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.

Выбор бесперебойника для насоса отопления

Основные типы источников бесперебойного питания

Этот вид ИБП оснащен функцией стабилизации и разделяется на подклассы:

Линейные

ИБП работающие по системе Bypass. Входное напряжение сразу преобразуется в постоянное, с помощью выпрямителя. Затем, имея на входе резервный блок аккумуляторных батарей, в дело включается обратный преобразователь (см. иллюстрацию).

На выходе всегда стабильные параметры напряжения, резервная система как бы не замечает падения напряжения. Основное преимущество – у таких ИБП отсутствует понятие «время переключения на резервное питание». Оно есть всегда.

Недостатки: относительно малый КПД (потери на двойное преобразование, которое присутствует всегда) и повышенный износ аккумуляторных батарей. Кроме того, такие устройства относительно дороги.

Линейно интерактивные

Источники бесперебойного питания являются компромиссным решением между недорогими и неэффективными резервными схемами, и неэкономичными линейными.
По сути, это устройство два в одном. На входе установлен стабилизатор напряжения (как правило, на основе автотрансформатора).

Когда его схема не справляется с разбросом параметров, либо входное напряжение вовсе отключается, интерактивный ИБП коммутирует переключатель на преобразователь напряжения, работающий от аккумуляторов.

В этом и есть основной недостаток устройства: для переключения требуется время, пусть и небольшое – несколько миллисекунд. Это создает дополнительную нагрузку на двигатель насоса и схему контроллера котла.

Что такое источники бесперебойного питания и зачем они нужны

Современные отопительные котлы управляются микроконтроллером, которому необходимо электропитание. Кроме того, требуется постоянное питание двигателя насоса.

Если управляющий модуль может поддерживать функции от небольшого аккумулятора, или вообще временно отключиться, то циркуляция теплоносителя прекратится.

Многие модели котлов самостоятельно управляют насосом: то есть, его установка в трубу с теплоносителем является штатной. С точки зрения ИБП – не имеет значения, как работает система: синхронно, или оборудование включается само по себе.

Его задача – не допустить потери управления котлом и насосом при отключении основного энергоснабжения.

Для чего нужен ИБП

Современные системы обогрева оснащены приборами, которые работают от электрического тока. Это касается как котлов с электронным блоком управления, так и обычных насосов. Соответственно, при прекращении электрификации контур работать перестает, так как в нем отсутствует циркуляция теплоносителя. Это серьезная проблема для регионов, где часто бывают отключения питания. Также не редкость веерные отключения в дачных кооперативах, особенно в зимнее время. Чтобы не попасть в ситуацию, когда риск размораживания становиться реальным можно:

• собрать гравитационный контур;
• снабдить систему обогрева аварийным источником питания.

В качестве альтернативного источника питания могут выступать:

• электрический аккумулятор;
• генератор.

Если остановить свой выбор на аккумуляторах, то в обязательном порядке между источником питания и прибором должен быть установлен специальный прибор, который является неким посредником. Напрямую накинуть провода не получится. Чтобы использовать генератор нужно ставить стабилизатор напряжения. В итоге, стоимость генератора со стабилизатором будет сильно превышать цену аккумуляторов с источником бесперебойного питания (ибп для насоса отопления и котла).

Как вы понимаете гравитационный контур – это вчерашний день и многие владельцы такого обогрева устанавливают на него насос. Что же касается герметичных контуров, то циркуляция в нем самотеком невозможна априори, только при помощи нагнетателя. Значит, единственный приемлемый выход — это установить аварийный ибп для насоса отопления. В народе именуемый «безперебойником».

Во-вторых, все современные котлы, даже твердотопливные, завязаны на электросети. Отсюда выходит, что установка ибп для циркуляционного насоса отопления осуществляется в контурах с твердотопливными нагревателями без электронного блока.

Разновидности ИБП

Схема подключения насоса теплого пола.

Источники бесперебойного питания существуют нескольких типов.

Линейный ИБП является представителем самой простой модели этих устройств. В нем нет стабилизатора напряжения. При отключении от электросети прибор самостоятельно подключается к питанию от аккумулятора.

Линейно-интерактивные ИБП оснащены простым стабилизатором напряжения. При подключении к аккумулятору на выходе образуется чистая синусоида, имеющая параметры 220В, 50 герц.

Бесперебойник двойного преобразования имеет систему стабилизации напряжения и возможность подключения к генератору.

Линейно-интерактивные приборы имеют меньшее внутреннее напряжение. Для их работы достаточно от 1 до 4 аккумуляторов. Такие системы самостоятельно осуществляют контроль уровня заряда аккумуляторов. При остаточной емкости 20% нагрузка от аккумуляторов отключается. В случае возникновения перебоев в электроснабжении приборы переводят питание на аккумуляторы. При возобновлении электроснабжения от магистральной сети все системы подключаются к ней.

Для обеспечения бесперебойной работы энергонезависимого котла подойдут маломощные инверторы CPS с индексами 2000 EI, 1500 PIE, 1000 EI, 1000 E, 600 E. Энергозависимый котел лучше комплектовать инверторами CPS с индексами 7500 PRO, 5000 PRO, 3500 PRO.

Популярные модели ИБП по приемлемой цене

Основные требования к ИБП возможность работы в широком диапазоне напряжений и наличие плавной синусоиды на выходе. Что налагает определенные требования к подбору оборудования.

Но многие производители рекомендуют использовать ИБП российского производства, которые отличаются относительно низкой ценой и хорошим качеством сборки. Для котлов годятся модели с номинальной мощностью до 600 Вт.

Примерная цена такой техники 8–10 тысяч рублей, запитывать от неё можно не только котёл и насос, но и иную сложную электронику.

TEPLOCOM-300

Цена от 10 000 рублей.
Мощность Вт/ВА 200/300Достоинства: Гарантия 5 лет, в инструкции есть разрешение на использование автомобильного аккумулятора.Недостатки: Неудобное крепление к стене, небольшой разбег входного напряжения

Inelt-Intelligent 500

Цена от 6 500 рублей
Мощность Вт/ВА 300/500Достоинства: Тихо работает от сети. Хорошее качество сборки. Переключение быстрое. Относительно не дорогой.Недостатки: при работе от аккумулятора греется, вентилятор слабый вследствие чего шумно работает. Многие меняют самостоятельно на более мощный.

Ecovolt-612C

Цена от 9 500 рублей
Мощность Вт/ВА 600/800Достоинства: Вывод информации на дисплей, широкий диапазон входного напряжения, есть звуковое оповещение при разрядке АКБ.Недостатки: для работы в качестве стабилизатора должны быть подключены аккумуляторы. Сильно греется.

ИБПС-12-350K.2 on-Line

Цена от 12 500 рублей
Мощность Вт/ВА 350/600Достоинства: Автоматическое включение при появлении питания, даже если АКБ полностью разряжена. Входное напряжение от 150 до 260В очень удобно в районах с большим перепадом входного напряжения.Недостатки: Гарантия 2 года, можно было бы и до пяти лет продлить. Немного дороже аналогичных ИБП. Неудобно производить подключение к сети.

Имейте ввиду указанная мощность ИБП это номинал, но существует такое понятие как пусковая мощность, которая в короткий момент времени может превышать средние расчетные нагрузки в несколько раз, следовательно, нужно учитывать перегрузочную способность ИБП, вот об этом и стоит поинтересоваться у специалиста.

ИБП-технология

Бесперебойные системы, которые постоянно направляют мощность, необходимую для подключения оборудования, через выпрямитель и инвертор, известны как источники бесперебойного питания с двойным преобразованием.

Такие устройства преобразуют переменный ток в постоянный ток, а затем преобразуют постоянный обратно в переменный ток для питания подключенного оборудования. Этот способ эффективно защищает сеть переменного тока, отфильтровывая линейные шумы и другие аномалии. Дополнительное преимущество такой технологии заключается в непрерывности работы оборудования.

Технологические усовершенствования привели к существенному повышению эффективности, что придает этой технологии некоторые преимущества по сравнению с другими типами устройств.

Что представляет собой резервный источник электроэнергии

В отличие от газовых котлов устаревшей модификации, современное оборудование:

• работает экономнее и безопаснее;
• обладает возможностью регулирования и отслеживания температурных режимов благодаря автоматике;
• комплектуется насосами, посредством которых происходит циркуляция теплоносителя в трубах.

Но все эти удобства находятся в зависимости от бесперебойного электрического питания газовых котлов, в связи с чем и требуется резервный источник. В момент отключения тока блок берет на себя функции временного обеспечения оборудования электричеством, преобразуя с помощью инвертора постоянный ток в переменный.

ИБП для котлов состоит из нескольких основных элементов. Это:

• аккумуляторные батареи;
• инвертор;
• зарядное устройство;
• контрольный узел, не допускающий полного разряда резервного источника;
• стабилизаторы (не всегда).

Батареи в бесперебойнике соединяются определенным образом. В них аккумулируется постоянный ток малого напряжения. Мощные модели ИБП могут иметь до 12 накопителей. В случае запуска бесперебойного источника инвертор преобразует постоянный ток в переменный. В результате, на выходе появляется требуемое напряжение. Котел и насосы, в этом случае, продолжают работать в штатном режиме.

Принцип работы

Источник бесперебойного питания прост, а схему его работы сможет понять даже школьник. Блок подключается непосредственно к бытовой электрической сети с одной стороны, а с другой – к газовому котлу и циркуляционному насосу. При поступлении электроэнергии напряжением 220В из централизованной сети происходит подзарядка аккумулятора бесперебойника. Одновременно с этим, электричеством запитывается котел и насосы.

После полной зарядки аккумуляторов, некоторые модели приборов автоматически отключаются, давая возможность электричеству напрямую поступать к оборудованию. В момент обесточивания сети ИБП самостоятельно включается, а инвертор начинает преобразовывать постоянное напряжение в переменное. Результат – отопительная система работает без остановок. После появления электричества автоматика источника бесперебойного питания переводит прибор в режим зарядки. В ИБП другого типа транзитная линия отсутствует, а инвертор трансформирует напряжение на постоянной основе, чем обеспечивается стабильность работы и отсутствие скачков.

Принцип работы источника бесперебойного питания

По умолчанию принимаем, что насос работает от напряжения 220 вольт. Любые модели ИБП должны иметь на выходе именно такие параметры. То есть, электронная схема, получая питание от резервного источника (например, аккумуляторных батарей), преобразует постоянное напряжение в переменное, поднимая потенциал до требуемых 220 вольт.

Кроме того, что ИБП обеспечивает работу «подшефной» электроустановки, он обязан поддерживать резервные источники энергии (аккумуляторы) в работоспособном состоянии.

То есть, при нормальной подаче электроэнергии, батареи должны заряжаться. Схема хорошего «бесперебойника» не только вырабатывает необходимый ток заряда, но еще и следит за состоянием батарей.

В примитивной схеме управления устанавливается порог срабатывания: обычно в процентном отношении к номинальному напряжению: 220 вольт. Допустим, централизованное энергоснабжение низкого качества, и значение регулярно выходит за пределы «коридора».

Схема управления добросовестно переводит питание котла и насоса в автономный режим, не нарушая установленных выходных параметров. В этом случае АКБ довольно быстро разрядятся, и времени на восстановление емкости не хватит. Так работают резервные блоки.

Варианты разновидностей и принцип действия

Все источники бесперебойного питания для подключения котлов отопления подразделяются на несколько основных видов, отличных по конструкции, а, соответственно, и по принципу функционирования:

1. Off-line или резервные устройства. Основа их действия заключается в постоянной подаче сетевого напряжения непосредственно на отопительное оборудование. В случае, когда происходит заметное снижение данного параметра сети, бесперебойник питания для котла отопления включается в работу, в результате чего потребитель переходит на подпитку от батареи.
2. Line-interactive аппараты работают более эффективно, что выражается в способности регулировать подаваемое на выход напряжение.
3. On-line устройства обеспечивают бесперебойное питание для котлов системы отопления, подавая требуемое значение напряжения оборудование от аккумулятора. В данном случае входное сетевое напряжение подходит к батарее, заряжая ее.

Основные узлы отопительного оборудования: циркуляционные насосы, автоматизированные элементы управления, горелки. Плата управления является высокочувствительным оборудованием, которое при любых скачках напряжения легко выведет из строя всю систему. Если учесть, что зачастую такая причина поломки техники не является основанием за обращением в сервисный салон по гарантии, то приоритетность покупки такого устройства, как бесперебойник для насоса отопления и автоматики, очевидна.

Смотрим видео, немного о типах и видах ИПБ:

Не мене важно учесть особенности работы циркуляционного насоса, для нормальной работы которого необходимо подавать напряжение с чистой синусоидой. Это объясняется тем, что разного рода искажения в лучшем случае приведут к потере эффективности работы, а в худшем – к выходу техники из строя

Дополнительно к тому, если был выбран неподходящий бесперебойник для насоса отопления, по мере функционирования техники будет отмечаться снижение мощности, что в последствие приведет к нагреву. Самый худший исход данной ситуации – быстрый износ двигателя насоса.