тип выходного сигнала. В идеале, кривой напряжения переменного тока должна быть синусоида. Но после преобразования через инвертор она принимает ступенчатый вид.

Чем больше количество ступенек в кривой зависимости мгновенного напряжения от времени, тем лучше качество переменного тока

Для некоторых устройств это важно. Для оборудования, которое содержит асинхронные электродвигатели (холодильник, кондиционер), трансформаторные блоки питания (качественная аудиотехника), блоки питания APFC (сервера и мощные вычислительные компьютеры) нужна чистая или хорошо аппроксимированная синусоида

Для оборудования, которое содержит асинхронные электродвигатели (холодильник, кондиционер), трансформаторные блоки питания (качественная аудиотехника), блоки питания APFC (сервера и мощные вычислительные компьютеры) нужна чистая или хорошо аппроксимированная синусоида.

Ни один инвертор, а значит, и ИБП не выдает чистую синусоиду, чтобы не писали в рекламных брошюрах производители оборудования. Приближение выходящего сигнала к синусоиде оценивают через коэффициент нелинейных искажений (THD).

Выходящий от блока сигнал можно считать синусоидальным при THD<5%. У некоторых моделей, например IMV NetPro 2000, этот показатель равен всего 2%.

Требования к ИБП для газовых котлов и их характеристики

Выбирая ИБП для котла, следует ознакомиться с их разновидностями. Они представлены двумя основными видами – это offline и online UPS. Оффлайн-системы представляют собой самые простые устройства бесперебойного питания. Они не умеют стабилизировать напряжение, переключаясь на батареи только тогда, когда вольтаж падает ниже определенного значения – только в этом случае на выходе появляются стабильные 220 В (в остальное время UPS работают как бы в режиме байпаса).

Выбирайте ИБП с ровной синусоидой, это поспособствует более стабильной работе вашего отпительного оборудования.

ИБП для котла онлайн-типа выполняют двойное преобразование электроэнергии. Сначала переменный ток напряжением 220 В преобразуется в 12 или 24 В постоянного напряжения. Затем постоянный ток снова преобразуется в переменный – напряжением 220 В и частотой 50 Гц. Для того чтобы снизить потери, в их конструкции используются высокоэффективные инверторные преобразователи.

Таким образом, ИБП для котла не всегда является стабилизатором, в то время как отопительное оборудование любит стабильное напряжение. Также оно любит, когда на выходе получается чистая синусоида, а не ее прямоугольный аналог (меандр или ступенчатая аппроксимация синусоиды). Кстати, ступенчатую форму синусоиды дают дешевые компьютерные ИБП с аккумулятором небольшой емкости. Поэтому для питания газовых котлов они не подходят.

Источник бесперебойного питания для котла, в лице компьютерного ИБП, не подходит и тем, что емкость аккумуляторов здесь крайне мала – запаса хватит на 10-30 минут работы.

Теперь мы рассмотрим требования к аккумуляторам. Придя в магазин, чтобы выбрать хороший ИБП для газового котла, не забудьте приобрести модель с аккумулятором подключаемого типа – он должен быть внешним, а не встроенным. Все дело в том, что внешние батареи обладают более высокой емкостью, до нескольких сотен А/ч. Они обладают внушительными габаритами, поэтому они не встраиваются в оборудование, а стоят рядом с ним.

Давайте посмотрим, как выбрать ИБП для газового котла, ориентируясь на максимальное время автономной работы. Учитывая, что аварии на линиях сегодня устраняются очень быстро, а максимальное время проведения профилактических работ составляет не больше одного рабочего дня, то нам достаточно 6-8 часов работы от аккумуляторов. Для того чтобы высчитать, сколько будет работать источник бесперебойного питания для газового котла на полной зарядке, нам потребуются следующие данные:

• Емкость аккумулятора в ампер/часах;
• Напряжение аккумулятора (может принимать значение 12 или 24 В);
• Нагрузка (указывается в паспорте на газовый котел).

Попробуем рассчитать, сколько будет работать бесперебойное питание для котла при потребляемой мощности 170 Вт от аккумулятора емкостью 75 А/ч и напряжением 12 В. Для этого умножаем напряжение на ток и делим на мощность – (75х12)/170. Получается, что газовый котел сможет проработать от выбранного ИБП более 5 часов. А если учесть тот факт, что оборудование работает в циклическом режиме (не постоянно), то можно рассчитывать на 6-7 часов непрерывного питания.

Таблица подбора емкости АКБ бесперибойника в зависимости от мощности котла.

При использовании маломощных газовых котлов и двух аккумуляторов емкостью 100 А/ч каждый и напряжением 12 В, продолжительность автономной работы составит около 13-14 часов.

Планируя купить бесперебойник для котла, необходимо обратить внимание и на такую характеристику, как зарядный ток. Все дело в том, что он должен составлять 10-12% от емкости АКБ

Например, если АКБ обладает емкостью 100 А/ч, то ток заряда должен составлять 10%. Если этот показатель будет меньше или больше, то батарея прослужит меньше, чем это положено.

Необслуживаемые аккумуляторы могут заряжаться и при меньших токах, но время полной зарядки будет достаточно большим.

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.

Рейтинг лучших источников бесперебойного питания

Рейтинг ИБП для дома и дачи 2020 года представлен устройствами двойного преобразования, а также резервными и интерактивными источниками бесперебойного питания. В символические Топ-5 включены:

1. APC by Schneider Electric Smart-UPS RT 10000VA 230V. Десятикиловатная модель с двойным преобразованием известного американского производителя, выпускающего лучшие ИБП для дома. Устройство рассчитано на жесткие условия работы и продолжительный автономный режим. Оснащено долговечной аккумуляторной батареей с системой интеллектуального подзаряжания. На выходе гарантирует чистую синусоиду. Предусматривает несколько эффективных «байпайсов» (обходных путей). Отлично подходит в качестве ИБП котла отопления. Единственный недостаток – высокая цена – от 400 тыс. рублей.
2. Powercom VANGUARD VGS-2000XL. Еще один представитель ИБП двойного преобразования. Оригинальная схема «байпайса» обеспечивает высокое быстродействие и КПД. Рассчитан на питание двух периферийных устройств. Оснащен тремя АКБ NPW36-12 с емкостью 7 Ач. Применим в быту и производственных целях. Цена – 49–62 тыс. рублей.
3. Eaton Ellipse ECO EL650. Резервный ИБП, выпускаемый одноименной машиностроительной корпорацией из США. Выделяется качеством сборки, компактным и прочным корпусом. Оборудован четырьмя выходными розетками с защитой по напряжению по технологии AVR. Предусматривает самодиагностику АКБ. Прост в настройках и эксплуатации. Цена – от 11,5 тыс. рублей.
4. Powercom RAPTOR RPT-2000AP. Интерактивный источник бесперебойного питания из Кореи. Выделяется простым и лаконичным дизайном с минимальным количеством элементов управления. Предусматривает нагрузку из шести независимых потребителей. Имеет солидный запас мощности. Длительный срок эксплуатации и относительно невысокая стоимость омрачены шумностью вентилятора. Цена – от 10,7 до 12,2 тыс. рублей.
5. Powercom WOW-850 U. Компактный корейский ИБП резервного типа, который при невысокой цене наделен множеством полезных функций. Среди преимуществ девайса отмечают бесшумность, емкостной и надежный аккумулятор на 12 мАч и защиту розеток от попадания посторонних предметов. Цена – около 6,5 тыс. рублей.

Однозначно указать какой лучше источник бесперебойного питания сложно. Каждой характерны свои нюансы, достоинства и недостатки. На выбор влияет известность производителя, а также цель приобретения устройства. Увеличение количества потребителей не всегда оправдано, а некоторые функции при определенных условиях бесполезны.

Самостоятельное подключение к сети дома

Подключение инверторного ИБП к сети дома – простая процедура, не требующая присутствия специалиста. Большинство приборов активируются согласно общему алгоритму, который можно рассмотреть на примере ИБП для котла отопления:

1. После распаковки бесперебойника, к нему подключают аккумуляторную батарею, придерживаясь маркировки проводов и соответствующих обозначений. Как правило, красный цвет соответствует «+», а черный указывает на «-».
2. С помощью сетевого кабеля ИБП соединяют с общей сетью и проверяют работоспособность по встроенным индикаторам.
3. Источник обесточивают и соединяют с котлом. В большинстве случаев нагрузочные розетки расположены с тыльной стороны прибора. При включении газовых котлов необходимо учитывать соответствие нейтрали и фазы, иначе в работе отопительного оборудования возможны сбои.
4. Собранную схему запускают в штатном режиме и имитируют пропадание напряжения, что делают с помощью автомата на распределительном щитке.
5. При нормальном подключении ИБП издаст характерный звуковой сигнал и оповестит пользователя о переходе на резервное (автономное) питание соответствующей индикацией.

При подключении ИБП к сети необходимо учитывать его мощность. При планировании высокой нагрузки следует позаботиться об отдельном питающем кабеле и автомате.

Параметры выбора и виды ИБП

Правильный выбор источника питания во многом зависит от параметров котла. Для того, чтобы UPS максимально точно соответствовал требуемым параметрам, необходимо учитывать следующие факторы:

• Номинальная и пусковая электрическая мощность котла. Для определения этого параметра необходимо изучить паспорт оборудования. Следует заметить, что при запуске всей системы должен подаваться пусковой ток, величина которого в 2,5-3 раза больше нормального. В большей степени это относится к циркулярным насосам, так как они являются основными потребителями энергии в котлах. Т.е . если мощность насоса составляет 200 Вт, то UPS должен как минимум подавать в систему 600 Вт.
• Форма выходного напряжения. В связи с особенностью конструкции газового котла, на входе должно подаваться синусоидальное напряжение. ИБП с выходным напряжением в форме меандра не подходят для котлов. При их совместной работе возможно появление посторонних шумов в насосе – гудения.

В настоящее время существуют 2 типа источников бесперебойного питания, которые могут быть подключены к котлам отопления:

Standby (off-line) схема

Это самая простая конструкция бесперебойника. Подключенный к котлу и электросети прибор пропускает через себя напряжение без изменения его параметров. В случае выхода показателей за норму (понижение) включается автоматический блок, который преобразует постоянное низковольтное напряжение от аккумуляторов в требуемые 220 В.

Преимущества:

• Простота конструкции, вследствие чего относительно низкая цена.
• В режиме передачи потребляет малое количество электроэнергии.

Недостатки:

• Не предусмотрены механизмы гашения скачков напряжения.
• При переходе из дежурного в рабочий режим существует некоторая временная задержка, которая может отразиться на работе котла – автоматическое выключение.

Line-interactive схема

Для решения вопроса нормализации напряжения сети выпускают интерактивные ИБП, в конструкцию которых помимо инверторов включен стабилизирующий блок. Принцип работы стабилизатора может заключаться в применении автотрансформатора, работающего на релейной схеме или с помощью следящего сервопривода.

Преимущества этого типа приборов заключается не только в подаче энергии в случае отключения основного источника, но и в защите электронной составляющей котла от перепадов в сети.

При выборе ИБП следует так же учитывать время его автономной работы. Многие приборы предполагают внешнее подключение аккумуляторов. Их число зависит от потребляемой мощности котла и времени работы без использования постоянного источника электропитания.

Производители, цены

Многие производители электронного оборудования занимаются выпуском источников бесперебойного питания для котлов. Среди них стоит выделить следующие фирмы и модели.

Ariana

Данный производитель предлагает несколько моделей ИБП, которые отличаются функционалом и техническими параметрами.

АК-500. Line-interactive. Схема данного блока позволяет осуществлять электропитание котла как от сети, так и от автономных источников (аккумуляторы, дизель генераторы и т.д.).

Технические характеристики:

1. Нагрузочная мощность – 500 Вт.
2. Величина входного напряжения до 300 В.
3. Входное напряжение от внешних источников питания – 14 В.

Стоимость АК-500 ~ 6800 руб.

General Electrik

Продукция этой американской компании отличается лучшими параметрами тонкой настройки работы ИБП для стабилизации напряжения. Это необходимо для котлов с чувствительной электроникой. Для небольших и средних по мощности отопительных приборов оптимальным выбором будет модель: EP 700 LRT.

В конструкции данной модели есть двойной преобразователь – по напряжению и частоте сигнала. Это позволяет полностью обезопасить котел от непредвиденных скачков в электросети.

Технические характеристики:

1. Нагрузочная мощность – 490 Вт.
2. Величина входного напряжения до 300 В.
3. Входное напряжение от внешних источников питания – 14 В.
4. Выходное напряжение – 220/230/240В±2%

Стоимость этой модели  ~ 13 200 руб.

Вышеописанные приборы являются одними из самых востребованных и популярных на рынке ИБП. Но помимо них так же существуют и другие производители – Rucelf, Luxeon, Vir-Electrik и т.д. Выбор этого оборудования должен основываться на показателях качества, степени функциональности и стоимости прибора

Что же касается другого немаловажного компонента для котла – терморегулятора. то о нем читайте здесь.

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.

Модели двойного преобразования

ИБП с двойным преобразованием считаются самыми инновационными. К лучшим моделям ИБП для газовых котлов относятся: Powerman online 1000 plus, Ippon innova g2 euro 3000, Challenger homepro 1000 и Hiden UDC9101h.

Powerman online 1000 plus

Этот бесперебойник относится к разряду не дорогих устройств с двойным преобразованием. Модель управляется с ЖК-табло кнопками.

Устройство переключится при скачках 115 В — 295 В. Многоуровневая система защиты обеспечить стабильный уровень напряжения и экономный расход аккумулятора.

Единственным недостатком ИБП является его масса. Для установки двух аккумуляторов понадобится полноценный стеллаж.

Прибор отличается:

• качественной заводской сборкой;
• чистой синусоидой;
• двойным преобразованием.

Ippon innova g2 euro 3000

Отличительная особенность ИБП для котлов отопления – его высокая выходная мощность. Он мгновенно переключается, защищен от перегрузки или сбоев. Покупатели отмечают высокую мощность устройства и универсальность.

Недостатка у этой модели всего три:

• высокая цена;
• большие размеры;
• шум во время эксплуатации.

Challenger homepro 1000

Это бесперебойник известного китайского производителя с хорошим функционалом. Стоит относительно не дорого, но батарей в комплектации нет.

Мощность ИБП 900 Вт. Он может использоваться для оборудования с высокой чувствительностью. Устройство защитит от перепадов напряжения и резкого выключения света благодаря встроенному реле.

Стоит учесть, что устройство нельзя эксплуатировать в холодных помещениях с температурой ниже +5 градусов в грязных, запыленных помещениях.

К преимуществам Challenger homepro 1000 относят:

• Конкурентную цену.
• Удобный жидкокристаллический экран.
• USB и RS-232.

Недостатки:

Отсутствие батарей в комплекте, которые быстро будут разряжаться.

Hiden udc9101h

Этот бесперебойник нового поколения для электрических котлов. При необходимости подключается дизельный генератор.

Hiden udc9101h выгодно отличается от прочих моделей:

• Тихой работой.
• Небольшими размерами.
• Автоматическим переключателем.
• Возможностью установки батарей с разной емкостью.

Среди недостатков:

• Отсутствие АКБ.
• Слишком маленькие размеры дисплея.

Виды ИБП и принцип их работы

Источники аварийного электроснабжения, используемые в отопительных системах, могут быть следующих типов:

• Резервные блоки;
• Линейно-интерактивные устройства;
• Приборы с двойным преобразованием напряжения.

Каждый из них имеет определённые достоинства и недостатки. Кроме того, они отличаются по некоторым электрическим параметрам.

Любой источник резервного питания должен обеспечивать следующие функции:

• Автоматическое переключение на аккумулятор;
• Выдачу нормального напряжения на выходе;
• Фильтрацию сетевых помех.

В случае отключения напряжения сети автоматика должна в самое короткое время подключить аккумуляторные батареи для питания системы отопления. При появлении сетевого напряжения осуществляется обратное переключение.

Резервные источники питания

Источники питания такого типа считаются самыми простыми. Они состоят из следующих частей:

• Сетевой фильтр;
• Плата управления;
• Аккумулятор;
• Преобразователь.

При наличии сетевого напряжения, нагрузка напрямую подключена к сети. В тот момент, когда внешнее напряжение отключается по технически причинам, плата управления подключает аккумулятор. Напряжение 12 или 24 вольта поступает на преобразователь, где оно конвертируется в переменное напряжение 220 В.

Основным достоинством такого устройства является его низкая стоимость, зато все остальные параметры намного хуже, чем у других источников аварийного электропитания:

• Малый диапазон напряжения на входе;
• Искажённая форма сигнала;
• Большой промежуток времени при переходе на резерв;
• Небольшое время автономной работы.

Бесперебойник для газового котла резервного типа имеет в своей конструкции простейший преобразователь постоянного напряжения в переменное, поэтому на выходе блока получается ступенчатая или аппроксимированная синусоида, которая вызывает перегрев электромоторов и их полный отказ.

Некоторые системы управления газовым отопительным оборудованием очень чувствительны к пропаданию напряжения питания. Если время превысит определённый предел, газовый котёл перейдёт в режим «Ошибка» и прекратит свою работу. Перезапустить его самостоятельно неспециалисту не представляется возможным и потребуется вызов мастера из сервисной службы.

Линейно-интерактивные устройства

Работа линейно-интерактивного блока аварийного питания базируется на том же принципе, что и резервного источника, но с одним важным дополнением. В схеме этого устройства предусмотрен стабилизатор напряжения. Напряжение сети поступает на пассивный фильтр, где происходит подавление импульсных помех и высоковольтных коротких выбросов, которые могут повредить электронике, подключенной к выходу устройства.

После фильтра напряжение подаётся на стабилизатор, поэтому потребитель получает более качественное напряжение. Оно, благодаря стабилизатору, выдерживается в жёстких пределах, а время переключения на аккумулятор намного меньше, чем у резервных источников.

Бюджетный источник бесперебойного питания для котла отопления, выполненный по линейно-интерактивной схеме, работает с простым инвертором, поэтому форма сигнала на выходе может сильно отличаться от идеальной синусоиды.

Более дорогие устройства имеют в своём составе схему формирователя, который обеспечивает напряжение на выходе вполне подходящее для питания циркуляционных насосов, вентиляторов и других приборов, использующих асинхронные двигатели.

Инверторные источники аварийного электропитания

Принцип работы этих устройств использует двойное преобразование напряжения. При работе от сети, напряжение фильтруется и поступает на выпрямитель с корректором мощности. Часть напряжения через зарядное устройство  поступает на аккумуляторы.

Сама батарея постоянно подключена ко входу второго инвертора, который преобразует постоянное напряжение в переменное с очень высокими характеристиками. Такие приборы так же называются «On-line», поскольку никакого времени на переключение на резервное питание им не требуется. Бесперебойник для газового котла, работающий по принципу двойного преобразования, можно считать самым оптимальным вариантом.

Такой ИБП обладает прекрасными техническими характеристиками:

• Идеальная синусоида на выходе;
• Нулевое время перехода на резерв;
• Большой диапазон напряжения на входе;
• Коррекция напряжения и частоты.

Из-за высокой стоимости бесперебойников двойного преобразования, их широкое применение в частном секторе пока ограничено.