Выбор бесперебойника для твердотопливного котла

Даже самая ультрасовременная и высокотехнологичная отопительная техника не может быть самодостаточной. Наличие датчиков контроля, автоматики управления, вентиляторов и агрегатов для вытяжки и нагнетания воздушной массы делает нагревательный котел зависимым от электричества. Данные особенности не обошли стороной и твердотопливные агрегаты, которые многие привыкли считать полностью автономными отопительными приборами. Любые сбои в работе системы энергоснабжения крайне негативно отражаются не только на эффективности работы системы отопления, но и могут стать причиной выхода котельного оборудования из строя. Особенно это неприятно в разгар зимы, когда на автономную систему отопления выпадает наибольшая нагрузка.

Решить проблему постоянного энергоснабжения отопительных агрегатов поможет бесперебойник для твердотопливного котла – устройство, которым сегодня оборудуется практически любое домовладение, оснащенное электроприборами различного назначения.

Что такое ИБП? Основные технические требования к устройствам

Аббревиатура ИБП означает — источник бесперебойного питания, в английском языке UPS. Устройство предназначено обеспечить на определенный промежуток времени энергоснабжение любого аппарат, прибора или механизма для нормальной работы. Бесперебойник является своего рода предохранителем от несанкционированных отключений централизованного энергоснабжения, которое может привести к выходу из строя энергозависимого оборудования и к утрате его функциональности.

Устройством бесперебойного питания оснащается практически любая современная техника, которая так или иначе, конструктивно связана с электричеством. В каждом отдельном случае для автономного обеспечения оборудования электричеством используется свой тип бесперебойника, обладающий определенными параметрами и специфическими характеристиками.

К примеру: ИБП для офисной техники имеет определенную емкость и выходное напряжение, тогда как бесперебойник для домашних бытовых электроприборов, включая отопительные приборы, рассчитан на другие электротехнические параметры. В данном случае устройство имеет свои конструктивные особенности.

Начнем по порядку. Что отличает бесперебойник энергоснабжения для котла твердотопливного, котла, от аналогичных устройств, стоящих на оснащении других электроприборов.

1. Источник бесперебойного питания для отопительных агрегатов должен иметь параметры выходного напряжения, идентичные параметрам работы электрооборудования, которое стоит на оснащении твердотопливных котлов. Синусоидальная форма напряжения характерна для электромагнитных клапанов, обеспечивает работу насосов и нагнетателей. Только в этом случае при исчезновении тока в сети, электрические приборы нагревательного агрегата будут работать в нормальном режиме.

Важно! Использовать для обеспечения работы котла ИБП, предназначенный для компьютерной техники не рекомендуется. Причина в том, что такие устройства не дают синусоидальное напряжение, наоборот, офисные бесперебойники дают прямоугольный меандр с нулем.

2. Устройство бесперебойного питания для отопительных агрегатов на твердом топливе должно обеспечивать достаточно длительную работу нагревательной техники. Другими словами емкость аккумулятора должна быть значительной, что бы обеспечить автономное функционирование котельного оборудования во время отсутствия электроснабжения. Офисные устройства рассчитаны максимум на 10-15 минут питания, рассчитанного только для того, что бы вывести компьютерную технику из рабочего режима без сбоев.

3. Любой отопительный котел, твердотопливные устройства не исключение, чувствительны к перепадам напряжения. При включении бесперебойник должен получать от аккумуляторов достаточное количество электроэнергии, достаточной для того, что бы выдавать напряжение с такой же фазой, как в централизованной сети.

4. При перебоях в сети и отключениях, переход твердотопливного котла на энергообеспечение от ИБП, не должен превышать 10 миллисекунд.

Типы бесперебойников для твердотопливной нагревательной техники

Любая система автономного отопления оснащается бесперебойником. В зависимости от вида и типа котельного оборудования, устанавливается источник бесперебойного питания соответствующего типа. На сегодняшний день в практической плоскости используется три типа ИБП:

• устройства off-line;
• приборы Line – interactive;
• двойные преобразователи, системы On-line.

Каждая модель устройства отличается своей конструкцией и принципом действия. Рассмотрим детальнее.
Бесперебойники off-line являются самыми распространенными приборами. Они имеют простую конструкцию и доступную стоимость. В основе работы лежит следующий принцип:

• исчезновение напряжения в сети, перепады напряжения запускают в действие цепь ИБП – АКБ. Появившееся напряжение возвращает устройство в нормальный режим – питание от электросети. Время переключения прибора на энергоснабжение от аккумуляторов и обратно, составляет не более 15 миллисекунд.

Изделие состоит из традиционных элементов: инвертора, преобразующего постоянный ток в аккумуляторе в электричество напряжением 220В. Модели типа off-line работают от электросети с напряжением 170-270В. Основное отличие данного типа заключается в том, что у них отсутствует стабилизатор напряжения, поэтому выходное напряжение у таких бесперебойников равносильно напряжению в сети.

На заметку: При нестабильной работе электросети, бесперебойник постоянно переключается то на АКБ, то на централизованную сеть энергоснабжения. Подобный режим приводит к быстрому сокращению срока службы устройства.

Другой тип ИБП, используемый на практике, интерактивные источники бесперебойного питания. Эти приборы представляют собой оборудование, занимающее среднюю нишу, как по функциональности, так и в плане стоимости. Принцип работы интерактивных источников автономного питания аналогичен работе инверторов off-line. Единственная разница заключается в наличии стабилизатора напряжения. Благодаря своей конструкции такие приборы более надежны и безопасны в эксплуатации. Каждая модель в данном случае рассчитана на взаимодействие с центральной сетью электроснабжения 170-270В.

Последний, третий тип бесперебойников представляет собой устройства, работающие в режиме живого времени, on-line. В этих приборах практически нет недостатков, свойственных двум другим типам ИБП. Основная изюминка этих приборов в следующем:

• ИБП в режиме реального времени преобразовывает входной переменный ток в постоянное напряжение, независимо от его параметров и характеристик. В дальнейшем происходит уже преобразование постоянного тока в стабилизированное, переменное напряжение.

Такие модели обладают неоспоримым преимуществом, к тому же ИБП on-line эффективно работают в паре с генераторными установками. Такая особенность очень актуальна в тех ситуациях, когда централизованное энергоснабжение отсутствует длительное время, работа электрических приборов зависит от функциональности автономных миниэлектростанций.

*
С технологической точки зрения конструкция ИБП on-line достаточно сложная. Соответственно у таких изделий высока стоимость. Целесообразность применения такого оборудования оправдана в тех условиях, когда установлены модели котлов, чувствительные к скачкам напряжения.

Исходя из вышесказанного, можно сделать определенные выводы. Чаще всего для нормальной работы отопительных котлов, работающих на угле, дровах и других видах твердого топлива, достаточно обзавестись активным бесперебойником или устройством off-line. Когда в загородном доме или в частном секторе в связи с частыми отключениями электричества основная нагрузка выпадает на дизельные генераторы, лучшим вариантом станет покупка источника бесперебойного питания on-line.

Выбор бесперебойника. На что обратить внимание

На выбор бесперебойника для твердотопливных котлов оказывает влияние самые различные факторы. Прежде всего, необходимо определить мощность отопительного агрегата, функциональные возможности системы отопления которую будет обеспечивать в случае необходимости ИБП.

Во многом от мощности котла зависит не только тип источника бесперебойного питания, но и тип аккумулятора. Емкость АКБ является определяющей длительность работы бесперебойника. В таблице приведены параметры оборудования, соответствующего тому или иному обогревательному прибору.

Мощность котла, Вт	50	100	150	200	300	400	500
Емкость аккумулятора (АКБ) Ам/ч
65	6.8	6.8	3.9	2.2	1.5	1.1	0.7
100	25.7	12.2	7.2	5.4	3.1	1.8	1.4
150	37.9	18.1	12.1	8.1	5.4	3.4	2.1
250	49.2	24.6	16.0	12.0	7.3	5.5	3.8

На выбор типа ИБП влияет не только мощность отопительного аппарата, но количество дополнительных агрегатов, работающих от электричества. Сюда следует отнести вентиляторы, насосы отопительной системы, устройства контроля, сигнализации и регулировки.

Оптимальный выбор ИБП так же зависит от качества централизованного энергоснабжения, к которым относятся частота отключений, длительность отключений и диапазон перепадов напряжения в сети.

Важно! При анализе возможностей ИБП не стоит забывать об индукционной нагрузке. Механизмы и электроприборы, стоящие на оснащении отопительной техники дают значительную индукционную нагрузку на внутреннюю электросеть. При запуске вентиляторов или циркуляционных насосов нагрузка в сети возрастает в 3-6 раз. Современные модели бесперебойников способны выдержать кратковременные перегрузки, однако, лучшим вариантом станет покупка ИБП с запасом мощности в 25-30%.

Заключение

В конечном итоге, при покупке устройства следует обратить внимание на его автономность. Длительность работы ИБП напрямую зависит от емкости аккумулятора. Соответственно, чем больше емкость АКБ, тем выше стоимость прибора. Как правило, для работы ИБП в системе автономного отопления используются стационарные аккумуляторы двух типов: AGM или GEL. Это устройства, сделанные на основе свинцово-кислотных элементов.

Аккумуляторы типа GEL имеют большую емкость и рассчитаны на значительные нагрузки. К тому же, данный вид аккумуляторов имеет значительный ресурс циклов зарядки и разрядки.

На заметку: для работы твердотопливных котлов (любые отопительные приборы) не следует использовать автомобильные аккумуляторы. Причина в химическом составе окислителя. Использование ИБП для работы автономного котла предполагает установку устройства вместе с аккумулятором в котельном помещении. Испарение водорода в процессе работы отопительного оборудования может привести в итоге к образованию взрывоопасной водородно-кислородной смеси.

Предложенные типы аккумуляторов для работы бесперебойников обладают неоспоримым преимуществом — они не нуждаются в постоянном обслуживании.

На видео показано, каким образом следует подбирать для твердотопливных котлов бесперебойник питания.

Как выбрать ИБП для газового и твердотопливного котла

Закрытая водяная система не работает без электричества, поскольку циркуляцию теплоносителя обеспечивает насос. Отопительные агрегаты с микропроцессорными блоками управления тоже питаются от электросети. Отсюда вывод: хозяину частного дома желательно обзавестись источником бесперебойного питания (сокращенно – ИБП) на случай аварийного отключения электроэнергии. Мы подскажем, как выбрать ИБП для котла отопления любого типа – газового, твердотопливного, пеллетного или дизельного.

3 критерия выбора блока питания

Начнем с постановки задачи. При отключении света «бесперебойник» для котла должен моментально взять на себя функцию внешнего источника питания и поддерживать работу отопительного оборудования, пока электроснабжение не возобновится.

Упрощенно принцип работы ИБП выглядит так: в обычном режиме блок преобразует переменный ток в постоянный и заряжает аккумулятор. Когда напряжение в сети исчезает, происходит обратный процесс – постоянный ток батареи преобразуется в переменный, который подается на котел.

Принцип действия аппарата бесперебойного питания

В интернет-магазинах продается несколько разновидностей устройств резервного электропитания, цена блоков колеблется в широком диапазоне. Чтобы выбрать подходящий ИБП без лишних переплат, учитывайте 3 фактора:

• потребляемая мощность котла и другого оборудования – дополнительных насосов, вентиляторов, электроприводов на смесительных клапанах, терморегуляторов;
• длительность автономной работы;
• качество электроэнергии в районе проживания.

Примечание. Некачественное электроснабжение подразумевает частые отключения, сильные перепады напряжения в сети либо применение бензинового генератора.

Теперь разберем перечисленные факторы подробнее.

Как определить мощность ИБП

Поскольку во всех современных системах отопления задействовано от 1 до 10 циркуляционных насосов, «бесперебойник» обязан выдерживать высокие пусковые токи. В момент включения агрегата данный показатель возрастает минимум в 2 раза (на более мощных насосах системы водоснабжения – в 3 раза). Мощность блока питания считаем так:

1. Выясняем энергопотребление каждой единицы оборудования – котла, отдельно стоящих циркуляционных насосов, вентиляторов либо дымососов ТТ-котла, электроприводов, пеллетных/дизельных горелок.
2. Суммируем полученные данные, результат умножаем на 2.
3. Подбираем ИБП, чья мощность равна или больше полученной цифры.

При расчете производительности ИБП надо суммировать энергопотребление всех насосов в котельной

Если подходить скрупулезно, то надо бы удваивать только мощность двигателей насосов и вентиляторов, ведь электроника не создает пусковых токов. Но доля электронных систем в общем энергопотреблении настолько мала, что считать ее отдельно нет смысла.

Справка. Потребляемая мощность газового настенного котла прописана в паспорте агрегата либо на табличке, прикрепленной к корпусу. У большинства насосов параметр указан на торце, рядом с винтом, как показано ниже на фото.

Пример. Газовая котельная установка потребляет 130 Вт, дополнительный перекачивающий агрегат – 82 Вт. Минимальная мощность источника бесперебойного питания составит (130 + 82) х 2 = 424 Вт.

Для расчетов берется значение мощности, потребляемой насосом на самой высокой скорости вращения ротора

Продолжительность работы

Сколько времени будет продолжаться работа газового котла от ИБП, определяет домовладелец из личного опыта. Только вы знаете длительность отключений электроэнергии в месте проживания. Основываясь на этих данных, выбирайте 1 из 2 видов «бесперебойников»:

1. Когда свет пропадает на 10–15 минут, достаточно иметь блок со встроенным аккумулятором. Если отключение затянется на 30–60 минут, вы сможете корректно завершить работу любого теплогенератора – газового или твердотопливного. Еще останется запас на остывание здания, ощущение холода появится через 1–1.5 часа.
2. При более длительных перерывах электроснабжения понадобится ИБП с внешним аккумулятором. Обратите внимание: обычно батарея не продается в комплекте с прибором, ее придется купить отдельно.

Совет. Если электричество отсутствует сутками, «бесперебойник» с аккумуляторами обойдется слишком дорого. Дешевле приобрести бензиновый электрогенератор + стабилизатор напряжения. Более кардинальный способ – смонтировать самотечное отопление с энергонезависимым газовым/дровяным котлом.

Как нетрудно догадаться, длительность работы отопления зависит от 1 показателя – емкости батареи, мощность блока не играет роли. Например, ИБП с внешним аккумулятором 60 ампер-часов сможет поддерживать наш теплогенератор с насосом (212 Вт) в течение 2 ч. Возьмем батарею на 75 Ач – получим около 3 ч рабочего времени.

Четко рассчитать продолжительность работы котла от «бесперебойника» с аккумулятором довольно сложно. Причина – непостоянное потребление энергии:

• газовый отопительный агрегат периодически останавливает и разжигает основную горелку;
• автоматика ТТ-котла управляет вентилятором, выполняет продувку топки, иногда отключает насос;
• в пеллетной горелке стоит 2 двигателя (шнек и нагнетатель) плюс элемент автоматического розжига, перечисленное оборудование управляется контроллером.

Чтобы подобрать емкость аккумуляторной батареи, предлагаем воспользоваться таблицей, в ней указано приблизительное время автономной работы в зависимости от энергопотребления и величины заряда. При выборе делайте запас 10…20% на пусковые токи электромоторов.

Качество электроснабжения

Прежде чем выбирать ИБП для газового котла или теплогенератора другого типа, замерьте перепады напряжения в домовой электросети. Проблема заключается в следующем: далеко не всякий «бесперебойник» может нормально функционировать при падениях ниже 180 вольт. В подобных случаях наблюдается 2 сценария (зависит от модели аппарата):

1. Прибор подает сигнал об отсутствии тока и начинает отнимать энергию у аккумулятора, хотя в действительности свет не отключался. Батарея быстро садится, ресурс сокращается.
2. ИБП просто отключается, показывая ошибку и подавая звуковой сигнал. Следом останавливается теплогенератор вместе с другим оборудованием.

Вывод. При наличии глубоких просадок сетевого напряжения следует выбирать ИБП со встроенным инверторным стабилизатором, способным выравнивать перепады в диапазоне 140…300 вольт. Если вы уже приобрели обычный «бесперебойник», придется докупать отдельный стабилизатор.

Требование также относится к бензиновым/дизельным генераторам. Эти агрегаты плохо поддерживают частоту тока 50 Гц (исключая дорогие модификации), то есть, выдают неправильную синусоиду на выходе. Электрогенератор подключается к котлу через ИБП с инверторным стабилизатором и отдельное устройство автоматического пуска (блок АВР). Электростанция должна запускаться сама – вдруг хозяев не окажется дома, когда отключат свет.

Как выбирать ИБП для газового котла

Когда мы выяснили потребляемую мощность, величину заряда аккумулятора и способы выравнивания напряжения, можно переходить к выбору самого «бесперебойника». Интернет-магазины предлагают источники питания с 3 видами архитектуры:

• аппараты типа off line;
• линейно-интерактивные ИБП;
• блоки непрерывного действия типа on line.

Принцип работы офлайн «бесперейбоника» простой – какое напряжение входит в блок, такое и выходит. Если сеть сильно падает, прибор использует энергию батареи. Онлайн-аппарат работает иначе: сначала входной ток выпрямляется, «загоняется» в строгие рамки – 220…230 В, 50 Гц, затем снова преобразуется в переменный и направляется потребителю. Линейно-интерактивный ИБП – это блок off line со встроенным стабилизатором.

Справка. Стоимость «бесперебойников» зависит от архитектуры, мощности и диапазона входного напряжения. Пример: китайский ИБП «Люксеон» (Luxeon) 0.3 кВт типа онлайн стоит около 60 у. е., аналогичный интерактивный – 100 у. е. Если нужна мощность 700 Вт, то стоимость увеличивается до 210 и 160 у. е. соответственно.

Какой «бесперебойник» лучше выбрать для газового котла:

1. Для поддержания работы теплогенератора лучше всего подходят ИБП непрерывного действия (онлайн) с возможностью подключения внешних аккумуляторов. Приборы off line не годятся.
2. Если мощность потребления не превышает 0.5 кВт, а продолжительность отключения – 1 час, подойдет линейно-интерактивный блок со встроенной батареей.
3. Резервный источник должен давать на выходе чистую синусоиду, это важно для нормальной работы электродвигателей насосов. ИБП для бытовой техники или компьютеров не подойдут для котлов, поскольку выдают так называемую аппроксимированную синусоиду или квазисинусоиду.
4. Чтобы не покупать отдельный стабилизатор, выбирайте аппарат, способный сгладить перепады напряжения в электросети. Существуют модели, выравнивающие напряжение в широком диапазоне – от 120 до 300 вольт, правда, такие ИБП стоят дороже обычных.
5. При использовании генератора нужно стабилизировать не только напряжение, но и частоту тока. Здесь нужен «бесперебойник» типа онлайн с инвертором, другие использовать бессмысленно.
6. Импортные настенные котлы нередко чувствительны к расположению фазы. Если вставить вилку в розетку неправильно, агрегат уходит в ошибку. Для такого отопителя присматривайте блок питания со сквозным «нулем».

Ступенчатая и аппроксимированная форма выходного сигнала не подходит для отопительной техники

Разъяснение по поводу компьютерных ИБП. Аппроксимированная синусоида на выходе таких аппаратов хорошо воспринимается электроникой, а вот асинхронные двигатели насосов сильно греются, гудят и быстро выходят из строя. Вот почему необходим «бесперебойник» с правильной синусоидой.

Новый блок резервного питания лучше сразу проверить. Подключите аппарат к газовому котлу согласно инструкции и попробуйте запустить агрегат в режим отопления. Если автоматический розжиг не сработает, блок нужно менять на другую модель.

Бытовой ИБП для твердотопливного котла выбирается аналогичным образом – определяется мощность электроустановок и контроллера, качество электроснабжения и длительность автономного режима. Дальше следуйте нашим советам или рекомендациям, озвученным на видео:

«Бесперебойник» и автомобильный аккумулятор

Использовать свинцово-кислотные батареи от легкового авто в паре с ИБП крайне нежелательно. Но многие домовладельцы все равно это делают, главный аргумент – более низкая цена источника питания. Почему нельзя эксплуатировать бесперебойный блок с автомобильным аккумулятором:

1. Батареи для автомобилей являются стартерными, их задача – выдать большой пусковой ток, потом снова зарядиться до максимума. Для ИБП нужны тяговые аккумуляторы, сделанные по технологии GEL либо AGM.
2. Автомобильная батарея боится глубокого разряда, случится 2–3 таких цикла и ее емкость значительно уменьшится.
3. В процессе зарядки кислотный аккумулятор выделяет в помещение вредные газы и водород. В определенных условиях он может взорваться – это общеизвестный факт.
4. Из свинцово-кислотного аккумулятора будет быстро выкипать электролит, придется постоянно следить за уровнем и доливать дистиллированную воду, проверять плотность и так далее.
5. Срок службы специализированных гелевых батарей составляет 6–10 лет, автомобильный не «проживет» и половины указанного срока.

Отсюда вывод: не эксплуатируйте ИБП для газового котла с аккумулятором от авто, разве что в крайнем случае, как временный источник питания. Лучше приобрести специализированные тяговые батареи и не беспокоиться.

Заключение

Чтобы успешно выбрать ИБП для котла, надо выявить все проблемы, связанные с электроснабжением вашего загородного дома. Выясните заранее диапазон перепадов напряжения, зафиксируйте длительность и частоту отключений. Решить задачу поможет реле напряжения с дисплеем – недорогой прибор, отключающий электричество при скачках во внешней сети.

Дальше посчитать мощность и подобрать «бесперебойник» гораздо проще. Если используете автономную электростанцию (генератор), узнайте параметры выходного напряжения, которое должен обрабатывать блок резервного питания.