ИБП для газового котла отопления: источник бесперебойного питания и стабилизатор

Устройство ИБП

Устройство подбираемых для газовых котлов бесперебойников (UPS) в целом схоже по составу элементов с аккумуляторами для компьютеров и иной бытовой техники. Но есть у оборудования этого класса и свои особенности.

Состоит классический ИБП для газового котла из четырех блоков:

Комплект аккумуляторных батарей на 12, 24 или 36 В.
Зарядный модуль.
Инвертор.
Стабилизатор напряжения.

Аккумулятор 12 В предназначен для накопления энергии. В зависимости от комплектации и необходимой мощности их в ИБП котла бывает от одного до трех. Зарядка батареи производится от сети с переменными 220 В посредством выпрямителя в постоянные 12 В.

Важность аккумуляторных батарей

Инвертор служит для обратного преобразования прямого тока в синусоидальный со стабильной амплитудой. А стабилизатор контролирует и поддерживает эту синусоиду при питании газового котла непосредственно от сети, когда в ней происходят скачки напряжения.

Схема стабилизации напряжения

Распространенные модели

EATON Ellipse ECO EL650

Разработан компанией EATON, занимающий лидирующие позиции среди производителей ИБП. Является одной из самых популярных моделей офлайн ИБП. Стоит довольно дорого по сравнению с другими офлайн приборами (около 10000 рублей), но имеет ряд преимуществ: Переключение в режим автономного питания совершается гораздо быстрее, чем в других приборах данного типа.

При отключении электроэнергии продолжает питать устройство в течении нескольких минут.

Имеет разъемы для защиты телефонной линии.

Главной отличительной чертой прибора является функция EcoControl, отключающая оборудование при отсутствии нагрузки в главной розетке.

Несовместим с блоками питания APFS.

Ariana

Компания предлагает широкий выбор источников бесперебойного питания для твердотопливных котлов. Самым популярным из них является линейно-интерактивная AK-500. Нагрузочная мощность прибора составляет 500 Вт, напряжение на входе – до 300 Вт. Может питать устройства как от электросети, так и от аккумуляторов или генераторов. Средняя стоимость колеблется в районе 6500–7500 рублей.

General Electric

Популярная американская компания производит множество моделей ИБП с различными характеристиками. Оптимальным вариантом для тех, кто хочет приобрести ИБП с двойным преобразователем по доступной цене, будет модель EP700 LRT. Преобразователи сводят к минимуму риск от скачков напряжения. Нагрузочная мощность составляет 490 Вт, входное напряжение – 300. Может устоять против скачков напряжения вплоть до 240 Вт.

Зарядное устройство ИБП не рассчитано на такую большую ёмкость АКБ

Из предыдущего пункта часто выплывает следующий: раз в ИБП из коробки стоял АКБ на 7Ач, а теперь поставили на 70Ач, то зарядное устройство не в состоянии будет дать большим ток и полностью зарядить аккумулятор. Отчасти утверждение верно, зарядное устройство в ИБП действительно имеет ограничение по максимальному току, которым оно может заряжать аккумулятор, но это вовсе не означает то, что оно не сможет зарядить аккумулятор. Просто время зарядки увеличится. Конечно же это может стать проблемой в случае, если электричество дают по расписанию, несколько часов в день, и аккумуляторы просто не будут успевать заряжаться. Но в таком случае ничего не мешает параллельно с ИБП подключить к тому же аккумулятору более мощное зарядное устройство (или контроллер солнечных батарей, например). Главное помнить, что в инструкции к зарядному устройству, инвертору и ИБП наверняка написано, что так делать нельзя.

Виды ИБП

Всегда стремитесь покупать те инверторы, в которых изначально встроен стабилизатор напряжения.

По данному параметру ИБП можно разделить на 3 вида:

off line – какое напряжение в них подается, такое и выходит

Переменное 200В подали, такое же переменное 200В и получили на выходе. При отклонении параметров сети за минимальные или максимальные диапазоны, он просто включит инвертор и начнет забирать энергию с аккумулятора.

Некоторые удивляются, почему их АКБ так быстро разряжаются. Хотя никаких отключений вроде бы и не было. Просто проверьте входное напряжение и все станет ясным.

on-line – в них переменное напряжение сначала преобразуется в постоянное, исправляется, а затем опять выдается переменное

То есть, все плохие параметры сети (синусоида, перепады напряжения, частота) выравниваются и сглаживаются до номинальных значений.

линейно-интерактивные – в них не преобразуется частота, а есть только встроенный стабилизатор

Самые лучшие и совершенные модели на сегодняшний день это онлайн.

Их обязательно нужно устанавливать в том случае, если у вас возможно временное или длительное питание от генератора.

Там зачастую наблюдаются проблемы с частотой отличной от 50Гц.

Какие аккумуляторы устанавливают в бесперебойники

В бесперебойниках на сегодняшний день могут использоваться следующие типы аккумуляторов:

свинцово-кислотные;
литий-ионные;
никель-кадмиевые.

Самый распространённый вариант (ему же рекомендуют отдавать предпочтение специалисты) — свинцово-кислотные. Они недорогие, ёмкие, требуют минимального обслуживания, легко подключаются, быстро заряжаются. Условно их разделяют на жидкостные и гелевые (в зависимости от физического состояния используемого электролита). Последние — более надёжны и долговечны, но стоят дороже.

Фото 2. Свинцово-кислотный аккумулятор для источника бесперебойного питания от производителя ExeGate Power.

А единственный недостаток всех свинцово-кислотных батарей — быстрый выход из строя при частом использовании. Они рассчитаны работать нечасто и непродолжительными сессиями. То есть, подойдут в том случае, если электричество дома отключают редко и ненадолго.

Литий-ионные — более долговечны, чем свинцово-кислотные, но и стоят дороже. Однако при простаивании они начинают терять свою ёмкость. Соответственно, не подойдут, если необходимость в аварийном питании — редкая. А вот для регулярного использования, когда их хотя бы частично приходится разряжать 3—4 раза в месяц, они идеальны.

Никель-кадмиевые — хоть производятся по старой технологии, но являются долговечными, стойкими к перепадам температур. Из недостатков: батареи не обслуживаются, высокотоксичны (в жилых помещениях лучше не использовать), стоят дорого, а ещё обладают «эффектом памяти».

Внимание! Каждый ИБП совместим только с одним типом аккумуляторов. Если изначально в нём был установлен свинцово-кислотный, то поставить литий-ионный или никель-кадмиевый не получится

Более того — это опасно, так как алгоритм зарядки каждого из них кардинально отличается.

Размер, вес и способ установки

Размер и вес бесперебойника прямо зависят от ёмкости установленных аккумуляторов и типа интегрированного стабилизатора напряжения.

Сам источник бесперебойного питания без батарей весит, в среднем, от 2,5 до 10 кг. Аккумулятор на 7 Ah свинцово-кислотный — порядка 1,5—2 кг.

Небольшие устройства, как правило, имеют встроенный сменный аккумулятор, а более дорогие — внешний (что позволяет подключить сразу несколько АКБ с параллельным соединением).

Остальные характеристики, на которые обращают внимание при выборе

И также при выборе ИБП учитываются следующие характеристики:

диапазон входного напряжения и частоты (при выходе за указанные пределы включается работа только от аккумулятора);
форма выходного напряжения (лучше — с правильной синусоидой).

Что касательно производителя, то одними из лучших, по мнению потребителей, в плане цена — качество, являются ИБП от следующих компаний:

APC;
LogicPower;
Crown;
PowerWalker;
Mustek;
Powercom;
Stark.

Фото 3. Два ИБП разного размера для газовых котлов от производителя Stark. Приборы оснащены электронным дисплеем.

Чистый синус и его влияние на котел

В первую очередь при выборе ИБП для котла обращайте внимание на форму выходного напряжения

Существует 2 типа выходного напряжения:

чистый синус

квазисинус (меандровый сигнал)

При выборе всегда делайте акцент на модели с чистым синусом

Почему это важно?. Котлы и его оборудование не любят как перепады напряжения, так и изменение частоты выходного сигнала

Если вы купите ИБП с квазисинусом, котел может определить данное напряжение как ошибку, и будет уходить в аварию

Котлы и его оборудование не любят как перепады напряжения, так и изменение частоты выходного сигнала. Если вы купите ИБП с квазисинусом, котел может определить данное напряжение как ошибку, и будет уходить в аварию.

Электронике конечно неправильный синус не страшен. А вот насосы отопительного оборудования, типа RS или UPS начинают гудеть.

Двигатель в насосах асинхронный и этот псевдосинус дает много гармоник, которые значительно понижают КПД и вызывают нагрев и гудение.

Кроме того, в самом котле имеется свой встроенный циркуляционный насос, а иногда и не один, отсюда и такие жесткие требования.

Всегда обращайте внимание на способность ИБП выдерживать большие пусковые токи (двух-трехкратные). Кроме самого котла, есть же еще и другое оборудование которое нужно запитать, например погружной насос

Выбор ИБП для газового котла

Итак, давайте подведем итоги полученных знаний, сформированные понятия, что такое ИБП, помогут нам более правильно выбрать источник бесперебойного питания. Нам понадобится: качественный инвертор, стабилизатор и мощная аккумуляторная батарея. Безошибочным наш выбор помогут сделать два основных параметра:

Во первых, нам необходимо посчитать сумму потребления мощности всех приборов, попадающих в сферу особой важности, и подлежащих непременному ограждению от колебаний напряжения;
Во вторых, определиться с периодом времени, необходимого для автономного функционирования оборудования.

Складываем мощность

Посчитать общую мощность на самом деле очень просто. Считаем все приборы подлежащие защите: газовый котел, циркуляционный насос, сигнализация, уверены, вы сами сможете продолжить список электроприборов отвечающих за жизнеобеспечение с рекомендацией подключение к сети через ИБП.

После того, как приборы оказались в нашем списке, внимательно складываем мощность каждого прибора, которая прописана в паспортных данных или инструкции по эксплуатации. Итоговая сумма — является нашим искомым параметром. Молодой человек в видео обзоре, подробно рассказывает как это легче сделать:

Получив сумму мощности от потребления всех устройств, для корректного выбора ИБП газового котла потребуется увеличить это значение на 30 процентов. Это необходимо сделать, так как многие приборы, например электродвигатель насоса, в момент запуска резко увеличивают потребление тока.

Современные ИБП, конечно выдерживают кратковременную перегрузку, тем не менее специалисты советуют перестраховаться минимум на 30% , и рассмотреть возможность купить источник бесперебойного питания с увеличенным напряжением прозапас.

Устанавливаем необходимый промежуток автономной работы

Величина интервала времени обеспечения автономным питанием от ИБП ваших электрических приборов, находится в прямой зависимости от емкости аккумулятора. Производитель батарей, как правило, прописывает продолжительность эксплуатации в автономном режиме в сопроводительной инструкции к аккумулятору. Практика показывает, что указанный показатель отличается в меньшую сторону от заявленных значений, такое происходит из-за коэффициента глубины разрядки и КПД инвертора.

Будет полезным вспомнить, насколько часто у вас отключается электричество, какой продолжительности чаще всего бывают подобные отключения. Исходя из этих данных, определяем величину максимально возможного периода автономии в часах. Требуемая емкостьаккумулятора, рассчитывается непосредственно из ваших потребностей:

С = (Т х Р)/(8,65 х N), где

С – искомая величина требуемой емкости;
Т – необходимый период автономии, (сколько вам потребуется времени до возабнавления центрального электроснабжения) – в часах;
Р – сумма мощности всего подключаемого оборудования к ИБП – в ваттах;
N – количество аккумуляторов в планируемом к покупке источнике бесперебойного питания;
8,65 – постоянный коэффициент.

Как выбрать ИБП?

Выбирая для газового нагревателя резервный источник бесперебойного питания, необходимо отталкиваться от потребляемой котлом мощности. Чем он больше расходует электроэнергии в процессе нагрева теплоносителя, тем более емкая нужна АКБ. Иначе время автономной работы окажется слишком маленьким. Отключения электричества иногда длятся по несколько часов. Если емкости бесперебойника будет хватать всего на несколько десятком минут, то толку от него ноль.

Существует три критерия выбора ИБП для газового отопительного оборудования:

Мощность водогрейного котла;
Тип АКБ;
Время работы от источника.

Подбираемая мощность зависит не только от самого котла. Если в системе есть циркуляционный насос и иные энергозависимые приборы, без которых нормальное функционирование обогрева невозможно, то это обязательно нужно учесть. Их потребление также надо прибавить к параметрам бойлера. Существующие схемы отопления частного дома своими руками очень разнообразны, в них часто присутствует огромное количество «умной автоматики». Однако все эти девайсы потребляют электричество.

Использовать для организации бесперебойного питания газового котла автомобильные аккумуляторные батареи нельзя. Технически их можно подсоединить. Однако они изначально рассчитаны на совершенно иные рабочие режимы. Конструктора в них закладывали необходимость кратковременной выдачи тока при пуске двигателя автомашины.

Если ими укомплектовать рассматриваемый UPS, то долго автомобильные аккумуляторы при постоянных нагрузках не прослужат. Большинство из них просто боится глубокого разряда. Плюс испарения электролита недопустимы в жилых помещениях.

Для котлов на газу следует брать АКБ, сделанные по технологии AGM либо GEL. В первых электролит из-за примененных при изготовлении решений просто не испаряется, а во вторых вместо него между пластинами батареи налит специальный гель.

Чтобы рассчитать емкость ИБП в конкретном случае, следует перемножить часы (на сколько у вас обычно отключается свет) и мощность котла (по техпаспорту), а затем поделить их на коэффициент 8,65. Например, для автономной работы в течение 12 часов нагревателя на 24 кВт с потребляемой мощностью электроэнергии в 130 Вт требуется одна батарея на 24 В либо две по 12 В. С=(150*12)/8,65=180 ампер-час. Большинство АКБ 12 В обычно идут на 100 А*ч, поэтому их необходимо будет две.

При выборе аппарата для бесперебойного питания котла также следует смотреть на:

Наличие пометки «чистый синус»;
Параметры тока заряда (от 4 до 20 А);
Время переключения на аккумулятор (от 0 до 1 секунды).

Чем больше ток заряда, тем быстрее заполнится энергией АКБ. Однако слишком быстрая зарядка некоторым батареям противопоказана. Если котел оснащен точной электроникой, то время перехода с сети на аккумулятор должно равняться нулю. Задержки и перерывы в электропитании здесь недопустимы.

Основной момент – это «чистый синус». Если в техпаспорте ИБП прописано «аппроксимированная синусоида» или «ступенчатая аппроксимация синусоиды», то такой бесперебойник предназначен для компьютеров и телевизоров. Запитывать с него газовый котел нельзя.

Для энергопитания как электродвигателей циркуляционных насосов, так и горелок требуется напряжение точно синусоидальной формы. При нечеткой синусоиде в электромоторе возникают паразитные токи, порождающие перегрев и прогорание изоляции обмотки. А запальным электродам горелки такой питающий вольтаж вовсе категорически противопоказан.

Виды бесперебойников

Сегодня торговая сеть предлагает ИБП трех видов:

off-line (он-лайн) ;
on-line (оф-лайн);
Line-Interactive (лайн-интерактив ли линейно-интерактивные).

Типы ИБП для газовых котлов и блок-схемы их подключения

Ofline ИБП (резервного типа)

Это самые простые и дешевые источники бесперебойного питания. Off-line с английского можно перевести я как «не в линии», что отображает принцип работы данного устройства. В бесперебойнике данного типа выставляется верхний и нижний предел напряжения, при котором котел работает нормально. Пока параметры сети находятся в этих рамках, питание подается напрямую — с линии.

Если напряжение становится больше или меньше, срабатывает реле переключения, питание подается через ИБП от аккумуляторов. Когда параметры сети возвращаются к норме, снова срабатывает реле, отключая источник бесперебойного питания. Для газового котла подобная защита, конечно, лучше чем ничего, но при включении/отключении в сети наблюдаются существенные скачки напряжения. Так что стабилизация в данном случае не полная — нет больших провалов или пиков, но напряжение питание далеко не идеально. Второй недостаток бесперебойников офлайн типа — они не могут исправлять форму синусоиды.

Схема работы оффлайн ИБП (UPS)

Потому оф-лайн источники бесперебойного питания для газовых котлов стоит использовать только в том случае, если у вас уже установлен стабилизатор на ломе или квартире. Он выдает идеальное напряжение, а ИБП в данной схеме просто при отсутствии напряжения подключает аккумуляторы. Эта схема является дорогой, но создает нормальные условия для работы оборудования, требовательного к качеству электропитания.

On-line ИБП (постоянного типа)

Данный тип называют еще блоками бесперебойного питания с двойным преобразованием. Все из-за принципа работы:

Поступающее на вход переменное напряжение преобразуется в постоянное и используется для заряда подключенных к устройству аккумуляторных батарей.
Постоянное напряжение преобразуется в переменное с синусоидой идеальной формы.

Получается электропитание преобразуется дважды. Этим гарантируется стабилизация напряжения и идеальная форма синусоиды.

Схема работы онлайн бесперебойника

Он-лайн бесперебойники подключаются в разрыв цепи питания. Пока напряжение нормальное, преобразуется линейное питание, при пониженном напряжении его недостаток восполняется за счет заряда батарей, при отсутствии электропитание подается от АКБ.

Недостаток данного оборудования — высокая цена и быстрой разряд аккумуляторов, который обусловлен тем, что он расходуется на выпрямление скачков. Тем не менее, если вам нужен лучший источник бесперебойного питания для газового котла — покупайте оборудование онлайн типа.

Line-Interactive (линейно-интерактивные)

Свойства и характеристики бесперебойников этого типа не так хороши как у онлайн моделей, но и не настолько плохи, как у агрегатов оффлайн. Имеются все те же аккумуляторные батареи и переключатель, который при понижении напряжения подключает ИБП. Но для стабилизации напряжения имеется специальный блок — автоматический регулятор напряжения (АРН на рисунке выше).

Как работает интерактивный источник бесперебойного питания

Недостаток линейно-интерактивных источников бесперебойного питания для газового котла — немоментальное переключение при изменении напряжения. Но оно намного меньше чем в аппаратах оффлайн, зато напряжение поддерживается постоянным (в определенных пределах). Это оборудование — оптимальный выбор, так как при относительно небольшой цене гарантирует неплохие результаты.

Лучше соединить батареи параллельно, чем последовательно

Бытует мнение, что лучше взять ИБП с напряжением аккумуляторов 12В и соединить параллельно несколько батарей для увеличения общей ёмкости, чем взять ИБП на 24/48В и соединить те же батареи последовательно. В качестве аргументации обычно приводится необходимость балансировки батарей в случае если они соединены последовательно, но упускается из виду то, что каждая батарея состоит из 6 элементов, балансировка которых в принципе не предусмотрена конструкцией батареи, и ведь работает же как-то. В моём случае к двум ИБП подключены 4 АКБ по 12В, после двух лет использования разница в напряжениях на батареях составила менее десятой доли вольта.

Рейтинг лучших ИБП on-line для газовых отопительных котлоагрегатов

Знакомство с техническими параметрами популярных ИБП поможет пользователю сделать профессиональный выбор нужной модификации. В этом рейтинге показан список самых рейтинговых ИБП, способных гарантировать продолжительную и стабильную работу отопительного котла, работающего на газовом топливе.

Наибольшим спросом пользуются ИБП для газовых котлов отопления от следующих производителей:

Энергия Гарант 500, российского производителя с выходящей мощностью – 500 ВА/300 Вт. Это высокотехнологичные очень точные приборы с КПД – 98%. Время на переключение к АКБ – 8 мс. Работают в диапазоне входное напряжение – 155/275 В. ИБП обустроены интеллектуальным режимом зарядки, контролирующего емкость аккумулятора и его техсостояние, цена по состоянию на 1.01.2020 г – 8.250 руб.
HeliorSigma 1 KSL, прибор с выходной мощностью – 1000 ВА/800 Вт, обладает чистым синусоидальным выходным напряжением и обеспечивает работу с КПД – 98%. Прибор с удобной системой управления и стабильной работой при скачках напряжения, цена по состоянию на 1.01.2020 г – 18.950 руб.
StarkCountry 1000 Online с выходной мощностью – 1000 ВА/800 Вт. Устройства обеспечивают идеальное выходное напряжение с КПД – 98%. Активизируют работу автоматически при возникновении сложностей по параметрам напряжения. Аппаратура снабжена дисплеем, на котором отражается емкость АКБ и иные характеристики. Обустроен 3-мя разъемами питания, цена по состоянию на 1.01.2020 г – 19.395 руб.
Lanches L900Pro-H 1 kVA, с выходной мощностью – 1000 ВА/900 Вт и двойной системой преобразования тока. Предполагается использование с внешними батареями. Имеет большой интервал входного напряжения 110 – 300 В, хотя работает при низком КПД – 85%. Устройство обустроено подходящей панелью управления, цена по состоянию на 1.01.2020 г – 15.057 руб.
БАСТИОН SKAT-UPS 2000/1200, с выходной мощностью – 2000 ВА/1200 Вт, работает в широком интервале входного напряжения от 170 до 270 В, при этом функционирует с низким КПД – 85%. Прибор имеет UPS, которая позволит подсоединить нагрузку напрямую, цена по состоянию на 1.01.2020 г – 18.300 руб.
PowercomImperial IMD-825AP, с выходной мощностью – 825 ВА/495 Вт. Технология изготовления — самая современная. Аппаратура работает в автономном варианте на протяжении нескольких часов, при этом имеет довольно продолжительный период собственной зарядки – 6 часов, цена по состоянию на 1.01.2020 г – 6.590 руб.
Штиль SW1000SL, с выходной мощностью – 1000 ВА/900 Вт и технологией онлайн. Аккумуляторные батареи непрерывно используются в работе, по этой причине смена источника питания осуществляется практически мгновенно, с КПД – 95%. Прибор имеет элегантный и малоразмерный корпус с ЖК-дисплеем с подсветкой и обилием опций, цена по состоянию на 1.01.2020 г – 23.950 руб.
CyberPower VALUE1500ELCD, с выходной мощностью – 1500 ВА/900 Вт. Первый из фаворитов ИБП для отопительных агрегатов, работающих на газообразном топливе. Гарантирует надежную передачу электроэнергии, сохраняя продолжительную работоспособность котла даже при длительных аварийных сбоев в энергосети, цена по состоянию на 1.01.2020 г – 12.950 руб.
Энергия ПН-500, с выходной мощностью – 500 ВА/300 Вт. Многофункциональное устройство, автоматически контролирующее параметра входного напряжения. Принадлежит классу интерактивных ИБП, с высокой эффективностью работы с КПД – 98%. Очень быстро заряжается и гарантирует стандартную работоспособность газового котлоагрегата, в том числе и при мощных скачках напряжения, цена по состоянию на 1.01.2020 г – 8.100руб.

Источник бесперебойного питания для газового отопительного котла

Устройство ИБП