ИБП для газового котла: разновидности и критерии выбора

Индивидуальное отопление частного дома обычно организуется с помощью небольшого газового котла. Современный котёл очень надёжен благодаря электронной схеме управления, которая контролирует все процессы и, в случае необходимости, может перекрыть газ и выполнить ещё ряд важных функций.

Система контроля и управления питается от сети, и в случае аварии котёл просто отключится и оставит без тепла весь дом. Поэтому ИБП для газовых котлов считаются важнейшим узлом системы отопления.

Источник резервного питания в системе отопления

Любой обогрев, особенно в зимнее время, должен происходить без сбоев и остановок. Дело в том, что кроме электронной системы управления, электрическая энергия требуется циркуляционному насосу, который прокачивает теплоноситель по системе отопления.

Остановка циркуляционного насоса в сильные морозы может привести к самым серьёзным последствиям. Поэтому питание отопительной системы частного дома должно осуществляться с обязательным подключением источника аварийного питания.

ИБП с аккумуляторной батареей должен обеспечивать корректную работу системы отопления в течение нескольких часов. Для нормальной работы насоса и вентилятора, блок аварийного электропитания должен выдавать  синусоиду правильной формы без ступеней и искажений. В противном случае асинхронные электродвигатели будут  работать в жёстком режиме и могут выйти из строя.

В системах теплоснабжения могут использоваться разные типы источников аварийного питания, которые могут отличаться по техническим характеристикам.

Виды ИБП и принцип их работы

Источники аварийного электроснабжения, используемые в отопительных системах, могут быть следующих типов:

• Резервные блоки;
• Линейно-интерактивные устройства;
• Приборы с двойным преобразованием напряжения.

Каждый из них имеет определённые достоинства и недостатки. Кроме того, они отличаются по некоторым электрическим параметрам.

Любой источник резервного питания должен обеспечивать следующие функции:

• Автоматическое переключение на аккумулятор;
• Выдачу нормального напряжения на выходе;
• Фильтрацию сетевых помех.

В случае отключения напряжения сети автоматика должна в самое короткое время подключить аккумуляторные батареи для питания системы отопления. При появлении сетевого напряжения осуществляется обратное переключение.

Источник бесперебойного питания должен обеспечивать на выходе напряжение, соответствующее принятому стандарту, то есть 220 В ± 10%. Встроенные в блок фильтры должны подавлять импульсные высокочастотные помехи и отдельные короткие выбросы напряжения.

Резервные источники питания

Источники питания такого типа считаются самыми простыми. Они состоят из следующих частей:

• Сетевой фильтр;
• Плата управления;
• Аккумулятор;
• Преобразователь.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:   Стабилизаторы напряжения для дома: типы, принцип работы и критерии выбора

При наличии сетевого напряжения, нагрузка напрямую подключена к сети. В тот момент, когда внешнее напряжение отключается по технически причинам, плата управления подключает аккумулятор. Напряжение 12 или 24 вольта поступает на преобразователь, где оно конвертируется в переменное напряжение 220 В.

Основным достоинством такого устройства является его низкая стоимость, зато все остальные параметры намного хуже, чем у других источников аварийного электропитания:

• Малый диапазон напряжения на входе;
• Искажённая форма сигнала;
• Большой промежуток времени при переходе на резерв;
• Небольшое время автономной работы.

Поскольку в данном устройстве отсутствует стабилизатор, который может «выровнять» напряжение сети, у резервных ИБП крайне маленький диапазон входного напряжения. Поэтому даже при небольшом отклонении, устройство переключается на работу от аккумулятора. Такие частые переключения ограничивают время работы в автономном режиме.

Бесперебойник для газового котла резервного типа имеет в своей конструкции простейший преобразователь постоянного напряжения в переменное, поэтому на выходе блока получается ступенчатая или аппроксимированная синусоида, которая вызывает перегрев электромоторов и их полный отказ.

Некоторые системы управления газовым отопительным оборудованием очень чувствительны к пропаданию напряжения питания. Если время превысит определённый предел, газовый котёл перейдёт в режим «Ошибка» и прекратит свою работу. Перезапустить его самостоятельно неспециалисту не представляется возможным и потребуется вызов мастера из сервисной службы.

Линейно-интерактивные устройства

Работа линейно-интерактивного блока аварийного питания базируется на том же принципе, что и резервного источника, но с одним важным дополнением. В схеме этого устройства предусмотрен стабилизатор напряжения. Напряжение сети поступает на пассивный фильтр, где происходит подавление импульсных помех и высоковольтных коротких выбросов, которые могут повредить электронике, подключенной к выходу устройства.

После фильтра напряжение подаётся на стабилизатор, поэтому потребитель получает более качественное напряжение. Оно, благодаря стабилизатору, выдерживается в жёстких пределах, а время переключения на аккумулятор намного меньше, чем у резервных источников.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:   Выбираем инверторный стабилизатор напряжения: общие сведения и основные особенности

Бюджетный источник бесперебойного питания для котла отопления, выполненный по линейно-интерактивной схеме, работает с простым инвертором, поэтому форма сигнала на выходе может сильно отличаться от идеальной синусоиды.

Более дорогие устройства имеют в своём составе схему формирователя, который обеспечивает напряжение на выходе вполне подходящее для питания циркуляционных насосов, вентиляторов и других приборов, использующих асинхронные двигатели.

Инверторные источники аварийного электропитания

Принцип работы этих устройств использует двойное преобразование напряжения. При работе от сети, напряжение фильтруется и поступает на выпрямитель с корректором мощности. Часть напряжения через зарядное устройство  поступает на аккумуляторы.

Сама батарея постоянно подключена ко входу второго инвертора, который преобразует постоянное напряжение в переменное с очень высокими характеристиками. Такие приборы так же называются «On-line», поскольку никакого времени на переключение на резервное питание им не требуется. Бесперебойник для газового котла, работающий по принципу двойного преобразования, можно считать самым оптимальным вариантом.

Такой ИБП обладает прекрасными техническими характеристиками:

• Идеальная синусоида на выходе;
• Нулевое время перехода на резерв;
• Большой диапазон напряжения на входе;
• Коррекция напряжения и частоты.

Из-за высокой стоимости бесперебойников двойного преобразования, их широкое применение в частном секторе пока ограничено.

Как выбрать ИБП для газового котла

Если с типом источника бесперебойного питания определится легко и выбирать следует качественный линейно-интерактивный или инверторный источник электропитания, то с техническими параметрами могут возникнуть некоторые вопросы.

Каждый ИБП имеет набор определённых параметров, по которым и следует выбирать устройство:

• Мощность ИБП;
• Ёмкость внутренней батареи;
• Возможность подключения дополнительного аккумулятора;
• Время работы в аварийном режиме;
• Форма выходного тока;
• Время перехода на аккумулятор;
• Дополнительные возможности.

Мощность ИБП для котлов отопления определяет, какие устройства могут быть без проблем подключены к конкретному устройству. Плата электроники газового котла является активной нагрузкой, и её потребляемая мощность обычно не превышает 20-40 ватт.

Другое дело циркуляционный насос и вентилятор. Они работают от электродвигателя и  представляют собой реактивную индуктивную нагрузку. Для того чтобы узнать полную мощность такого устройства нужно разделить указанную в паспорте мощность в ваттах на косинус фи (Cos ϕ) и умножить на пусковой ток, который в три раза превышает номинальный (Pw/Cos ϕ*3) Если косинус фи не указан в документации, нужно использовать коэффициент 0,6. Затем сложить полную мощность насоса или насосов, если их несколько, вентилятора и мощность платы управления. К сумме нужно добавить  30% мощности на возможные перегрузки.

Источники резервного питания могут комплектоваться аккумуляторными батареями. В отдельных случаях в технической документации указано, какой аккумулятор нужно приобрести для данного блока. Практика показывает, что самым оптимальным будет применение батареи ёмкостью 100 А/ч, и напряжением 12 вольт. Аккумулятор такого типа обеспечит электропитанием нагрузку 150 W в течение 6 часов 45 минут.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:   Бесперебойник для насоса отопления: разновидности и критерии выбора

Некоторые ИБП для газовых котлов допускают подключение внешних аккумуляторных батарей. Тип и ёмкость таких источников указывается в технической документации. От ёмкости аккумуляторов зависит продолжительность работы в аварийном режиме.

Идеальную синусоиду, необходимую для корректного питания электродвигателей, вырабатывает только бесперебойный источник двойного преобразования и некоторые модели линейно-интерактивных источников электроснабжения. Выбирая ИБП для системы отопления, в которой используется насос, следует уточнить, обеспечивает ли  данный прибор требуемую форму сигнала. Так, например, обычный компьютерный ИБП имеет на выходе не чистую синусоиду, а меандр, поэтому применение таких ИБП недопустимо в системах отопления, где присутствуют циркуляционные насосы.

Мгновенное переключение на аккумулятор обеспечивает только инверторный блок питания. Самое большое время перехода наблюдается у резервных источников.

При выборе аварийного источника электроснабжения можно обратить внимание на некоторые сервисные возможности. Прежде всего, это устройства защиты аккумуляторов от глубокого разряда, защита самого блока от перегрузок и превышения напряжения на входе. Многие устройства имеют светодиодные индикаторы основных параметров и режимов работы.

Бесперебойное питание для газового котла с циркуляционными насосами может обеспечить только блок, выполненный по схеме двойного преобразования напряжения. Использование дешёвых аналогов может привести к полному выходу из строя дорогостоящего отопительного оборудования.