Страховка никогда не помешает: выбор источника бесперебойного питания для насоса отопления
Работа современных систем отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя напрямую зависит от подачи напряжения в электрическую цепь теплового агрегата.
При аварии в питающей электросети обесточивается насос отопления и котловая автоматика, что приводит к остановке котла ГВС.
Чтобы защитить автономные системы ГВС от внезапных отключений электросети, используются резервные источники питания. Наиболее популярны у владельцев «автономок» источники бесперебойного питания (ИБП).
Содержание
Преимущества бесперебойников для питания циркуляционных насосов
Нетрудно представить, к каким неприятным последствиям приведет замерзание воды в системе зимой. Одна только замена лопнувших труб и радиаторов обойдется владельцам в «копеечку».
Вывести из строя котельную электронику способны параметрические сбои в электросети. Это падение напряжения до 160–170 В (в однофазных агрегатах) в период пиковых нагрузок энергопотребления, скачки амплитуды и девиации переменного тока частотой 50 Гц.
Конструкция ИБП или UPS (Uninterruptible Power Supply) представляет собой устройство с аккумуляторной батареей и преобразователем типа DC – AC (постоянный ток → переменный ток). Процессом инвертирования бесперебойника управляет микроконтроллер с кварцевым генератором.
От других альтернативных источников ИБП отличает:
- компактность устройств, что позволяет производить изделия в настольном/напольном исполнении;
- простота подключения и эксплуатации, бесшумность работы всей модельной линейки бесперебойников;
- относительная дешевизна большинства товарных позиций;
- базовая защита электродвигателя и электроники автономной системы ГВС;
- отсутствие расходов на техническое обслуживание в процессе использования;
- продолжительный срок эксплуатации (с подзарядкой батарей): от 3–5 лет и более;
- минимальная временная пауза или отсутствие таковой при переключении «резервное питание ↔ сеть»;
- практически синусоидальная форма выходного напряжения с минимальными искажениями;
- возможность изменения частоты и напряжения на подключаемой нагрузке.
Виды ИБП
Источник бесперебойного энергоснабжения, в зависимости от поддерживаемых опций, осуществляет следующие функции:
- автоматическую коммутацию на питание от аккумуляторной батареи (АКБ) в экстренных ситуациях;
- инвертирование постоянного DС напряжения (12 В) в требуемое переменное (220 В) с корректировкой частоты 50Гц;
- сглаживание скачков напряжения и фильтрацию сетевых помех продолжительностью 10–100 мс;
- стабилизацию «транзитного» сетевого напряжения в штатном режиме.
Справка! Переключение питания насоса отопления на аккумулятор, преобразование напряжения и фильтрацию сетевых помех выполняют все ИБП/UPS. Стабилизацию напряжения производят только устройства, оснащенные блоком-стабилизатором.
Существуют три вида источников бесперебойного питания, которые используются и для работы с циркуляционными насосами отопительных систем.
Резервные
Простейшие бюджетные модели обеспечивают только переход на запасное питание. В обычном режиме напряжение сети уходит непосредственно в котел без стабилизации, пройдя один пассивный фильтр защиты от импульсных помех.
Фото 1. Резервный бюджетный бесперебойник может обеспечить только переход на запасное питание.
В случае отключения питания сети, выхода параметров за значения диапазона, коммутатор за 4–12 мс подключает штатную АКБ. Постоянное напряжение батареи сначала поступает на электрический преобразователь, где оно становится переменным, а затем повышается до требуемых 220 В.
Линейно-интерактивные источники
Эти ИБП более продвинутые, чем резервные. Они отличаются встроенным стабилизатором, корректирующим сбои напряжения в диапазоне 25% от номинального значения. Это позволяет работать при довольно больших скачках напряжения без подключения в процесс батареи.
Технически такая проблема решена установкой автотрансформатора, отслеживающего отклонение переменного напряжения от заданной величины. В приборах не предусмотрена корректировка синусоидальной формы сетевого напряжения.
Фото 2. Линейно-интерактивный источник бесперебойного питания со встроенным стабилизатором исправляет сбои в напряжении.
Инверторные бесперебойные устройства
В многокомпонентной схеме этих устройств реализован принцип двойного инвертирования. Обслуживаемое котельное оборудование, независимо от состояния сети, всегда питается от аккумулятора.
При отсутствии сетевого напряжения происходит обычное преобразование DC→AC аналогично резервным ИБП. Постоянный ток подается на клеммы аккумуляторной батареи для подзарядки.
Инверторные ИБП воспроизводят стабильные электропараметры, такой вид устройств оптимально подходит для питания тепловых насосов.
Фото 3. Инверторный бесперебойник производителя Cyber Power применяется для питания циркуляционных насосов отопления.
Какой нужен ИБП для котла?
Основное назначение ИБП/UPS – обеспечение поступления электроэнергии через заряд встроенной аккумуляторной батареи. Распространены настольные модели бесперебойников, но они больше подходят для компьютеров.
С учетом обеспечения пускового тока одной зарядки батарей хватит на 30–40 минут непрерывной работы домашней сети ГВС.
Чтобы продлить время автономии до нескольких часов, выбрать лучше такую модель ИБП, в которой предусмотрена возможность подключения дополнительных внешних батарей.
Внимание! Следует выбирать оборудование с маркировкой LT (Long Time). Это означает, что к нему подключаются и контролируются внешние аккумуляторные емкости. В качестве дополнительных батарей незаменимы гелиевые аккумуляторы.
Одновременно бесперебойники повышают качество основного электропитания, препятствуя выходу параметров за допустимые пределы.
В нашем случае приемлема стабилизация напряжения в диапазоне 220 В ± 5% с поддержанием частоты 50± 0,2 Гц.
Отличие ИБП от источника резервного питания (генератора, мини-электростанции) состоит в том, что переключение устройства в батарейный режим происходит за 3–10 миллисекунд.
В случае применения бесперебойников с двойным преобразованием частоты коммутационная задержка отсутствует вовсе.
Использование устройства с такой минимальной продолжительностью/отсутствием «паузы» не приведет к сбою в работе автоматики или остановке насоса системы ГВС.
Важно! Циркуляционный насос котла чувствителен к форме подводимого напряжения. Требуется выбрать устройство, которое инвертирует 12 В постоянного напряжения аккумулятора в переменные 220 В 50 Гц с «чистой» синусоидой.
Последнее требование указывается производителями в товарных карточках оборудования. Оно означает, что коэффициент искажений синусоидального тока на выходе ИБП/UPS не превышает 8%. Соблюдение этого условия обеспечит бесшумную работу насоса и существенно продлит срок службы электродвигателя.
Как сделать ИБП для системы отопления своими руками
Собрать самостоятельно своими руками источник бесперебойного питания, способный в течение нескольких суток обеспечивать работу котла, поможет следующее руководство.
Необходимый набор компонентов
Для самостоятельного конструирования ИБП приобретают такие готовые модули и компоненты:
- 2 автомобильных аккумулятора на 12 В емкостью по 225 А∙ч;
- импульсный блок питания (БП) 28,8 В на 50 А;
- инвертор-преобразователь 28,8 В с выходом типа «меандр» на 310 В;
- силовой резонансный фильтр высших гармоник 310/220 В
- сетевой шнур с вилкой, отрезки изолированного провода, коннекторы и разъемы, корпус.
Поэтапная сборка
Все комплектующие размещаются в корпусе, соединяются компоненты в следующем порядке:
- Соединяем «+» и «–» пары аккумуляторов перемычкой в последовательную батарею, свободные клеммы подключаем к выходу импульсного блока питания.
- К этим клеммам подсоединяем инвертор, а вход БП оборудуем проводом с вилкой для включения в сеть.
- Выход инвертора соединяется с фильтром, на выходе которого получаем напряжение 220 В 50 Гц с «чистым» синусом.
Общие рекомендации, чтобы правильно выбрать ИБП
Надо учитывать, что газовому котлу с одним циркуляционным насосом и электронным блоком управления требуется до 300 Вт потребляемой мощности. ИБП нужно подбирать с расчетом, чтобы номинальная мощность не оказалась меньше этого значения.
Чтобы рассчитать продолжительность непрерывной работы бесперебойника, используется формула:
Время (часов) = Напряжение аккумулятора (В) х Емкость аккумулятора (А∙ч) / Электрическую мощность котла (Вт). Например, для устройства с аккумулятором емкостью 150 А∙ч и напряжением 12 В время непрерывной работы равно 6 часам: 12х150/300 = 6.
Полезное видео
В видео рассказывается, какой ИБП лучше подключить к насосу для отопительной системы.
Повышение экономичности
Помимо контроля и реагирования на перепады напряжения в сети, современные ИБП обеспечивают 95–99% КПД, остальные 1–5% мощности расходуются на поддержание работы самого бесперебойника.
Традиционной технологией сбережения электроэнергии считается шунтирование (bypass). В таких конструкциях сетевой ток, не требующий дополнительной корректировки, передается в обход невостребованных компонентов. Тем самым повышается энергоэффективность систем ИБП/ UPS.
Комментарии