ИПБ для котла отопления

Схемы отопления с естественной циркуляцией планомерно заменяются под использование принудительной циркуляции, где не нужно подолгу ждать прогрева всего контура и портить свой интерьер вертикальными стояками труб. У современных котлов, работающих на газу или твердом топливе, все чаще управление отдается электронным контроллерам, которые способны оптимизировать их работу. Однако все эти новшества зависят от электричества, если его нет, то и обогрева в доме не будет. Мириться с этим не нужно, есть решение – источники бесперебойного питания для котла отопления, с помощью которых можно пережить даже суточные отключения электроэнергии и обогревать дом, как и положено.

Зачем нужен

Во время продолжительных выключений дом остается без обогрева, если циркуляция теплоносителя осуществляется насосом. Неудовлетворительное качество питания, скачки или проседания в сети отражаются на состоянии электрооборудования, в том числе на котле с циркуляционным насосом.

Запитать насос и управление котлом следует из резервного источника, которым становится либо генератор, либо источники бесперебойного питания (ИБП/UPS). Однако генераторы зависят от наличия запасов топлива и требуют внимания пользователя для запуска и обслуживания. Использование бесперебойников нивелирует проблемы с электричеством и спасает от охлаждения дома в отсутствии электричества в сети.

Принцип работы и виды

Источник бесперебойного питания включается между оборудованием и питающей линией от распределительного щитка, являясь своего рода буфером, реагирующим на состояние питающей линии.

Не просто так выпускаются источники бесперебойного питания для котлов отопления и другого бытового и промышленного оборудования. Привычные офисные ИБП для компьютерной техники не подходят для питания циркуляционного насоса и электронных блоков управления. Все дело в форме выходного сигнала. В оргтехнике и компьютерах имеются свои собственные блоки питания, которые выполняют дополнительное преобразование напряжения и им не критична форма сигнала в питающей сети. Для питания насоса желательно иметь идеальную синусоиду без искажений и провалов, так как от этого зависит режим работы электропривода.

Когда электричество в доме есть, то на входе и на выходе ИБП присутствует 220В, оборудование работает, и все довольны.

Как только электричество отключается, и на входе устройства напряжения нет, то включается преобразователь из 12-ти вольт в 220. Именно он подается на выход. Преимущество ИБП перед генераторами в том, что конечный потребитель электричества продолжает работать, не ощущая разницы и перехода на резервное питание. Переключение происходит за доли секунды.

Пока хватает заряда аккумуляторных батарей, продолжается работа насоса. Если электричество вновь появилось, то блок коммутирует его на выход и начинает восполнять потери заряда на аккумуляторе, готовясь к новому отключению. Если же электричества нет слишком долго, то после исчерпания собственного запаса энергии ИБП отключает питание оборудования, предварительно предупредив пользователя об этом звуковым сигналом или индикатором.

По внутреннему устройству и способу преобразования напряжения источники бесперебойного питания делятся на три типа:

• On-line – с постоянным двойным преобразованием 220-12-220 и стабилизацией выходного напряжения.
• Line-Interactive – отдельным блоком внутри устройства имеется стабилизатор напряжения, способный предупредить проблемы при низком или завышенном напряжении на входе
• Off-line – простой и надежный в эксплуатации вариант с непосредственным коммутированием входного напряжения, при его наличии на выход или переход на питание от аккумулятора и преобразователя при отсутствии электричества.

Простые и надежные Off-line UPS заодно и доступные по цене и распространенности. В них не используется сверхдорогих компонентов, схема преобразования из 12(24)В в 220 переменного тока не происходит постоянно, а только в моменты отключения внешнего питания, соответственно это сказывается на их долговечности.

Даже в простом варианте исполнения входное напряжение фильтруется, но не стабилизируется. Это говорит о том, что в линию питания котла отопления не пройдут высокочастотные помехи и кратковременные всплески, способные внести дисбаланс в работу насоса, но постоянные проседания или завышенное напряжение не будет нормализировано. Этого достаточно при незначительных искажениях в питании дома или если имеется общая стабилизация на входе в дом или квартиру, тогда попросту тратиться на более дорогую модель со встроенным стабилизатором не имеет смысла.

Со стабилизатором напряжения

Очень редко напряжение в сети соответствует требованиям стандартов. Вместо требуемых 220В и 50Гц замеряется что угодно в пределах от 175 до 270 В и огромное количество различных помех, скачков и импульсов, но только не нормированные показания. Часто эта проблема попросту игнорируется, однако оборудование, рассчитанное на нормальное питание, быстрее выходит из строя или работает неадекватно. Чтобы избежать этого, применяются различные схемы стабилизации, устанавливаемые на дом целиком или в цепи питания конкретного оборудования, например отопительного котла с циркуляционным насосом.

Источники бесперебойного питания on-line и Line-Interactive совмещают в себе схему резервного питания со стабилизацией выходного сигнала. Однако различаются способы стабилизации.

В On-Line UPS логика упрощена до предела, только это требует больших аппаратных затрат. Все время, пока работает блок, выполняется преобразование входного напряжения в 12 В постоянного тока, после чего опять формируется 220 В переменного тока только уже с правильной синусоидой. Данная схема получает выигрыш за счет возможности всегда получить постоянное напряжение 12 В без разницы, насколько искажена по сигналу питающая линия. Стабилизировать постоянное низковольтное напряжение не составляет проблем. Опираясь на него, уже с помощью инвертора создается выходная синусоида.

В случае отключения электричества в доме схема попросту коммутирует 12 (24)В, получаемых с первой ступени преобразования на аккумуляторе, и продолжает работу. При восстановлении электроснабжения все возвращается обратно, только часть потребляемой мощности теперь идет на восстановление заряда аккумуляторной батареи. Недостатком можно назвать меньшую надежность и долговечность схемы, все упирается в качество используемых компонентов.

В Line-Interactive UPS стабилизация выполняется отдельным блоком перед преобразованием. Фактически это объединение двух устройств в одном. Входная линия питания стабилизируется по мере возможности и коммутируется в нормальном режиме на выход. Если же электричества нет, то включается блок инвертора, питающийся от аккумуляторов. Разделение режимов между несколькими блоками дает выигрыш в производительности и долговечности.

Как выбрать

Подбор источника бесперебойного питания выполняется в первую очередь по выдаваемой мощности. Все подключение к ИБП оборудование в сумме должно потреблять меньше номинально выдаваемой мощности, притом желательно на 10%. В документации к котлу указывается потребляемая мощность для работы насоса и блока управления. Не стоит путать с тепловой мощностью. Чаще потребляемая мощность находится в пределах 150-400 Вт, соответственно и ИБП должен выдавать не меньше.

Второй характеристикой является емкость подсоединяемых аккумуляторов. Однако часто бесперебойники поставляются без аккумуляторов, тогда следует ориентироваться на максимальную емкость и тип аккумулятора, на работу с которыми рассчитано оборудование. Ограничения в данном случае касаются мощности зарядного устройства в ИБП, максимального тока заряда. Если подключить несколько аккумуляторов большой емкости к устройству с небольшим током зарядки, то работать он все равно будет, однако время полной зарядки существенно возрастет, а также не будут соблюдаться оптимальные условия для обслуживания накопителей.

AGM VRLA – свинцово-кислотные герметичные аккумуляторы, способные выдержать до 800 циклов глубокой разрядки и зарядки. Долговечность по заявлениям производителей от 5 до 15 лет при активном использовании.

GEL VRLA – свинцово-кислотные аккумуляторы, в которых электролит выполнен в виде геля. Такое решение улучшает ряд эксплуатационных характеристик, в том числе долговечность и количество циклов разрядки/зарядки вплоть до 1000 раз. Герметичны и подходят для использования внутри помещений.

Использовать обычные обслуживаемые автомобильные аккумуляторы не рекомендуется, так как в них неизбежно часть кислоты из электролита просачивается наружу и виде тяжелых паров, способных нанести вред оборудованию и жизни человека.

Время работы ИБП от аккумуляторов в автономном режиме зависит именно от емкости аккумуляторов и подключаемой нагрузки по потребляемому току. Опираться лучше на данные, указанные производителем в инструкции к устройству. Примерное соотношение представлено в таблице.

Схема подключения для газового котла

Устанавливается ИБП непосредственно возле котла отопления. Учитывая риск протечек, для установки электрического оборудования, следует предусмотреть настенную полку, поднятую повыше. Если котел подвесной, то электрическое оборудование располагается вровень с ним и в стороне.

Линия питания от распределительного щитка подводится к ИБП и подключается двумя способами по наличию соответствующих разъемов: клеммное соединение, вилка и розетка. Обязательно подводится заземление, причем из одной точки к Блоку бесперебойного питания и котлу в отдельности.

Чаще всего выходы у бесперебойника представлены стандартными розетками, не требующими переоборудования питания котла, достаточно вставить шнур с вилкой от котла в соответствующий выход ИБП и запустить все оборудование.

SMART устройства обладают расширенными настройками, где указываются пороговые значения срабатывания и требования к стабилизации напряжения. Это очень важно, тем более учитывая особенности каждого индивидуального случая. Если обычное напряжение в сети понижено и равно, например, 190В, а порог включения ИБП так же примерно равен этому значению, то бесперебойник будет часто безосновательно включаться и выключаться, снижая срок службы аккумуляторов и схемы коммутации. Устанавливать пороговые значения, желательно отталкиваясь от реальных показаний и замеров и в точности с рекомендацией производителя.