Выбор аккумулятора для ИБП для газового котла

В этом обзоре рассмотрены типы аккумуляторов для ИБП для газового котла и критерии их выбора. Для этого в данной статье разбираются характеристики и потребительские качества каждого типа аккумуляторных батарей (АКБ).

Источники бесперебойного питания (ИБП) для газового котла и UPS (Uninterruptible Power Supply ) для компьютеров принципиально отличаются требованиями к синусоидальности выходного напряжения. ИБП 12v (24v, 36v) для газового котла обеспечивают синусоидальное выходное напряжение (чистая синусоида). Компьютерные UPS выдают напряжение формы модифицированной синусоиды. Поэтому компьютерные ИБП не подходят для котлов.

Тем не менее, в обоих случаях применяются герметичные свинцово-кислотные аккумуляторные батареи SLA (Sealed Lead Acid) с номинальным напряжением 12 Вольт (или 6 Вольт при последовательном включении двух АКБ). В ИБП аккумуляторы работают в буферном режиме под напряжением 14.1 — 14.4 Вольта. С бесперебойниками котлов с резервным напряжением 24 В или 36 В используются, соответственно, две или три аккумуляторные батареи. АКБ для ИБП компьютеров устанавливаются, как правило, внутри бесперебойника UPS. В то же время, аккумуляторы для ИБП для котлов газового отопления всегда бывают внешними.

Типы аккумуляторов для ИБП для котлов: гелевые, AGM

Принцип работы SLA аккумуляторов для ИБП котлов отопления заключается в электрохимической реакции свинца и его диоксида с использованием в качестве электролита раствора серной кислоты. Для безопасности использования герметичные необслуживаемые АКБ (SLA) снабжаются предохранительным клапаном на случай нештатной ситуации. Используемые в ИБП котлов аккумуляторные батареи SLA с клапаном имеют на корпусе аббревиатуру VRLA (Valve Regulated Lead Acid).

Чтобы аккумуляторные батареи для ИБП могли работать внутри помещения и без обслуживания, для их герметичного изготовлении применяются три метода:

1. GEL.
2. AGM.
3. GEL + AGM.

• Гелевая технология GelledElectrolite (GEL) использует силикат натрия для застывания электролита в виде геля. Пространство незаполненных пор, образующееся в процессе застывания электролита, в SLA аккумуляторах используется для процесса рекомбинации газов при электрохимических реакциях. Гелевые АКБ для ИБП 12v герметичные и необслуживаемые, допускают глубокий разряд, но не допускают короткого замыкания и перезаряда. Эти аккумуляторные батареи могут использоваться в любом положении.
• При AGM технологии (Absorption Glass Mat) электролита абсорбируется в пористом мате из стекловолокна. В стекловолокне также присутствует незаполненные поры для рекомбинации газов. AGM аккумуляторы более приспособлены для работы в ИБП, чем гелевые. Они не только также герметичны и не требуют обслуживания, но и имеют более низкую цену. Однако, AGM АКБ не допускают сильного разряда. Устанавливаться они могут в любом положении, кроме «вверх дном».
• Совмещенная технология GEL + AGM используют оба способа загущения электролита.

Поскольку внешне АКБ AGM и GEL практически не отличаются, пользователи обычно называют оба типа аккумуляторов гелевыми, редко используя обозначение AGM.

Важно! При выборе аккумулятора для ИБП газовых котлов следует учитывать, что автомобильные АКБ принципиально не подходят для любых систем бесперебойного питания. И речь даже не только о вредности испарений автомобильной свинцово-кислотной батареи при кипении электролита. Дело в том, что аккумулятор для автомобиля предназначен для отдачи кратковременного пускового тока большой величины и не рассчитан на работу в ИБП 12v в буферном режиме, при котором он быстро потеряет емкость.

Выбор емкости аккумуляторов для бесперебойников для котлов

При выборе аккумуляторов для бесперебойников котлов надо сделать расчет необходимой емкости батареи, исходя из мощности газового котла и желаемой длительности работы в случае отключения электроэнергии.

1. Рассчитать ток потребления.
2. Умножить ток на желаемое время работы от бесперебойника.
3. Выбрать аккумулятор с ближайшим большим значением емкости.

• Для расчета тока потребления бесперебойника от аккумулятора надо мощность газового котла поделить на напряжение 12 Вольт (24 или 36 для двух/трех АКБ), а затем еще поделить на 0.8 — 0.85 (примерный КПД). Мощность газового котла можно узнать из его паспорта или посмотреть на шильдике ус тройства .
  • Пример. Газовый котел мощностью 100 Ватт. Ток аккумулятора в ИБП 12v будет: 100 Ватт/12 Вольт/0.8 = 10.4 Ампера.
• Если ИБП должен обеспечить работу газового котла в течение минимум 9 часов, то умножаем ток на время, в часах. 10.4 А* 9 ч = 93.6 Ач.
• Выбираем AGM или гелевый АКБ 12В 100Ач для ИБП газового котла.

Для бесперебойника с двумя (тремя) АКБ расчет проводится аналогично. Мощность газового котла делим на 24 (36) Вольт. Полученная в конечном результате емкость относится к каждому из двух (трех) аккумуляторов.

Примерное время работы ИБП котла от аккумулятора

Мощность котла, Вт	Время работы, ч	Емкость АКБ 12В, Ач	Емкость каждой АКБ при 2-х батареях, Ач	Емкость каждой АКБ при 3-х батареях, Ач
100	6	60	30	20
200	6	120	60	40
300	6	180	90	60
100	12	120	60	40
200	12	240	120	60
300	12	360	180	120

Рекомендации по выбору производителя аккумуляторов для ИБП для котлов

Для правильного выбора аккумулятора для ИБП котлов газового отопления рассмотрим лучших производителей AGM и гелевых АКБ в трех сегментах:

1. Бюджетный.
2. Средний.
3. Премиум.

• Лучшими аккумуляторами для ИБП газовых котлов в бюджетном ценовом сегменте являются модели бренда «Энергия». Эти АКБ изготавливаются в Китае под контролем российской компании «Энергия». Производственная линейка аккумуляторов «Энергия» для ИБП котлов содержит менее 10 моделей. При необходимости получения большей емкости, несколько батарей «Энергия» можно включать параллельно.
• АКБ Delta — лучший выбор аккумуляторов для ИБП для котлов в среднем ценовом сегменте. Батареи бренда Delta производятся на крупных китайских заводах группы компаний Vision. Качество выпускаемой продукции контролируется российскими инженерами Delta Battery. Производимый ряд AGM и гелевых аккумуляторов Delta содержит более 10 различных линеек, в каждой из которых содержатся десятки моделей емкостью от 1 Ач до 3000 Ач.
• В премиум сегменте лучшими аккумуляторами для бесперебойников газовых котлов являются модели бренда Yuasa. Аккумуляторы японской компании Yuasa производятся в Тайвани, что обеспечивает высокое качество продукции. АКБ Yuasa зарекомендовали себя только с лучшей стороны, как по надежности, так и по числу чиклов заряд-разряд. Однако, их цена примерно в два раза превышает стоимость аналогичных моделей Delta.

Рекомендуем для ИБП котлов газового отопления выбирать AGM аккумуляторы Delta.

Преимущества аккумуляторов Delta для ИБП для котлов

Использования аккумуляторов Delta в ИБП для котлов газового отопления имеет следующие преимущества:

1. Надежность.
2. Хорошее соотношение цена/качество.
3. Широкий выбор моделей АКБ бренда Delta.

• Надежность аккумуляторов Delta доказала многолетняя практика использования этих АКБ для ИБП для котлов отопления в различных условиях: в городе, в загородных коттеджах, в сельской местности.
• Практически при том же качестве, что и аккумуляторные батареи Yuasa, аккумуляторы Delta для бесперебойников котлов имеют гораздо меньшую цену.
• Большое количество различных производимых моделей АКБ Delta позволяет рекомендовать линейки, наиболее подходящие для ИБП для котлов отопления:
  • Серия Delta DTM производится для работы с источниками бесперебойного питания. В нее входят AGM аккумуляторы 12В емкостью до 200 А*ч.
  • Серия Delta HR с высокой токоотдачей предназначена для работы с ИБП мощных газовых котлов отопления .
  • Серии Delta DTM L и Delta HR L аналогичны соответствующим линейкам, но с увеличенным сроком службы (L — Long Life).

Выбираем источник бесперебойного питания для циркуляционного насоса отопления

Автономные системы отопления могут работать без циркуляционного насоса, а могут иметь один или более таких устройств. Циркуляционный насос обеспечивает нормальное движение теплоносителя по трубам отопительной системы и препятствует её застаиванию.

При отключении сетевого напряжения в результате аварии или по другой причине, отключение насоса в зимнее время может поставить под угрозу работоспособность всей системы отопления и даже привести к серьёзной аварии. Исходя из этого, источник бесперебойного питания для циркуляционного насоса отопления должен являться обязательной частью системы.

Содержание:

Принцип действия и конструкция ИБП

Источник аварийного энергоснабжения, в зависимости от конструкции, может выполнять следующие функции:

• Автоматическое переключение на питание от аккумулятора;
• Преобразование постоянного напряжения 12В в переменное 220В;
• Фильтрацию сетевых помех;
• Стабилизацию сетевого напряжения.

Переход питания циркуляционного насоса на аккумулятор, инвертирование напряжения и фильтрацию от импульсных помех выполняют все ИБП, а стабилизацию осуществляют только устройства, оборудованные соответствующим блоком.

Отечественные ИБП. Большой ассортимент инверторных источников бесперебойного питания для котлов и насосов отопления представлен отечественной компанией «Энергия», положительные отзывы о продукции которой вы можете без труда найти на просторах интернета. Ознакомиться с продукцией компании вы можете на сайте официального представителя ВольтМаркет.ру.

В системах электроснабжения могут использоваться следующие модели аварийных источников питания:

Резервные

Аварийные источники в нормальных условиях обеспечивают электропитание потребителя непосредственно от сети, а при её отключении осуществляют автоматический переход на аккумулятор. Постоянное напряжение с аккумулятора сначала поступает на преобразователь напряжения, где оно становится переменным и повышается до 220 вольт. Сетевое напряжение не стабилизируется, а чтобы блокировать сетевые импульсные помехи, в устройстве используется пассивный фильтр.

Линейно-интерактивные

Линейно-интерактивный блок резервного питания имеет одно существенное отличие. В нём для выравнивания напряжения сети используется простой стабилизатор. Он выполнен по схеме с использованием автотрансформатора, где при изменении напряжения на входе электронный коммутатор подключает соответствующие обмотки. Схема стабилизации позволяет получить на выходе напряжение лишь немного отличающееся от номинального. Преобразователь напряжения и фильтр в этом устройстве так же имеются.

Инверторные

Источник питания с использованием двойного инвертирования представляет собой конструкцию принципиально отличающуюся от двух предыдущих. В этом устройстве сетевое напряжение выпрямляется, при этом часть энергии запасается в батарее конденсаторов. Во втором инверторе происходит вторичное преобразование постоянного тока в переменный ток.

Конденсаторы выполняют двойную функцию. Если напряжение слишком велико, то в них хранятся её излишки, а в случае снижения напряжения, нехватка восполняется накопленной энергией.

Всем процессом преобразования управляет микроконтроллер с кварцевым генератором, что обеспечивает высокую точность не только напряжения, но и частоты. Каждый бесперебойник для циркуляционного насоса отопления содержит в своей конструкции зарядное устройство для подзарядки аккумуляторной батареи.

Отечественные ИБП. Большой ассортимент инверторных источников бесперебойного питания для котлов и насосов отопления представлен отечественной компанией «Энергия», положительные отзывы о продукции которой вы можете без труда найти на просторах интернета. Ознакомиться с продукцией компании вы можете на сайте официального представителя ВольтМаркет.ру.

Преимущества и недостатки различных типов ИБП

Идеального источника аварийного питания не существует, и каждая модель обладает своими достоинствами.

У резервного источника они следующие:

• Высокий КПД;
• Малый уровень шума и тепловыделения;
• Самая низкая стоимость.

Недостатки резервного источника питания:

• Большое время переключения;
• Искажённая форма напряжения на выходе;
• Отсутствует возможность коррекции амплитуды и частоты.

Параметры линейно-интерактивного источника несколько лучше:

• Высокий КПД;
• Отсутствие шумов;
• Стабилизация напряжения с использованием автотрансформатора.

Минусы:

• Длительное время переключения;
• Низкая точность;
• Форма напряжения приближена к трапеции;
• У низкобюджетных моделей наблюдается отклонение по частоте.

Предлагаем вам посмотреть хороший видеоролик о видах и критериях выбора ИБП для котлов отопления и циркуляционных насосов:

Инверторные ИБП. Система аварийного электропитания с двойным инвертированием обладает целым рядом несомненных достоинств, которые ставят эту конструкцию на лидирующее место.

• Работа в широком диапазоне сетевого напряжения;
• Высокая точность стабилизации;
• Отсутствие времени на переключение;
• Точное соответствие частоты;
• Отсутствие любых помех на выходе;
• Идеальная форма напряжения.

Минусы:

• Высокая стоимость;
• Постоянный шум от вентилятора.

Бесперебойник для насоса отопления должен обладать одним очень важным параметром – это синусоидальная форма сигнала на выходе. Если сигнал имеет форму меандра, трапеции или ступенчатой синусоиды, электродвигатель насоса будет работать в тяжёлом режиме, что в конечном итоге приведёт к необратимым последствиям и замене двигателя. Чёткую синусоиду выдаёт источник, выполненный по схеме с двойным преобразованием. В некоторых случаях можно использовать ИБП резервного типа. Это допустимо, когда напряжение питания отключается крайне редко и практически постоянно насос системы отопления работает от сети.

Критерии выбора резервного источника питания

Резервные источники питания, предназначенные для работы с насосами системы отопления должны выбираться по нескольким характеристикам:

• Мощность;
• Ёмкость аккумуляторной батареи;
• Время допустимой автономной работы;
• Возможность использования внешних батарей;
• Разброс входного напряжения;
• Точность напряжения на выходе;
• Время перехода на резерв;
• Искажения напряжения на выходе.

Выбирать ИБП для циркуляционного насоса следует по нескольким основным параметрам, определяющим из которых является мощность.

Определение требуемой мощности ИБП

Электродвигатель, являющийся составной частью насоса системы отопления, представляет собой реактивную нагрузку индуктивного типа. Исходя из этого следует рассчитывать мощность ИБП для котла и насоса. В технической документации на насос может быть указана мощность в ваттах, например, 90 W (Вт). В ваттах обычно указывается тепловая мощность. Чтобы узнать полную мощность требуется значение тепловой мощности разделить на Cos ϕ, который так же может быть указан в документации.

Например, мощность насоса (Р) равна 90W, а Cos ϕ 0,6. Полная мощность вычисляется по формуле:

Р/Cos ϕ

Отсюда полная мощность ИБП для нормальной работы насоса должна быть равна 90/0,6=150Вт. Но это ещё не окончательный результат. В момент запуска электродвигателя, его потребляемый ток возрастает примерно в три раза. Поэтому реактивную мощность следует умножить на три.

В итоге мощность ИБП для циркуляционного насоса отопления будет равна:

P/Cos ϕ*3

В приведенном примере мощность блока питания будет равна 450 ватт. Если косинус фи в документации не указан, тепловую мощность в ваттах следует разделить на коэффициент 0,7.

Емкость батарей

Ёмкость аккумуляторной батареи определяет время, в течение которого насос системы отопления будет работать при отсутствии сети. Встроенные в ИБП аккумуляторы обычно имеют небольшую ёмкость, определяемую, прежде всего, размерами устройства. Если источник резервного питания будет работать в условиях частых и длительных перебоев в электроснабжении, следует выбирать модели допускающие возможность подключения дополнительных внешних аккумуляторов.

Очень познавательный ролик о личном опыте человека, который столкнулся с приобретением инвертора для котла и насоса отопления, смотрите:

Входное напряжение

Стандарт сетевого напряжения 220 вольт предполагает допустимые отклонения ± 10%, то есть от 198 до 242 вольт. Это означает, что все устройства, используемые на территории Российской Федерации должны корректно работать в этих пределах. На самом деле в различных регионах, а особенно в сельской местности, отклонения и скачки напряжения могут значительно превышать эти величины. Перед приобретением ИБП для насоса отопления очень полезно будет выполнить замеры напряжения сети неоднократно, в течение суток. В паспорте на источник резервного питания указываются допустимые пределы напряжения на входе, при которых устройство обеспечивает напряжение на выходе близкое к номиналу.

Напряжение на выходе и его форма

Если параметры напряжения на выходе бесперебойника укладываются в допустимые 10 процентов, то для питания насоса системы отопления это устройство вполне подойдёт. Время, которое требуется плате управления, чтобы переключиться на питание от аккумулятора обычно не превышает десятков микросекунд. Для электродвигателя этот параметр не критичен.

Очень важным параметром ИБП, необходимым для корректной работы насоса системы отопления, является форма выходного сигнала. Электродвигатель насоса требует гладкой синусоиды, которую из всех моделей источников резервного питания может обеспечить только устройство двойного преобразования или on-line ИБП. Кроме идеальной синусоиды на выходе, данный источник так же выдаёт точную величину напряжения и частоты.

При установке ИБП для насоса отопления следует руководствоваться некоторыми правилами:

• Температура в помещении должна соответствовать величинам, указанным в документации;
• В помещении не должно быть паров едких реагентов и горючих жидкостей;
• Контур заземления должен быть выполнен в соответствии с правилами эксплуатации электроустановок.

Модели ИБП

Энергия ПН-1000 представляет собой мощный источник резервного питания. Благодаря встроенному стабилизатору, устройство обеспечивает номинальное напряжение на выходе при изменениях сетевого напряжения в пределах 120-275 вольт. Форма сигнала в виде гладкой синусоиды прекрасно подходит для питания реактивной индуктивной нагрузки, какой является электродвигатель насоса отопительной системы. Энергия ПН-1000 вместе с аккумулятором Delta DTM 12100L на 100А/ч обеспечивает бесперебойное питание для насоса отопления мощностью 150Вт в течение 8 часов. Устройство имеет встроенный фильтр сетевых помех, информационный дисплей и интерфейс RS-232.

Этот и другие стабилизаторы напряжения для отопительной системы от компании Энергия вы можете найти на сайте официального представителя компании ВольтМаркет.ру.

Компактный источник аварийного питания Теплоком 222/500 предназначен для применения в отопительных газовых системах. Это простое устройство с однофазным стабилизатором релейного типа обеспечивает работу с нагрузкой, не превышающей 230 Вт.

Универсальный стабилизатор Скат ST 1515 обеспечивает напряжение 220 В при колебаниях сети от 145 до 260 В и значении частоты 50 Гц ± 1 %. Если величина напряжения превышает указанные параметры, нагрузка будет отключена автоматически.

Подводим итоги

На основании эксплуатационных требований к электродвигателям насосов систем отопления ИБП должен обеспечивать следующие параметры:

• Форма напряжения – гладкая синусоида;
• Запас по мощности – не менее 20%;
• Автоматическое отключение нагрузки;
• Минимальное время переключения на резерв.

Кроме того, устройство должно работать в определённом диапазоне температур, иметь устройство индикации режимов и физических величин.