Бесперебойник для насоса отопления: разновидности и критерии выбора

В загородных домах и коттеджах, одной из самых важных функций, которую выполняет бытовая техника, является отопление. Если без телевизора и компьютера ещё можно обойтись, то в зимнее время без отопления жить в частном коттедже невозможно.

Поэтому к системе отопления обязательно должен быть подключен источник бесперебойного питания для циркуляционного насоса отопления, который обеспечивает работу электроники отопительного котла и, самое главное, работу насоса при авариях сетевого напряжения.

ИБП для циркуляционного насоса

В отопительной системе может быть один или несколько циркуляционных насосов. Они обеспечивают движение теплоносителя по трубам и радиаторам. При этом теплоноситель (вода) обеспечивает постоянный перенос тепла от газового котла к радиаторам, и остывшей воды обратно к системе подогрева.

Циркуляционный насос позволяет избежать застаивания воды в системе, что может привести к серьёзной аварии. Поэтому источником аварийного питания должна быть оборудована любая отопительная система.

Виды ИБП и принцип их функционирования

По своей конструкции и принципу работы блоки аварийного питания можно разделить на следующие группы:

• Резервные источники питания;
• Линейно-интерактивные устройства;
• Блоки двойного преобразования.

Резервные ИБП

Блок питания резервного типа относится к наиболее простым устройствам. Он состоит из следующих узлов:

• Пассивный фильтр подавления сетевых помех;
• Аккумуляторная батарея;
• Инвертор-преобразователь;
• Плата контроля и управления.

Если плата контроля определяет, что напряжение сети соответствует норме с учётом допустимых отклонений, то потребитель получает электропитание напрямую от сети. Как только девиация напряжения выйдет за пределы допуска, электроника переключает нагрузку на питание от аккумулятора.

Напряжение, снимаемое с батареи, поступает на простой инвертор, где преобразуется в 220 В. Предварительно напряжение сети проходит через индуктивно-ёмкостный фильтр, который позволяет блокировать большую часть импульсных высокочастотных помех и одиночные короткие выбросы напряжения.

Форма тока на выходе резервного источника отличается от ровной синусоиды и имеет ступенчатую форму. Обычно в системах отопления используются асинхронные электродвигатели, которым для корректной работы требуется гладкая синусоида, поэтому резервные источники питания не рекомендуется применять в системах автономных газовых котлов.

К достоинствам таких устройств можно отнести низкую стоимость и бесшумность в работе.

Недостатки:

• Искажённая синусоида;
• Большое время переключения;
• Узкий диапазон входного напряжения;
• Отсутствие коррекции напряжения и частоты.

Линейно-интерактивный источник питания

Линейно-интерактивный бесперебойник для насоса отопления имеет более сложную конструкцию. Схема такого блока питания выполнена на тех же узлах, которые имеются у резервного источника, кроме того, в линейно-интерактивных устройствах предусмотрен ступенчатый стабилизатор напряжения сети, обычно выполненный на трансформаторе с переключаемыми обмотками. Такая схема позволяет расширить диапазон напряжения на входе устройства. Но основные недостатки резервного блока остаются.

Только в некоторых моделях используются схемные решения, позволяющие получить на выходе не аппроксимированную синусоиду, а нормальный сигнал. Поэтому выбирая линейно-интерактивный блок аварийного питания, следует уточнить можно ли его использовать для подключения насоса. Время переключения на резервный режим у таких блоков значительно меньше, чем у резервных источников, но и КПД значительно ниже.

ИБП двойного преобразования

Верхнюю строчку рейтинга аварийных источников питания для насосов отопительных систем занимают ИБП двойного преобразования. По конструкции они принципиально отличаются от других типов резервных источников.

В таких устройствах осуществляется двойное преобразование тока. Напряжение сети, пройдя через двухступенчатый L/C фильтр, поступает на вход первого преобразователя. Там напряжение выпрямляется, корректируется по мощности и частично поступает на зарядное устройство для аккумуляторов, где накапливается постоянное напряжение.

При отключении сети питание начинает практически мгновенно поступать от аккумуляторной батареи, поскольку она постоянно подключена на вход второго инвертора. В этом инверторе происходит процесс обратного преобразования постоянного напряжения в переменное с величиной соответствующей напряжению сети.

Инверторные преобразователи идеально подходят для питания циркуляционных насосов, а так же любой техники, где используются электродвигатели асинхронного типа.

Они обладают рядом несомненных достоинств:

• Отсутствие времени переключения на батарейное питание;
• Возможность коррекции напряжения и частоты;
• Неискажённая форма напряжения (ровная синусоида);
• Хороший КПД.

Применение ИБП для насоса отопления, выполненного по схеме с двойным преобразованием, можно считать оптимальным вариантом. Самый серьёзный недостаток такого прибора не имеет отношения к электрическим параметрам – это высокая цена. Кроме того элементы схемы, особенно мощные транзисторы инвертора, сильно нагреваются, что требует применения вентилятора. Отсюда небольшой шум при работе.

Критерии выбора ИБП для насоса

При выборе источника аварийного питания следует руководствоваться определёнными техническими характеристиками:

• Мощность блока питания;
• Ёмкость аккумуляторной батареи;
• Время работы в автономном режиме;
• Возможность установки дополнительных аккумуляторов;
• Наличие или отсутствие искажений выходного сигнала;
• Время переключения на резерв.

Мощность ИБП и её подсчёт

Это, по определению, основной параметр, на который следует обратить внимание при выборе блока аварийного питания для циркуляционного насоса. Чтобы правильно выбрать необходимую мощность устройства, необходимо её предварительно подсчитать по несложной формуле. Поскольку электродвигатель циркуляционного насоса является реактивной нагрузкой, то она высчитывается следующим образом.

В паспорте на циркуляционный насос обычно указывается мощность в ваттах. Это, так называемая, тепловая мощность. Там же может быть указан дополнительный коэффициент, который называется Cos ϕ (косинус фи). Для получения полной мощности нужно тепловую мощность разделить на эту величину. Если Cos ϕ не указан, для расчётов берётся величина 0,6.

В момент пуска электродвигателя потребляемый ток резко возрастает примерно в 3 раза и эту величину так же следует учитывать. Поэтому окончательный выбор мощности ИБП будет выглядеть так:

P/Cos ϕ*3

Если мощность насоса по паспорту равна 120 W, то получится:

120/0,6*3=600

Бесперебойник для циркуляционного насоса отопления обычно питает и плату электроники газового котла. Мощность там небольшая, и с учётом небольшого резерва, требуемая мощность источника аварийного питания будет равна 650-700 W.

Ёмкость АКБ

От ёмкости аккумуляторной батареи зависит время, в течение которого система отопления будет работать при отключенной сети. По соотношению цена/ёмкость наиболее оптимальными будут аккумуляторы 12 В на 100 А/ч. Для того чтобы узнать время работы потребителя от аккумулятора необходимо ёмкость батареи умножить на её напряжение и разделить на мощность нагрузки.

Например, насос с полной мощностью 150 ватт будет работать:

100*12/150=8 часов.

Некоторые ИБП для циркуляционного насоса отопления допускают подключение дополнительных внешних батарей, что может в несколько раз увеличить время работы в аварийном режиме. Из всех аварийных источников питания только устройства с двойным преобразованием напряжения могут выдавать на выходе идеальную синусоиду. Среди дорогих линейно-интерактивных блоков так же можно подобрать ИБП со сходными характеристиками, но время переключения на резерв у таких источников намного больше, чем у инверторных устройств.

Установка блока аварийного питания

Чтобы источник резервного питания работал долго и без аварий, следует соблюдать некоторые простые, но достаточно эффективные правила:

• Температура должна находиться в интервале + 18-25 градусов;
• В помещении не должно быть пыли и паров агрессивных жидкостей;
• Корпус блока питания должен быть обязательно заземлён;
• Под напольный блок следует подложить резиновый коврик;
• Нельзя чем-либо накрывать ИБП;
• Не путать полярность аккумулятора.

При более низких температурах ИБП для циркуляционного насоса работать, конечно, будет, но время автономной работы при этом снизится.

Некоторые модели ИБП

Инверторный источник аварийного питания ПН-1000 производства компании «Энергия» представляет собой настенную конструкцию, обеспечивающую высокую точность напряжения на выходе с нагрузкой до 1 кВт.

В качестве предварительного стабилизатора применён автотрансформаторный релейный коммутатор, который обеспечивает нормальную работу инвертора при напряжении на входе устройства от 120 до 270 В.

Управление работой преобразователя осуществляется микропроцессором по принципу широтно-импульсной модуляции. Устройство комплектуется аккумулятором 12 В на 100 А/ч.

Схема прибора обеспечивает максимальный зарядный ток 15 А. Блок имеет защиту от перегрузки и от напряжения, выходящего за указанные пределы. Батарея защищена от критического разряда и неправильной полярности при подключении.

Теплоком STT 222/500 – это компактный стабилизатор специально адаптированный для работы с газовыми котлами. Он обеспечивает номинальную нагрузку 222 ВА и максимально допустимую в течение 3-х минут 500 ВА. Устройство обеспечивает нормальное выходное напряжение при входных уровнях от 170 до 242 вольт.

СКАТ ST 1515 обеспечивает номинальным напряжением бытовые устройства мощностью до 1515 ВА. Устройство работает при напряжениях сети от 140 до 260 В. и имеет автомат защиты и светодиодную индикацию входного напряжения.

После сравнения технических характеристик различных моделей можно сделать вывод, что бесперебойное питание для насоса отопления может обеспечить только аварийный источник двойного преобразования с аккумулятором 12 В на 100 А/ч.

ИБП для циркуляционного насоса отопления

Автономные отопительные системы напрямую связаны с работой электрического нагнетательного насоса. Эти системы волне работоспособны, безотказны и безопасны. Но все может измениться в один миг — если отключится централизованная подача электроэнергии. Вероятность того что может возникнуть капитальная авария в контуре отопления весьма высока. Чтобы этого не случилось, нужен источник бесперебойного питания для циркуляционного насоса отопления.

Преимущества бесперебойников

Прогрессивная котельная для частного жилища — довольно сложная в техническом плане инженерная конструкция. Кроме подачи газа для работы котлов необходима и подача электричества для работы насосов. Именно они отвечают за циркуляцию охлаждающей жидкости по системе отопления.

На случай отключения электроэнергии в прогрессивных системах отопления предусмотрена автоматическая остановка котла отопления. Аварийная остановка котла вызовет и немедленное прекращение работы циркуляционных насосов. Вся отопительная система перестает работать.

При кратковременном отключении электричества на некоторое время понизится уровень комфорта в доме. Как только электроснабжение восстановится, всё пойдет по-прежнему — в доме будет тепло и уютно.

А если аварийная ситуация продлится надолго?

Понятно, что последствия от остановки отопительного оборудования в зимний период, мягко говоря, неприятны.

Если разморозить всю систему отопления, практически неизбежна замена разводящей сети по дому и радиаторов отопления. Нужен ремонт. Естественно всё это будет весьма недешево.

В разных системах отопления циркулирование воды осуществляется по-разному:

1. Принудительно (вода в системе прокачивается насосом).
2. Естественная циркуляция.

Если жидкость в системе перестанет циркулировать, она может просто закипеть и привести к взрыву.

Чтобы этого не произошло желательно обзавестись системой резервного электропитания.

Может показаться, что снабдить свой котел резервным источником электричества достаточно просто. Кажется чего проще — у многих в доме есть компьютерный бесперебойник. Добавь к ним аккумулятор от автомобиля и дублирующий источник питания своими руками готов. Но не всё так просто.

Начнем с обязательного комплекта бесперебойного электроснабжения:

• сам UPS для циркуляционных насосов;
• комплект мощных аккумуляторов;
• комплект разнокалиберных проводов и кабелей.

Набор может быть дополнен бензогенератором электричества.

Но бензогенератор нуждается в регуляторе напряжения и по умолчанию не является надежным источником энергии — он может надолго поломаться и произойдет это в самый нежелательный момент.

Поэтому для начала давайте рассмотрим, какие вообще бывают ИБП.

Классификация ИБП

Есть определенные различия в разных ИБП в зависимости от требуемых данных и особенностей компоновки. Они разделяются на три ключевых разновидности:

• резервные бесперебойники;
• линейно-интерактивные;
• UPS с двойным инвертированием.

Резервные

Питание в обычном режиме котла совершается от сети. В случае катастрофического отключения автоматика сама переводит на электропитание от аккумуляторов. Но есть одно непременное условие — конвертировать постоянное напряжение в переменное и повысить его до 220 вольт.

В девайсах такого уровня напряжение не уравновешивается, но по максимуму может использовать пассивный сетевой фильтр от колебаний напряжения.

• Обладают приличным КПД;
• Минимальное тепловыделение и шумность;
• Относительно недорогие.

• На переподключение уходит много времени;
• На выходе вполне вероятно получить напряжение в искаженной форме;
• Невозможно откорректировать амплитуду и частоту.

Линейно-интерактивные

Здесь в схему включен простой стабилизатор. Он применяется для выравнивания напряжения. По сути это обычный автотрансформатор с электронным коммутатором. Если включить в схему ИБП такой стабилизатор — получим параметры выходного напряжения абсолютно не отличающиеся от номинального. Также такие устройства дополнены преобразователем напряжения, а также обязательным сетевым фильтром.

• Обладают высоким КПД;
• Минимальный уровень шума;
• Стабильное напряжение.

• На переподключение уходит много времени;
• Недостаточная точность;
• Трапецевидная форма напряжения;
• Может встречаться смещение по частоте.

UPS с двойным инвертированием

Бесперебойник для насоса отопления с двойственным преобразованием в корне различается от предыдущих схем. Благодаря этой технологии появляется ряд преимуществ, которые отсутствуют у других резервных систем.

Здесь сетевое напряжение уже на входе выпрямляется и разделяется на два потока:

• Часть уходит на батарею конденсаторов;
• Часть преобразовывается из постоянного в переменный ток.

Конденсаторы двойного назначения:

1. При высоком напряжении сохраняются излишки.
2. Если напряжение падает, выдает сохраненную энергию.

Весь процесс автоматизирован за счет применения микроконтроллера с кварцевым генератором. Так удается выровнять с высокой точностью, как напряжение, так и частоту.

Такие ИБП способны работать не только для снабжения электричеством в автономном режиме, но служат средством повышения качества электроэнергии, от которого зависит работа самых ответственных систем энергообеспечения.

У ибп для насоса отопления с двойным инвертированием есть свои несомненные преимущества перед другими подобными системами.

• Функционируют в широчайшем спектре сетевого напряжения;
• Очень достоверная корректность стабилизации;
• Мгновенное переключение в автономный режим;
• Правильная соразмерность частоты;
• Не имеет помех на выходе;
• Максимальный уровень защиты;
• Безупречная конфигурация напряжения.

• Дороговат по сравнению с прочими ИБП;
• Не самый большой КПД;
• Работающие вентиляторы создают посторонний шум.

В идеале все бесперебойники должны работать с сохранением синусоидального типа сигнала на выходе. Исключительно устройства, сделанные по программе двойного преобразования, выдают четкую синусоиду.

Другие ИБП могут выдавать сигнал по форме в корне отличающийся от чистой синусоиды. Электромотор насоса будет работать и с такой синусоидой, но недолго. В конце концов, это приведёт к плохим результатам и потребуется полная замена двигателя.

Достоинство ИБП над такими источниками дополнительного питания как мини-электростанции или генераторы, как раз в том и состоит, что они способны при аварийных отключениях света переключиться на резервный режим практически мгновенно, за 3–11 миллисекунд.

А в бесперебойниках с двойным преобразованием задержек с переключением не бывает вообще, что благоприятно сказывается на работе системы автоматики и не прекращает работу насоса, подающего воду в систему отопления.

На заметку! Циркуляционные насосы котельного оборудования очень взыскательны к форме рабочего напряжения. Предпочтительнее ИБП с чистой по форме синусоидой.

Если вы выбираете ибп для циркуляционного насоса отопления, рекомендуется внимательно изучить паспорт изделия. Как правило, там указан коэффициент искажений тока по синусоиде. Он не должен выходить за пределы 8 %.

С таким UPS работа насоса будет практически бесшумной, кроме того срок службы самого электродвигателя насоса можно существенно продлить.

Выбираем UPS для циркуляционного насоса

Для тех, кто хочет обезопасить себя от неожиданного отключения света, мы сделали небольшую подборку обязательных параметров, на которые стоит сконцентрировать заинтересованность в первую очередь.

Параметры исходящего тока

Как уже писали выше, отличительная черта правильного UPS — чистая или правильная синусоида выходного сигнала. Отклонения в синусоиде недопустимы. Для исправной деятельности газового и твердотопливного котла с циркуляционными насосами подобные аппараты с сомнительными характеристиками абсолютно не пригодны.

Перед покупкой следует заглянуть в паспорт изделия, и поинтересоваться какого типа синусоида у этого ИБП.

Пусковая мощность

Для надежной работы ИБП будет лучше, если его мощности будет с запасом хватать на все потребности подключенного оборудования. Нас в данном варианте больше интересует, чтобы мощности хватало для работы циркуляционного насоса котла. Луше всего если UPS перекрывает запас хотя бы в пять раз. А еще лучше, если он будет в 7 раз больше расчетной.

Узнать потребляемую мощность электрического насоса для котельной можно из его технического паспорта.

Производительность источника

Теперь мы плавно перешли к аккумуляторам. Безопасная работа котельного оборудования не ограничивается наличием бесперебойника. Для обслуживания отопительной системы жизненно необходим аккумулятор. Лучше даже не один, а несколько. Главное — емкость аккумулятора. Она измеряется в Ампер-часах (А/час). Тут всё достаточно понятно, чем емкость больше, тем лучше.

А вот типов аккумуляторов может быть несколько:

1. Самый дешевый и достаточно известный — кислотно-свинцовый есть практически у каждого автомобилиста любителя. Но у них есть очень неприятная черта. При работе выделяются вредные пары электролита.
2. Есть никель-кадмиевые аккумуляторы. Относительно безопасные и недорогие. Но они боятся глубокого разряда. Если это произошло, часть его емкости теряется.
3. Самый лучший вариант для домашней системы энергообеспечения — литиевый источник электричества. У него отсутствуют недостатки других модификаций, но они стоят очень дорого.

При выборе аппарата бесперебойного снабжения электричеством для котла отопления, кроме перечисленных основных характеристик, есть и другие параметры, на которые обязательно стоит обратить свое внимание. Они сугубо субъективные и на работу отопительных комплексов никак не влияют:

1. Внешний вид
2. Наличие дисплея. На нем отображается информация о напряжении и частоте тока.
3. Вариант размещения. Может быть, как напольного, так и настенного исполнения.
4. Цена изделия. У разных производителей подобных систем — разная цена.

Популярные заводские модели

Подобрать нужный ИБП можно как в интернет-магазинах, так и специализированых супер-маркетах по продажам аксессуаров для теплотехники или сантехники. Выбор конечно за вами. А мы приведем лишь некоторые популярные модели и ориентировочную стоимость на них.

Энергия ПН-1000

Энергия ПН-1000 довольно мощный прибор, который способен обеспечить бесперебойное питание для котельных приборов. Рекомендуется применять в наборе с батареями на 100 А/ч. Ориентирован на работу с небольшими по мощности (150 Вт) насосами. Этот девайс способен продержаться в автономном режиме 9 часов. С формой выходного сигнала типа плавной синусоиды. Есть предустановленный фильтр сетевых помех. Для информативности на передней панели оборудован дисплей. При достаточно высоком КПД цена на эту модель 26100 руб.

SVC DI-600-F-LCD

Предназначен для поддерживания работы котлов и насосных станций в автономном режиме. Скорость срабатывания — 15 микросекунд. При использовании внешних накопителей емкостью до 200 А/ч, насос будет непрерывно работать до 24 часов. Пиковая нагрузка на бесперебойник не более 360 Вт. Не требует систематического обслуживания. Данная модификация обойдется порядка 7 тыс. рублей.

Tieber T-1000

Tieber T-1000 в случае прекращения централизованной подачи электричества может поддерживать работу отопительной системы не менее 48 часов. Для работы рекомендуется использовать с парой гелевых аккумуляторов, каждый из которых емкостью 200 А/ч. Выдержит пиковую нагрузку до 800 Вт. Форма выходного сигнала — чистая синусоида. Цена — 15 100 рублей.

Безопасность

При применении UPS для безостановочной работы насосов домашних систем отопления есть обязательные правила:

1. Соблюдать температурный режим в помещении. Он должен соответствовать рекомендации указанной в техническом паспорте изделия.
2. Ограждать устройство от воздействия едких паров химических реагентов.
3. Обеспечить обязательный контур заземления.
4. Если применяется группа из нескольких аккумуляторных батарей, не рекомендуется размещать их вплотную друг к другу.
5. Подключать батареи одинаковой ёмкости.
6. Обеспечить устройству и батареям приток свежего воздуха для охлаждения.
7. Если возможны длительные отключения электричества, в систему рекомендуется включить автономный генератор.

Заключение

После изучения всех необходимых требований к дополнительному оборудованию в виде приборов бесперебойного питания для насоса, необходимо придерживаться рекомендуемых параметров:

• Прибор должен выдавать чистую синусоиду;
• Минимальный запас по мощности — 20 %;
• Функция автоматического отключения;
• Как можно меньшее время переподключения в автономный режим;
• Возможность функционирования в определённом температурном диапазоне.

Для более комфортной работы устройство должно обладать цифровым дисплеем с индикацией, как режимов работы, так и реальных физических величин проходящего напряжения.

Видео по теме