ИБП для котлов отопления: особенности выбора прибора

Современная отопительная техника, независимо от того на какой вид топлива рассчитана, зависит от электричества в сети.

Например, газовые котлы имеют энергозависимое автоматическое управление, принудительную систему удаления газов (посредством вентилятора), а обеспечением циркуляции в трубах, занимается циркуляционный насос.

То же и в отношении некоторых твердотопливных, жидкотопливных и, конечно, электрических отопительных приборов. Во всех этих случаях обязательное условие – это установка ИБП для котлов отопления. О них и пойдёт речь.

Нужно ли покупать ИБП для котла

1. Страхует на случай отключения электроэнергии.
2. Улучшает качество подаваемого тока.

Жизненно важна первая функция. В суровые холода, отключение электричества может привести к замерзанию системы, и вылиться в дорогостоящий ремонт с заменой труб.

Это не говоря уже о вреде здоровью самих жильцов. На этот случай устанавливается (обычно возле котла) комплект: ИБП + АКБ. ИБП, он же бесперебойник, блок питания, или стабилизатор, а также специальные аккумуляторные батареи.

От того, какой ёмкости будут батареи, сколько их будет и какую нагрузку они получат от котла, будет зависеть, какое время Ваша система отопления сможет работать автономно.

Другая функция ИБП не так заметна людям, но ощутима для чувствительной электроники. Дело в том, что электроэнергия подаётся в наших сетях далеко не всегда идеального качества.

Бывают резкие скачки, повышения и понижения напряжения. Встроенный стабилизатор выровняет ток до оптимальных показателей.

Как работают источники бесперебойного питания для котлов отопления?

Суть работы источника бесперебойного питания (ИБП для газового котла) в следующем. В штатном режиме блок питания включается в розетку с одной стороны, а с другой – к тому оборудованию, которое питает (котлу, насосу и так далее).

Проходя сквозь встроенный стабилизатор, электрический ток преобразуется, выравнивается, и на выходе приобретает вид правильной синусоиды. В таком виде ток попадает к отопительному оборудованию. Параллельно с этим, происходит подзарядка аккумуляторов (обычно зарядка происходит несколько дольше, чем разрядка).

Схема работы ИБП для котла отопления

В критической ситуации, в момент, когда пропало электричество, бесперебойник для котла автоматически переходит на режим забора энергии у батарей и питает уже от них котёл и насос.

Так, однако, работают не все виды бесперебойников. Рассмотрим, какие они бывают и чем отличаются.

Если тепло в вашем доме обеспечивается электрозависимым прибором, вам не помешает приобрести бесперебойник для насоса отопления на случай отключения света. Поговорим об особенностях выбора прибора.

Принцип работы электрического двухконтурного котла отопления разберем тут.

Решили приобрести электрический котел отопления, но не знаете, какой выбрать? Тогда следующая статья – для вас: https://microklimat.pro/otopitelnoe-oborudovanie/kotly/elektricheskie-kak-vybrat.html. Виды электрокотлов, производители оборудования, особенности выбора.

Выбор ИБП

Сразу оговоримся, что бесперебойник для котла – это совершенно не одно и то же, что для компьютера, а аккумулятор от автомобиля не подойдёт, как заменитель АКБ для отопительной системы. Параметры этих агрегатов совершенно разные, и используя их не по назначению, можно потратить впустую деньги и навредить технике.

Итак, специальные блоки БП для отопительного оборудования могут быть:

1. Резервными (или Off-Line). Не производят стабилизацию напряжения, а значит, не удовлетворят прихотливую автоматику котла. Кроме того, понижение напряжения в сети, бесперебойник воспринимает, как сигнал к переходу на резервное питание. А поскольку падение напряжения бывает довольно часто, эти «холостые» смены режимов быстро изнашивают технику.
2. Линейно – интерактивными. Стабилизируют электричество и накапливают его впрок. Но чтобы перейти с режима на режим, такому прибору понадобится время – около 3 – 7 мсек. Ничтожно мало, но ощутимо для автоматики. Хотя КПД такого варианта выше всех (90 – 95%) и уровень шума самый низкий, всё же стоит остановить выбор на третьем типе бесперебойников.
3. Двойного преобразования, или Оn-line. Именно его принцип работы был описан выше. Электрический ток вначале превращается в постоянный (он может одновременно заряжать АКБ), и сразу преобразуется в переменный нужных параметров и питает технику. Под защитой такого ИБП, котёл всегда «на связи» – для перехода от сети на аккумуляторы не понадобится нисколько времени. Хотя такие преобразования требуют некоторых затрат ресурсов (от чего КПД снижается до 70 %), всё-таки именно данный вид считается наиболее совершенным и надёжным.

Определившись с разновидностью агрегата, переходят к выбору технических параметров. В продаже имеются приборы:

Для частных домовладений обычно приобретаются однофазные модели.

Бесперебойник для отопления

Рабочее напряжение – ещё один важный показатель, особенно там, где неудовлетворительное качество сетевого напряжения. Говоря просто, этот показатель – границы, в которых ИБП будет работать, не переключаясь на аккумуляторы. Если напряжение упадёт ниже установленного уровня, бесперебойник сочтёт это за отключение.

Как рассчитать диапазон:

• В течение длительного времени нужно снимать показания напряжения в конкретной сети и фиксировать все отклонения от нормы, чтобы найти максимальные.
• ИБП приобретается с запасом в обе стороны.

Например, если наблюдались скачки до 237 Вольт (+ 8 %), то покупается ИБП, с диапазоном 220 ± 10 %.

Аккумулятор и мощность зарядки

Аккумуляторы для бесперебойной работы котла должны медленно отдавать заряд, и выдерживать множество повторяющихся циклов «заряд – разряд».

Автомобильные этого не умеют, а специальные представлены на рынке двумя модификациями, отличающимися содержимым:

Гелиевые. Первые имеют в составе густой гель, который не вытекает, даже при опрокидывании. Циклов перезагрузок он выдержит около 600. Однако пригодным для жилья их можно назвать условно (разрабатывались для военных самолётов), поскольку при закипании могут взорваться.

Стекловолоконные, или AGM, чаще всего продают в паре с бесперебойниками. Они более безопасны (им не страшна перезарядка), хотя и служат в два раза меньше. Кроме того, от владельца потребуется иногда заглядывать в устройство и проверять уровень электролита.

Мощность самого блока БП

Это не то же самое, что ёмкость батарей, но мощность ИБП также должна быть рассчитана исходя из общей мощности всех агрегатов, подключённых к нему (например, котёл и насос). Суммировав мощность, добавляют около 20 % и приобретают бесперебойник с таким запасом.

Подбирают блок к аккумуляторам по принципу 1:10, то есть сила тока бесперебойника (в Амперах), может быть в 10 раз меньше, чем ёмкость аккумуляторной батареи. Например, для эффективной зарядки АКБ на 60 Ач, требуется блок с показателем 6 А.

Покупая более мощный бесперебойник, можно увеличить возможную нагрузку на него (подсоединяемых аккумуляторов). А чтобы увеличить время работы приборов, нужно приобретать аккумуляторы большей ёмкости.

Расчет времени резервного питания

Продолжительность автономной работы котла напрямую зависит от ёмкости аккумуляторных батарей. Как правило, в сопроводительной документации к АКБ, указывается, сколько времени она сможет поддерживать работу приборов при разной нагрузке.

Для того чтобы рассчитать время самостоятельно, нужно знать три величины:

1. Рабочее напряжение батареи (например, 12 Вольт).
2. Ёмкость батареи (указывается в Ампер-часах в документации).
3. Общую мощность всех приборов, которые будут к ней подключены.

Формула расчёта времени:

T = E × U ÷ P

• Т – Время независимой работы.
• E – Ёмкость АКБ.
• U– Напряжение батареи.
• P– Полная мощность в ВА (Вольт Амперах), а не Вт. Суммарную мощность приборов в Вт нужно разделить на 0,7 чтобы получить значение в ВА.

Результаты будут приблизительными (на практике время будет чуть меньше), поскольку нужно учитывать коэффициенты полезного действия, разряда аккумулятора и т.д.

Примерный расчёт к АКБ на 100 Ач показывает, что при нагрузке в 0,5 кВт, его работы хватит на 2 часа. Тот же аккумулятор при 300 Вт поддержит работу в течение почти 3,5 часов.

Важно помнить, что со временем ёмкость батарей падает. Хороший уход – это содержание в чистоте, температурный режим и проветривание. Особенно быстро батареи «садятся», при длительных простоях, без заряда-разряда.

Советуют раз в три – четыре месяца «тренировать» АКБ. Имитировать отключения электроэнергии, чтобы дать ей поработать.

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.

Стоимость ИБП для котлов отопления

Средняя цена на блок управления системой варьируются от 15 до 23 тыс. руб. Отдельно приобретаются аккумуляторные батареи нужной ёмкости. Слабенькие АКБ на 26 Ач будут стоить около 3000 руб. А если брать аккумулятор на 200 Ач, он обойдётся уже в 20 тыс. руб.

Где купить?

• Линейно – интерактивный ИБП Энергия ПН500. Мощностью 210 Вт. Диапазон напряжения 146 – 220 В. Стоимость в интернет-магазине larmana 9 тыс. руб. Для справок +7 495 215 09 63.
• Он-Лайн ИБП. LanchesЕа910 Lcdh 1kva. Мощностью 800 Вт. Диапазон напряжения (115 – 295) ±5. Стоимость в интернет-магазине Нова Энерджи -20 909 руб. Для справок +7 (495) 978-93-22.
• Он-Лайн ИБП Sigma 1 KSL. Мощность 800 Вт. Диапазон напряжения 138 – 300 В. Стоимость в интернет-магазине Helior 17600 руб. Для справок +7(499) 557-09-55.
• Готовый комплект: Он-Лайн ИБП Zenon Ultra 1000LT-24. И 2 батареи Delta DTM 12100L (вида AGM по 100 Ач каждая). Стоимость в интернет-магазине Tok-Shop 38 228 руб. Для справок 8 (495)979-02-298.
• Готовый комплект: Исток ИДП-1-1/1-1-220-Д (мощность 800 Вт. Диапазон напряжения 220 ± 2 %) и 2 батареи на 12 Ач. Стоимость на сайте Группы Русэлт (Ruselt) 21 150 руб. Для справок 8-800-555-52-12.
• Готовый комплект: P-Com PC 500 (Линейно – интерактивный, диапазон напряжения 220 ± 10 %) + 1 АКБ P-Com CT12-55 (55 Ач).

Источник бесперебойного питания обеспечит сохранность и длительную работу котельного оборудования, а также не позволит замёрзнуть при выключении электричества. Стоит приобретать ИБП с запасом мощности, на случай дальнейшего расширения системы. А батареи должны быть подобраны по ёмкости к блоку управления. Чем больше будет их суммарная ёмкость, тем дольше система отопления сможет обходиться без подпитки извне.

Электрическое отопления является самым дорогостоящим. Инвертор для котла отопления позволит существенно сэкономить на обогреве. Читайте, как это работает.

В чем преимущество отопительных котлов комбинированного типа, вы узнаете в этом материале.

Видео на тему

Выбор источника бесперебойного электропитания для системы отопления загородного дома

Статья подготовлена при участии компании CyberPower Systems

В преддверии нового отопительного сезона многие владельцы загородных домов задумываются над вопросом, что будет с системой отопления в случае отключения электропитания. Независимо от того, что явилось причиной блэкаута — обрыв проводов, перегрузка подстанции или масштабная авария, запоминаем главное правило. Современной системе отопления необходим надёжный источник бесперебойного электропитания, который, в случае необходимости, сможет заменить основную сеть.

Итак, из этой статьи вы узнаете:

• Для чего котельной требуется резервный источник электроэнергии.
• Как выбрать источник бесперебойного питания (ИБП/UPS).
• Какие нюансы нужно учесть при выборе аккумулятора для ИБП.

Особенности выбора ИБП для котельной

Котельная современного загородного дома — это сложная энергозависимая инженерная система. Для бесперебойной работы системы отопления требуется постоянное обеспечение электроэнергией котла и насосов, которые обеспечивают циркуляцию теплоносителя по трубам. В случае отключения электричества, циркуляционные насосы перестают работать, отключается блок управления котла, а система отопления останавливается.

При длительном отключении электроэнергии зимой это, помимо существенного снижения уровня комфорта в загородном доме, может привести к заморозке системы отопления или к возникновению аварийной ситуации. Например, если сердцем системы отопления является энергонезависимый твердотопливный котёл, то при исчезновении электричества сразу отключатся циркуляционные насосы.

Дровяной или угольный котёл, в силу своей конструкции, продолжит работу и будет нагревать теплоноситель, который уже не прокачивается по трубам системы отопления. В случае, если циркуляция жидкости в системе отопления осуществляется принудительным способом (теплоноситель прокачивается насосом), а не смонтирована система отопления с естественной циркуляцией (гравитационного типа), теплоноситель может закипеть или, в худшем случае, просто взорваться.

Избежать подобных неприятностей можно, если смонтировать систему резервного питания отопительного оборудования.

Надёжная и бесперебойная работа современных отопительных котлов, например газовых, пеллетных или дизельных, так же, как и всей системы отопления, полностью зависит от наличия в доме электроэнергии. Электричество запитывает важнейшие узлы котла – циркуляционный насос и блок электронного управления. В случае отключения электроэнергии подача тепла прекращается.

На первый взгляд кажется, что смонтировать систему резервного питания для котельной — не очень сложно. Например, достаточно подключить к котлу недорогой «компьютерный» бесперебойник или смастерить систему на основе обычных автомобильных аккумуляторов. Это мнение ошибочно, т.к. для работы котла от ИБП нужно, чтобы он отвечал определённым требованиям.

Выбор правильного источника бесперебойного питания

Как уже говорилось выше, современный котёл — это сложное оборудование, снабженное микропроцессорным блоком управления, чувствительным к скачкам напряжения и, что особенно важно, — к качеству электроэнергии.

В зависимости от конструкции, бесперебойники обеспечивают выходное напряжение двух форм — чистый синус и аппроксимацию синусоиды. Причём, последнюю форму синусоиды — т.н. меандр (прямоугольная форма выходного сигнала) выдают недорогие бесперебойники, предназначенные, например, для использования с простым оборудованием, не чувствительным к форме входного напряжения.

ИБП этого типа, помимо малой ёмкости встроенной батареи, неспособной обеспечить долговременную работу котельного оборудования, совершенно не подходят для запитки микропроцессорных плат котлов, т.к. блок управления воспринимает меандр (или квазисинусоиду), как ошибку. Циркуляционный насос если и запустится, то будет работать с перебоями и повышенным шумом, также существенно сократится его ресурс. Кроме этого, дорогостоящее оборудование может просто выйти из строя.

И это лишь один из нескольких важных нюансов, которые необходимо учесть при выборе ИБП для котельной. Помимо формы выходного сигнала, надо учесть возможность ИБП выдерживать высокие пусковые токи. Это связано с тем, что многие приборы, к примеру, погружные насосы, сами по себе уже являющиеся достаточно мощными потребителями электричества, при старте увеличивают потребление в 2-3 раза превышающее свою номинальную мощность.

Отсюда: одна из важнейших характеристик, это возможность ИБП выдерживать 2-х/3-х кратное превышение мощности от номинала в течение 15-30 секунд. А в целом, всегда подбирайте ИБП для котельной с необходимым запасом как по мощности ИБП, так и по ёмкости аккумуляторов, исходя из расчёта достаточного обеспечения электричеством всех потребителей.

Идём дальше. Принцип действия резервного питания можно описать простым алгоритмом. При включении в сеть, через встроенное в ИБП зарядное устройство происходит зарядка аккумулятора или аккумуляторов (если используется несколько батарей). Одновременно через ИБП ведётся подача электроэнергии на потребители — котёл, циркуляционные насосы и т.д. При полной зарядке аккумулятора зарядник автоматически отключается, и питание системы происходит напрямую от электросети, через ИБП в т.н. штатном режиме.

В случае отключения электричества бесперебойник обеспечит подачу электроэнергии от аккумулятора (преобразовав его из постоянного в переменный 220 В, 50 Гц) на котельное и на другое подключенное оборудование. Подача энергии будет осуществлять до тех пор, пока не будет восстановлено электроснабжение дома, или пока не разрядятся аккумуляторы.

В отличие от бензинового или дизельного генератора, ИБП могут быть установлены в любом помещении, практически не требуют обслуживания, кроме замены раз в несколько лет аккумуляторных батарей, мгновенно восстанавливают электропитание и бесшумны в работе.

Также, выбирая бесперебойник для котла, нужно определиться с рядом ключевых требований, которые предъявляются к этому оборудованию. По принципу работы все ИБП делятся на три больших группы.

1. Офф-лайн (off-line) ИБП.
2. Линейно-интерактивные устройства.
3. Он-лайн (on-line) модели непрерывного действия.

Чтобы сделать осознанный выбор, необходимо разобраться в отличиях между этими ИБП.

Офф-лайн бесперебойники не имеют встроенного стабилизатора, а в настройках аппарата зафиксирован диапазон допустимого напряжения сети, например от 180 до 250 В. При понижении или скачках напряжения за рамки диапазона входного напряжения (а это часто бывает в загородных поселениях), устройство расценит это как сигнал к переключению питания котельной от аккумуляторов. При возвращении уровня напряжения к установленным номиналам бесперебойник снова переключится на питание от основной сети. Т.е. при любых скачках будет происходить излишне частое переключение ИБП: сеть/аккумуляторы.

Помимо отсутствия защиты подключенного оборудования от перепадов напряжения, работа бесперебойника в этом режиме приведёт к частому циклу заряд/разряд аккумуляторов, что снизит срок их службы. Кроме этого, при выборе ИБП этого типа, к нему дополнительно придётся приобретать стабилизирующее устройство для защиты оборудования.

В отличие от off-line, линейно-интерактивные устройства, хотя и имеют граничные показатели допустимого напряжения, дополнительно снабжены стабилизатором напряжения, защищающим оборудование от скачков напряжения. Кроме простой подачи напряжения, ИБП этого типа позволяют скорректировать его в определенных пределах (около 20%), но обычно эта регулировка ступенчатая.

Он-лайн бесперебойники, или ИБП непрерывного действия, являются, на первый взгляд, самым оптимальным оборудованием, подходящим для использования в связке с отопительным котлом, требовательным к качеству напряжения и его частоте. ИБП этого типа, за счёт своих конструктивных особенностей, «вытягивают» напряжение до нужного нам качества, подавая на потребитель 220 В 50 Гц.

В таком бесперебойнике установлен инвертор, который работает по схеме двойного преобразования поступающего тока. Т.е. сначала переменный ток преобразуется в постоянный, далее он преобразуется ещё раз в нужный для работы оборудования переменный ток стабильного качества. При всех плюсах он-лайн топологии, есть один существенный минус, на который обязательно нужно обратить внимание.

Из-за того, что система работает по принципу двойного преобразования, подключенные батареи все время задействованы. Это в разы по сравнению с линейно-интерактивной топологией снижает ресурс батарей, а батареи, в свою очередь, являются достаточно дорогим удовольствием, в малых мощностях перекрывая по стоимости сам ИБП.

Для полноценной работы системы бесперебойного электропитания, для котельной, будет, более чем достаточно линейно-интерактивного устройства, так как по сумме потребительских характеристик это представляется оптимальным выбором.

Важный момент: обычно у ИБП начальной мощности с внешними батареями напряжение питания составляет 12 В или 24 В и далее по нарастающей — 36, 48 В, в зависимости от мощности, т.е. при 24 В требуется подключение как минимум 2-х батарей, что не всегда экономически целесообразно. Поэтому, выбирая качественный бесперебойник, смотрим в его технических характеристиках, сможет ли он работать на необходимом минимуме, т.е. от 1-й батареи на 12 В.

Также обращаем внимание на скорость перехода режимов переключения аккумулятор/сеть (время переключения не должно превышать 6 м/с — 10 м/с), максимальное количество батарей, которые можно подключить к ИБП. Последний параметр важен, если в дальнейшем планируется расширить возможности системы и, нарастив ёмкость батарей, подключить к системе резервного питания дополнительных потребителей или увеличить время автономной работы.

Выбор аккумулятора для источника бесперебойного питания

Стоимость аккумуляторов может составлять свыше 50% от цены всей системы бесперебойного питания. Поэтому к их выбору нужно относится так же ответственно, как и к выбору бесперебойника. При этом к батареям для построения системы резервного питания предъявляются особенные требования.

Обычные стартерные аккумуляторные батареи, требующие периодического обслуживания и выделяющие в процессе работы пары серной кислоты, не предназначены для использования в закрытом помещении в непосредственной близости от людей. Более того, стартерные АКБ не предназначены для автономного питания и моментально выйдут из строя после 2-3 раз разряда.

Возникает вопрос, что же выбрать? Запоминаем второе правило: для использования с ИБП лучше всего подходят гелевые батареи GEL (Gelled Electrolite) или аккумуляторы, построенные на технологии AGM (Absorptive Glass Mat). Несмотря на малопонятную на первый взгляд аббревиатуру, оба типа аккумуляторов являются свинцово-кислотными, но отличаются друг от друга типом использованной технологии.

В AGM аккумуляторах между свинцовыми пластинами находятся плотно сжатые с двух сторон стекловолокнистые маты — сепараторы (они действуют, как губка, не позволяя кислоте растекаться), пропитанные электролитом.

В GEL батареях электролит также находится между пластинами, но за счёт добавления двуокиси кремния он доведён до желеобразной массы — геля.

Отсюда — электролит в этих необслуживаемых батареях не расплёскивается. В ходе химической реакции газов, вода распадется на водород и кислород, но, при рекомбинации, ионы этих химических элементов не испаряются, а остаются в замкнутом герметичном пространстве батареи, «возвращаясь» обратно в электролит, который сохраняет свои свойства на протяжении 5-10 лет.

Это увеличивает срок службы резервной системы электроснабжения котельной, а оба типа аккумуляторов можно использовать в закрытых помещениях, снабжённых только естественной системой вентиляции.

Среди преимуществ аккумуляторов этих типов можно выделить: возможность эксплуатации в широком диапазоне температур от -30 до + 50-60 °C. Также их можно устанавливать в любом положении, кроме не рекомендованного производителем «вверх ногами».

Технология AGM новее, чем GEL. Надо учесть, что гелевый аккумулятор весьма чувствителен к перезаряду и выходит на номинальную ёмкость только спустя 15-20 циклов разряд/заряд, но, в отличие от AGM, выдерживает большее количество этих циклов, а также лучше выдерживает разряд при недозарядке. Например, если случилось повторное отключение электричества, а также полностью восстанавливают емкость после глубокого разряда.

В активе AGM аккумуляторов (при одинаковой ёмкости) – более низкая цена, чем у гелевых, более высокая мощность отдачи тока (что важно при запуске мощного оборудования, например насоса), высокая скорость зарядки. Но при этом аккумуляторы данного типа не «переносят» недозарядку и меньше работают при глубоком разряде. В случае разрядки недозаряженного аккумулятора (например, повторно отключили свет, и котёл снова работает от ИБП) ёмкость батареи необратимо снижается.

Выводы: при построении индивидуальной системы бесперебойного электроснабжения системы отопления коттеджа необходимо учесть множество нюансов, начиная от выбора оборудования, расчёта мощности ИБП и заканчивая монтажом оборудования. Всё это требует профессиональных знаний, которые можно приобрести, придерживаясь советов наших экспертов и изучая советующие темы на портале.