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.

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.