Блок бесперебойного питания для котла отопления: принцип работы + особенности выбора устройств

Какой лучше для котла

Для продления срока бесперебойной работы автоматики и котла в целом, требуется стабильное напряжение, близкое по форме к идеальной синусоиде. К сожалению наши электросети выдают такие характеристики, что большая часть оборудования быстро начинает сбоить и выходить из строя. Потому использование ИБП для котла, имеющего автоматическое управление, крайне желательно. Требуемые параметры электропитания обеспечивает именно on-line класс, потому такой вариант можно признать лучшим, как для газовых котлов, так и для автоматизированных твердотопливных, дизельных или электрических.

Купить UPS для котла класса off-line целесообразно в том случае, если у вас есть общий стабилизатор электропитания на дом, или будет установлен портативный непосредственно перед бесперебойником. Тогда напряжение «выравнивается» на стабилизаторе, а затем транслируется через ИБП, который при необходимости подключит электропитание от АКБ.

Виды ИБП и их классификация

Принцип работы бесперебойника

Главная задача работы ИБП – подача в сеть напряжения достаточной мощности при отключении света. Перевод на электропитание от аккумуляторных батарей (АКБ) должен произойти за доли секунды, чтобы подключенное оборудование не успело выключиться.

Бесперебойники также способны стабилизировать напряжение, выпрямлять синусоиду и поддерживать частоту тока в пределах нормы. Но дополнительными функциями обладают не все модели.

При выборе бесперебойника для отопительной системы можно взять более мощное устройство, чтобы можно было при необходимости дополнительно подключать к нему другие приборы

Устройство ИБП неодинаково. В максимальной комплектации бесперебойник состоит из следующих элементов:

корпус;
аккумуляторная батарея;
преобразователи тока и напряжения (инверторы, выпрямители и пр.);
переключатель;
управляющая микросхема.

Для работы подключенного оборудования важны такие характеристики ИБП:

Вид кривой выходного напряжения: аппроксимированная или обычная синусоида. Первый вариант менее предпочтительный, потому что является непривычным для большинства электронных устройств и приводит к их повышенному износу.
Потребляемая мощность. Двигатели насоса и вентилятора имеют высокие пусковые токи, поэтому максимальная производительность ИБП должна минимум в 2 раза превышать уровень потребления электроэнергии котлом.
Скорость переключения на резервный источник питания. Чем она выше, тем лучше для подключенного оборудования.
Электрическая емкость. От неё зависит время автономной работы всей отопительной системы. Для увеличения емкости к ИБП могут подключаться дополнительные внешние аккумуляторы.
Срок службы. Он зависит от режима эксплуатации и внутренней структуры батарей.
Диапазон входящих параметров сети, позволяющих бесперебойнику выдавать приемлемые напряжение, частоту и синусоиду без переключения на АКБ.
Наличие заземления («сквозного» ноля).

В автономном режиме ИБП способны выдавать 2 вида синусоиды:

плавную;
аппроксимированную.

Плавная синусоида является более приемлемой и всегда гарантирует нормальную работу подключенного оборудования.

Указанные сроки работы оборудования от бесперебойника являются ориентировочными. Точное время можно узнать путем тестирования конкретного комплекта оборудования

Стоимость бесперебойников напрямую зависит от емкости аккумуляторов, дополнительного функционала, а также соответствия выходящих параметров тока и напряжения нормативным значениям. Однако даже самый дешевый ИБП лучше, чем его полное отсутствие.

Как выбирать источник бесперебойного питания для котла

ИБП, которые применяются для электропитания газовых котлов, отличаются следующими особенностями:

Синусоидальная форма выходного напряжения при работе от электросети и от АКБ – достигается технологией on-line («двойное преобразование»);
АКБ повышенной емкости – обеспечивают длительную работу при отсутствии электропитания (десятки часов);
Широкий диапазон входного напряжения, при котором ИБП не подключает аккумуляторную батарею;
Фильтрация входного напряжения, обеспечивающее снижение искажений на выходе до уровня менее 3%;
Система защиты от глубокого разряда АКБ – увеличивает срок службы ИБП;

Наличие режима By-Pass – препятствует повреждению ИБП при поломке, сопровождающейся коротким замыканием и превышением максимально допустимой нагрузки.

Преимущество On-Line ИБП

Стоимость комплекта зависит от типа ИБП. Их три: OFF-Line, Line-Interactiv, On-Line. Золотой середины нет. Неверный выбор типа ИБП может испортить электронику котла, замена которой дорого и всегда не вовремя (зимой).

Пояснение: Line-Interactiv ИБП дешевле, но их можно применять для газовых котлов только в стабильных электросетях. Наличие внутри таких ИБП стабилизатора напряжения не преимущество – а недостаток, т.к. этот стабилизатор, на самом деле грубый и является причиной появления на выходе ИБП скачков напряжения, опасных именно для газовых котлов. Эти ИБП смогут помочь, только при отключении электричества. От помех, резких скачков напряжения они не спасают. Подробнее это описано в нашей статье: противопоказания при использовании с газовыми котлами. Этот вид ИБП идеален для твердотопливных систем отопления. Сделать сеть стабильной можно установив на вводе в дом или локально в котельной тиристорный или инверторный стабилизатор напряжения.

Рейтинг лучших моделей ИБП для компьютера

Источники бесперебойного питания являются необходимым устройством для ПК и бытовой техники, особенно если место вашего проживания отличается частым отключением электричества или скачками напряжения. Выбирая ИБП стоит ориентироваться на:

стабильность работы;
длительность и удобство эксплуатации;
мощность;
бесшумность;
размеры и вес оборудования;
соотношение цены и качества;
производитель.

На основании этих параметров был составлен рейтинг бесперебойников для персональных компьютеров, который поможет при выборе данного оборудования.

Powercom IMD-1025AP

Интерактивный источник бесперебойного питания с выходной мощностью 615 Вт, что достаточно для завершения работы компьютера и периферии в течение 4 минут в случае отключения электропитания от сети. Модель оснащена встроенным ЖК-дисплеем оптимизирующим работу прибора и облегчающим его настройку. ИБП обладает оптимальным соотношением цена/качество.

Плюсы:

выходная мощность;
ЖК-дисплей;
USB-порт;
достаточное количество разъемов;
легкая настройка.

Недостатки:

габариты;
громкие сигналы;
выходные розетки только компьютерные.

APC Back-UPS 1100VA

Также, как и предыдущая модель, это устройство довольно надежно и долговечно. Несмотря на более высокую стоимость, чем у предшественника этого рейтинга, APC Back-UPS 1100VA не оснащен ЖК-дисплеем, вследствие чего усложняется контроль работы оборудования.

Однако наличие 4 разъемов подающих питание от батареи на ПК и периферию выгодно отличает эту модель от своих конкурентов. Мощность устройства составляет 660 Вт, что относит его моделям интерактивного типа и делает защиту оборудования от скачков напряжения более надежной.

На полную зарядку аккумуляторов понадобится порядка 8 часов, а это, согласитесь не очень быстро и не удовлетворяет некоторых пользователей.

К преимуществам стоит отнести:

стоимость;
выходная мощность;
порт USB;
количество выходных евроразъемов.

Минусы:

длительная зарядка батарей;
отсутствие дисплея.

Ippon Back Basic 1050 IEC

Данная модель хоть и не обладает большим количеством разъемов, однако это компенсируется мощностью в 600 Вт, что позволяет корректно завершить работу и выключить компьютер в случае отключения электричества или скачков напряжения. В Ippon Back Basic 1050 IEC также нет дисплея, а информация о работе устройства отражается посредством светодиодов.

Время полной зарядки батарей составляет 6 часов, что совсем неплохо, особенно если учесть, что данная модель находится еще в доступном ценовом сегменте. Внешний вид устройства ничем не выделяется, а его вес составляет чуть больше 5 килограмм, что вызвано наличием емкостных батарей, которые можно заменять при необходимости.

Данная модель бесперебойника обладает звуковой сигнализацией, фильтром помех и стандартным набором защитных механизмов, от неприятных сюрпризов отечественной электросети. По отзывам пользователей Ippon Back Basic 1050 IEC характеризуется как достойный источник бесперебойного питания.

APC Back-UPS 650VA

Модель относиться к устройствам интерактивного типа, но его выходная мощность составляет всего 390 Вт, а выходные разъемы присутствуют в количестве 3 штук. Однако эти розетки относятся к типу EURO, что позволяет присоединить к ИБП не только компьютер, но и прочую бытовую технику, чувствительную к перепадам напряжения.

Полная восьмичасовая зарядка батарей и отсутствие ЖК-дисплея осложняет работу пользователя с устройством. Стоимость бесперебойника не соответствует таким низким характеристикам, что также является недостатком. Однако все минусы компенсируются высокой надежностью модели, которая обеспечила APC Back-UPS 650VA довольно длительный срок эксплуатации.

Плюсы оборудования:

компактность;
надежность;
порт USB и выходные EURO-разъемы;
бесшумность.

К недостаткам стоит отнести:

малая выходная мощность;
недостаточное количество выходных розеток;
отсутствие ЖК-дисплея;
стоимость;
длительность зарядки.

Cyber Power UT650EI

Модель ИБП интерактивного типа с 4 выходными компьютерными разъемами, подающими питание от аккумулятора на подключенное оборудование. Выходная мощность составляет 360 Вт, что дает время работы от батареи порядка 3,5 минут. Данный бесперебойник не оснащен портом USB, что исключает подключение ПК для мониторинга состояния оборудования. Стоимость оборудования соответствует его функциональности.

Плюсы:

доступная цена;
надежность устройства;
достаточная длительность работы от аккумулятора;
количество выходных разъемов.

Минусы:

низкая выходная мощность;
выходные разъемы только компьютерные;
отсутствие дисплея и разъема USB.

Как правильно выбрать прибор?

Выбрать подходящее устройство для отопительной системы – трудоемкий процесс. На рынке представлены сотни моделей с разнообразными параметрами как от лучших производителей, так и от малоизвестных фирм.

Поэтому, чтобы не ошибиться, следует сначала обратить внимание на такие критерии, как:

Время работы от аккумуляторной батареи. Здесь необходимо посмотреть на емкость;
Мощность. Следует отдать предпочтение устройствам, где активная мощность в 2 раза выше линейной;
Какая получается синусоида на выходе. Отличный вариант – когда на выходе человек имеет чистую синусоиду;
Рабочий диапазон напряжения. Этот параметр наиболее востребован для газовых котлов, которые расположены за чертой города и лучше отдать предпочтение моделям со встроенным стабилизатором;
Присутствует ли возможность установки запасной батареи.

2 Параметры в использовании

Отопительные системы в своем большинстве работают на природном газе. Для того, чтобы все оборудование работало эффективно и без сбоев, в такие системы необходимо интегрировать стабильный источник питания.

В случае неожиданного отключения электроэнергии, система без такого оборудования отключится и начнет остывать, что может привести ее к выходу из строя.

ИБП для резервирования насосов газового котла

При постоянно возникающих скачках напряжения (довольно частое явление во всех электросетях), стабильное напряжение на выходе можно также получать при помощи ИБП. В этом случае такое устройство будет одновременно являться и стабилизатором и аккумулятором.

Для создания резервного источника питания для насоса и автоматики отопительной системы потребуется аккумулятор, инвертор и зарядное устройство.

Выбирая какой-либо бесперебойник, следует обратить внимание на параметры выходного напряжения. В прилагаемой к устройству инструкции должно быть четко обозначено — чистый синус

Квази-синус, апроксимированный синус, квазисинусоидальная форма — не подходят, так как при их применении довольно часто отказывает автоматика управления системой, что приводит к перегреву и поломке, как насоса, так и автоматических нагревательных горелок

2.1 Советы специалиста

При покупке и установке следует обратить внимание на следующие моменты:

устройство должно быть надежным, качественным и экономным при расходе энергии, так как в экстренных ситуациях ему придется работать в течение нескольких часов;
цена оборудования не должна влиять на выбор, потому что его эксплуатация продлится на протяжении многих лет;
для увеличения срока автономной работы потребуются дополнительные (запасные) аккумуляторы);
если ИБП включен в систему отопления, то к нему не допускается подключение других устройств, таких как холодильник, глубинный насос или подобного рода приборы или устройства;
расположение (крепление) может быть напольным и настенным. При больших габаритах устройства и высокой мощности его лучше устанавливать на полу;
помещением для установки может быть подвал или полуподвал, в котором предварительно установлен герметически закрывающийся шкаф, который обеспечивает гидроизоляцию (отсутствие влаги) на аккумуляторных батареях и самом устройстве.

Пример смонтированного байпаса с насосом в системе отопления

2.2 Самодельный бесперебойник

Сделать своими руками такое нужное устройство для специалистов не является неразрешимой задачей.

В качестве основы необходимо использовать инвертор, который на выходе оснащен меандром. Для получения чистой синусоиды обязательно следует добавить специальный фильтр. Один из способов преобразования меандра в чистую синусоиду является включение импульсного преобразователя.

Решая задачу — как сделать источник бесперебойного питания своими руками правильно, сразу следует учесть, что автомобильные аккумуляторы для использования в этих целях не рекомендуются. Кроме того, минимальная емкость заряженных батарей должна составлять не менее 100 А/ч.

При эксплуатации системы отопления в местах, где возможно длительное отключение электричества, следует обзавестись автономной электростанцией или генератором. Это позволит ввести два режима работы — ночной и дневной. Ночью система запитана только от ИБП, а днем она работает от генератора, который одновременно заряжает батареи.

Самодельное бесперебойное устройство

Для того, чтобы увеличить длительность работы источника бесперебойного питания следует подключить несколько батарей одного уровня заряда и одинаковой емкости. Соединение может быть последовательным, для увеличения напряжения при не меняющейся емкости, или параллельное, что увеличит емкость, не меняя напряжение.

Аккумуляторные батареи не должны стоять вплотную друг к другу и при размещении их лучше всего устанавливать в закрытом помещении при комнатной температуре. Наличие близкого источника тепла, так же как и влияние холода, неблагоприятно сказывается на работе батарей, значительно снижая их работоспособность.

Использование источника бесперебойного питания в системе отопления не является обязательным. Но не смотря на дополнительные затраты, позволяет быть уверенным в том, что тратиться на ремонт вышедшего из строя, из-за отключения электроэнергии, оборудования — не придется.

Виды ИБП

На рынке существуют десятки производителей, которые выпускают бесперебойники для различного ценового сегмента. Однако, в бюджетных моделях функционал и автономная работа в разы уступает дорогим устройствам.

По принципу действия оборудование делится на 3 категории:

Резервные (offline);
Непрерывные (online);
Линейно-интерактивные.

Теперь подробно о каждой группе.

Резервные

Если в сети присутствует электроэнергия, то этот вариант выступает в роли посредника.

Как только электричество отключают, ИБП автоматически переводит подключенное устройство на питание от АКБ.

Такие модели оснащены батареями емкостью от 5 до 10 Ач, что является достаточным для корректной работы на протяжении получаса. Главная функция этого прибора – не допустить мгновенную остановку отопительного прибора и дать достаточно времени пользователю для правильного отключения газового котла.

К достоинствам такого решения относится:

Бесшумность;
Высокий КПД, если питание осуществляется посредством электрической сети;
Стоимость.

Однако у резервных ИБП имеется ряд недостатков:

Продолжительное время переключения, в среднем 6-12 мс;
Пользователь не может изменять характеристики напряжения и тока;
Маленькая емкость.

В большинстве устройств подобного типа поддерживается установка дополнительного внешнего питания. Поэтому время автономной работы в разы увеличивается. Однако эта модель, так и останется переключателем питания, большего от нее требовать нельзя.

Непрерывные

Этот тип работает независимо от выходных параметров сети. Питание газового котла осуществляется за счет питания от батареи. Во многом это стало возможно, благодаря двухэтапному преобразованию электрической энергии.

Напряжение от сети поступает на вход бесперебойника. Здесь оно понижается, а переменный ток выпрямляется. За счет этого происходит подзарядка АКБ.

При отдаче электроэнергии процесс осуществляется следующим образом. Происходит преобразование тока в переменный, а напряжение увеличивается, после чего движется на выход ИБП.

В конечном результате, прибор исправно работает при отключенном электричестве. Также непредвиденные скачки напряжения или искажение синусоиды не вызовут отрицательного воздействия на отопительное устройство.

К достоинствам относится:

Непрерывное питание даже при отключении света;
Правильные параметры;
Высокая степень защищенности;
Пользователь может самостоятельно изменять значение выходного напряжения.

Недостатки:

Шумный;
КПД в районе 80-94%;
Высокая стоимость.

Линейно-интерактивные

Этот тип является усовершенствованной моделью резервного устройства. Так, кроме аккумуляторных батарей, в нем присутствует стабилизатор напряжения, поэтому на выходе всегда 220 В.

Более дорогие модели способны не только стабилизировать напряжение, но и производить анализ синусоиды, а в случае, когда отклонение составит 5-10%, бесперебойник автоматически переключит питание на батарею.

Достоинства:

Перевод происходит за 2-10 мс;
КПД – 90-95%, если прибор работает от домашней сети;
Стабилизация напряжения.

Недостатки:

Отсутствует корректировка синусоиды;
Ограниченная емкость;
Нельзя изменять частоту тока.

Как профессионально выбрать ИБП для котла

Подбор модификации ИБП для газовых котлов отопления весьма трудоемок по причине многообразия важных технологических параметров, кроме того российский рынок перенасыщен различными модификациями бесперебойников, как западного, так и отечественного производства.

Для работы отопительного оборудования с газовым источником нагрева наиболее важными параметрами выбора ИБП являются:

Тип искривления выходящего напряжения — аппроксимированная/традиционная синусоида. Первая менее желаемая, поскольку не подходит для подавляющей массы электронных приборов и вызывает их быстрый износ.
Максимальная выходная мощность. Электродвигатели центробежного электронасоса и дутьевого электровентилятора обладают значительными пусковыми токами, в связи с этим предельная продуктивность ИБП обязана в 2 раза превосходить общий размер потребления электричества котла и его вспомогательных устройств.
Величина скорости перевода питания на запасной источник.
Электроемкость, от которой будет зависеть продолжительность функционирования системы теплоснабжения. Для увеличения ее размера в схему ИБП смогут интегрироваться вспомогательные внешние аккумуляторные батареи.
Срок службы, который определяется режимом эксплуатации системы ИБП и внутренним устройством аккумуляторов.
Диапазон допустимых входящих параметров электросети, который позволяет ИБП вырабатывать разрешенные параметры тока без переключения на АКБ.
Наличие “сквозного” нуля.

Наилучший комплект ИБП + АКБ

Источник бесперебойного питания для газового котла выпускаются только со свинцово-кислотными аккумуляторными батареями (СЛА), которые существенно тяжелее и имеют большие габариты. чем литиевые. Предпочтительность их установки объясняется низким стоимостным показателем. Кроме того к преимуществу относится возможность герметичного изготовления, что существенно повышает безопасность эксплуатации. Последнее также способствует тому факту, что СЛА не нуждаются в сервисном ремонте.

На многих ИБП учтена возможность включения внешних аккумуляторных батарей — АКБ

В схемах с параллельным включением ряда АКБ важно, чтобы они обладали равными техническими параметрами. Это даст возможность батареям упорядоченно разряжаться/заряжаться и повысить эксплуатационный ресурс

В торговой сети доступны аккумуляторные батареи для ИБП 2-х типов:

Аккумуляторы гелевые, мультигелевые (GEL);
батареи из стекловолоконных мат (AMG).

В электролит GEL введены добавки кремния, по этой причине он обладает повышенной густотой. Поэтому начинка не может вылиться при переворачивании прибора. Кислород и водород, которые выделяются в ходе функционирования батареи, впитывается гелем и, постепенно взаимодействуя друг с другом, выделяют воду. Такой принцип работы гарантирует абсолютную безопасность подобного типа аккумуляторных батарей.

Он-лайн ИБП

Все те минусы, которые присутствуют в первых двух позициях, полностью отсутствуют в он-лайн моделях. То есть:

Происходит переход от переменного тока на постоянный в независимости от напряжения в сети.
На выходе получается переменное напряжение номинальное стабилизированное.
Прекрасно совмещены с любыми генераторами.

Но необходимо отметить, что по конструктивному наполнению эти приборы очень сложны, отсюда, в принципе, и высокая цена изделия. Поэтому их приобретение придется соотнести с качеством и ценой газового отопительного оборудования, в котором установлены очень чувствительные приборы (контроля, учета, настройки и так далее). то есть, для таких приборов нужно точное стабилизированное напряжение. Никаких скачков и некорректной работы, которые могут привести к выходу из строя всех систем газового котла.

Блок бесперебойного питания для котла отопления: принцип работы + тонкости выбора бесперебойников

Какой лучше для котла

Популярные бренды-производители и их краткое описание

Принцип работы бесперебойника