Автономное электропитание для газовых котлов. Какой лучше для котла. Что представляет собой ИБП?

Современные котлы для отопления — это уже не просто агрегат для сжигания топлива. Это достаточно сложные и технологичные системы, большая часть которых может работать только при наличии питания в электросети. И дело не только в том, что циркуляция воды в системе обеспечивается насосами, а и в том, что в котлах имеется автоматика, управляющие устройства, которые не просто потребляют электричество (пусть и немного), но и очень требовательны к его «качеству».

Чтобы не зависеть от наличия электричества есть несколько путей:

• Сделать систему отопления энергонезависимой. Не самый привлекательный вариант в том смысле, что такие системы недостаточно эффективны и потребляют больше топлива, чем аналоги с автоматикой.
• Иметь две системы отопления: одну с автоматикой, и как резервную – энергонезависимую. Идея хорошая, но дорогая – одна система стоит денег немалых, а две – и того больше. Но в некоторых случаях – при жестокой зиме и частых и продолжительных отключениях электропитания это, может, и единственный выход.
• Сделать свою собственную систему более энергонезависимой при помощи источников бесперебойного питания – ИБП (или UPS в англоязычном варианте).

Многим знакомы эти устройства: практически у всех владельцев стационарных компьютеров есть такие блоки бесперебойного питания, но для котлов они не совсем подходят. Задачи у них разные: для компьютерного бесперебойника главная задача – обеспечить вам время на правильное выключение системы. Это максимум 5-15 минут. Для котлов ситуация другая – требуется работоспособность на продолжительное время – до возобновления подачи электропитания.

Отличаются и требования к форме питания: ИБП для компьютеров часто выдают не синусоиду (которая требуется автоматике котла), а импульсы со срезанной верхушкой, больше напоминающие прямоугольные. Для работы автоматики котла важна именно правильная синусоидальная форма. Требуется еще совпадение по фазе, что непринципиально для компьютера. Только при наличии такого питания автоматика и сам котел будут функционировать долго. Во всяком случае, так заявляют производители. Опыт эксплуатации это подтверждает. В общем, как аварийный выход бесперебойник для компьютера подходит, как постоянный – вряд ли.

Какие бывают ИБП

Источники бесперебойного питания делятся на два класса: on-line и off-line. Более дешевые ИБП off-line класса, так как из-за особенностей работы они конструктивно проще: пока напряжение в сети присутствует и не очень отличается от заданных параметров, они пропускают электропитание транзитом. При пропадании напряжения или при достижении одним из параметров порогового значения, сеть отключается, подключаются аккумуляторные батареи. В чем недостаток? В том, что на вход автоматики подается напряжение не идеальное ни по форме, ни по номиналу. Это, конечно, лучше, чем ничего, но не дает гарантии безаварийной работы.

Бесперебойники для котла класса on-line подключены постоянно, в них происходит постоянное преобразование сетевого напряжения и «выравнивание» характеристик. Для этого напряжение преобразуется дважды:

1. входное напряжение сети трансформируют в постоянное — 12 В,
2. затем его снова преобразуют в переменное 220 Вольт и частотой 50 Гц.

Это двухступенчатое преобразование необходимо для стабилизации параметров электропитания: на выходе такого ИБП всегда напряжение 220 В, частота 50 Гц и идеальная синусоида. Кроме того, в этих устройствах аккумуляторы подключены в буферном режиме (постоянно подзаряжаются).

Какой лучше для котла

Использовать источники бесперебойного питания нужно не только для работы системы на время пропадания электроэнергии. По уверениям организаций, обслуживающих котлы отопления, самой частой поломкой является именно выход из строя автоматики из-за сбоев электропитания. Причем повреждения такие, что или требуют полной замены (а это как минимум 100-150$) или замены микропроцессоров, что по цене может быть даже больше (вместе с работой по замене).

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 , так и для , х или .

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.

Определяем мощность ИБП и емкость аккумуляторов

Выбор ИБП для газового котла не заканчивается с определением класса устройства. Необходимо подобрать еще мощность. Для этого необходимо суммировать мощность всех устройств, которые обеспечивают работоспособность системы отопления (насосы, автоматика и турбины газоудаления, если такие есть). В принципе, это и есть искомая мощность, но для пиковых нагрузок во время пуска системы требуется запас порядка 20-30% и больше.

Хоть котлы для отопления оборудование и энергозависимое, но потребляют совсем немного электричества: средняя потребляемая мощность котла с насосом – до 150 Вт. Для обеспечения работы такого котла с одним насосом требуется ИБП мощностью в 300 Вт. Если насоса в системе два – нужен уже прибор на 400-500 Вт.

Для обеспечения длительной работы котла при аварии на линии электропередач (1-2 часа) требуется некоторое количество аккумуляторных батарей. Понятно, что чем больше емкость батареи, тем продолжительнее гарантированное время работы. Но на выбор емкости аккумулятора влияет такой параметр ИБП, как мощность зарядного устройства. Чтобы определить, какой емкости батарею зарядит ваш бесперебойник, ток заряда умножьте на 10. Если ток заряда 7,5 А, то емкость заряжаемой батареи может быть 75 А/ч.

Заряжать можно и большие батареи, но тогда их заряд будет неполным, что приведет к более быстрому выходу их из строя. Зарядка менее мощных батарей большими токами также нежелательна: сокращается срок их службы. Потому использование батарей больших емкостей не всегда дает хороший результат: может даже возникнуть ситуация, когда котел от бесперебойника не работает. Скорее всего, из-за недостаточного тока зарядки, аккумулятор не заряжается, следовательно, питание не подается.

С чем еще нужно определиться — с типом аккумулятора. Они могут быть гелиевые или жидкостные (обычные). Гелиевые – более надежны и долговечны, но стоят раза в 2-3 дороже (срок службы и надежность далеко не пропорциональны цене). Независимо от типа они должны быть герметичными необслуживаемыми, так как использоваться будут в жилом помещении или вблизи от него. В принципе, более целесообразно покупать обычные автомобильные необслуживаемые аккумуляторы – это гораздо дешевле даже с учетом их более частой замены (по сравнению с гелиевыми).

Чтобы легче было определить, на какое время будет гарантирована работа оборудования в зависимости от потребляемой мощности, емкости батарей и их количества, смотрите таблицу.

Некоторые модели ИБП и их отличия

ИБП «Фантом» или Phantom для котлов отопления – изделие украинской фирмы. Относится к классу on-line устройств. Имеет нечасто встречающуюся, но полезную функцию – экономный режим работы «Эко», который позволяет продлить работу аккумуляторной батареи без дозарядки. Заявляется также о наличии интеллектуального зарядного устройства, которое продлевает эксплуатационный период АКБ.

ИБП «Фантом» для котлов отопления

Инвертор «Штиль» PS12-300A — имеет очень большой срок службы – 30 лет, может заряжать большое количество батарей, обеспечивает безопасное и надежное подключение АКБ. Это устройство разрабатывалось для автомобилей, но параметры на выходе достаточно стабильны, чтобы обеспечить работоспособность чувствительной к питанию техники.

Выпускает «Штиль» и источники бесперебойного питания on-line типа, но называет их АБП – агрегаты бесперебойного питания. Мощность агрегатов – 150-400 Вт, опционально поставляются две батареи на 12 В. Есть у этого прибора одна очень интересная функция – переход в режим «байпас» при перегрузке.

ИБП «Штиль» для котлов отопления

ИБП «Бастион» — устройства on-line класса, обеспечивают стабильную синусоиду на выходе (искажение менее 5%), выпускаются мощностью 500-800 Вт. Имеют неплохие отзывы, отличаются повышенной надежностью.

ИБП «Бастион» для котлов отопления

ИБП «Люксеон» для котла. Модель Luxeon UPS-500LU — отзывы вкратце такие: после отключения и перезарядки не «помнит» предыдущего состояния и включается самопроизвольно, что приведет, в конце концов, к выходу из строя котла. Еще один недостаток – писк во время работы от АКБ, кроме того, при переключении на работу от аккумулятора и обратно котел часто выдает ошибку и не работает. О других моделях ИБП этого производителя отзывов не нашлось, но конкретно эту модель вряд ли можно рекомендовать для использования.

В этом видео вы увидите тест некоторых ИБП, которые недавно появились на рынке. Этот материал позволяет объективно оценить насколько реальные характеристики отвечают заявленным.

Как сделать бесперебойник для котла

Стоит ли собирать ИБП своими руками? Возможно. Все зависит от того, насколько вы разбираетесь в электротехнике. Но даже самые лучшие устройства, собранные своими руками, очень часто уступают по надежности и качественным показателям промышленным аналогам. Какой может быть экономия? Если собирать ИБП из готовых блоков, то сэкономить удастся порядка 30% стоимости, если делать все самому – порядка 60-70%.

Приведем пример самодельного UPS большой мощности, который может обеспечивать бесперебойную работу большого количества электроники и бытовых приборов. Максимальная мощность всех приборов – 1 кВт, принцип действия — on-line, т.е. включен постоянно, форма выходного напряжения — синусоида.

Что необходимо для ИБП

• Импульсный блок питания с высоким КПД и мощностью, именно 28,8 В на 50 А. Такое напряжение дает возможность подключить аккумуляторы напрямую без переходников и обеспечить их полный и постоянный заряд (схема работает уже 8 лет и никаких проблем не возникло).
• Два свинцовых автомобильных аккумулятора на 12 В и 200 А/ч.
• Инвертор, который на выходе дает меандр 310 В и коэффициент заполнения 1.
• Силовой резонансный фильтр высших гармоник. Его придется изготовить самостоятельно.

Все составляющие покупаете на рынке или в магазинах, соединяете, как показано на схеме, и ИБП своими руками готов, причем поддерживает он работу не только котла и насоса, а также компьютера, освещение, работу насоса водоснабжения и т.д. Главное, чтобы суммарная мощность не превышала предельно допустимую. Но, понятно, чем меньшая будет нагрузка, тем дольше будут работать приборы. Хотя, при низких нагрузках именно этот ИБП имеет низкий КПД: на холостом ходу он сажает батареи за 35 часов.

Главная трудность во всей схеме – собрать резонансный фильтр высших гармоник, которые позволит на выходе получить переменное напряжение в 50 Гц и формой, близкой к синусоиде. Схема его проста. Основное – расчет параметров. Элементы контуров рассчитываются и изготавливаются одинаково, собираются только потом по-разному – один контур последовательный, второй – параллельный, но оба настроены на частоту 50 Гц.

Конденсаторы были взяты не полярные на мкФ. Можно собрать из двух фазосдвигающих по 50 мкФ, соединив их параллельно.

Далее нужно произвести расчет параметров катушек индуктивности под тот сердечник, который есть у вас в наличии. Чтобы получился нужный дроссель, в сердечнике нужно будет сделать зазор (если нужен зазор в 1 мм, прокладка в Ш-образном сердечнике должна быть в два раза тоньше – 0,5 мм).

Вот формулы для расчета параметров:

• {Зазор, мм} = 1.257E-3*{Максимально возможная сила тока, А}*{Количество витков}
• {Количество витков} = 1.257E6*{Максимально возможная сила тока, А}*{Индуктивность дросселя, Гн} /{Площадь сечения сердечника,мм 2 } – полученное значение округляем в большую сторону
• Для параллельного контура {Максимально возможная сила тока, А} = 1.4*220 В/ 28* {Частота сигнала, Гц – 50Гц}*{ Индуктивность дросселя, Гн}
• Для последовательного контура : {Максимально возможная сила тока, А} =1.4*{Мощность нагрузки, Вт}/220 В.

Пример расчета приведен ниже

Аккумуляторы должны быть подключены параллельно на небольшом расстоянии от бесперебойника – чтобы уменьшить снижение напряжения при работе под нагрузкой. Все соединения делать толстым многожильным медным проводом, так как пиковые значения силы тока могут быть до 100 А. Соединения делать максимально надежными, особое внимание уделять местам соединения проводов с клеммами аккумуляторов. Эти соединения потребуется периодически проверять, так как они часто окисляются, повышая сопротивление и ухудшая работу системы. Из технического обслуживания понадобиться еще только регулярное отслеживание уровня электролита в АКБ.

Популярность коттеджных поселков и в частности загородных домов могла бы превзойти востребованность городского жилья, но этому во многом препятствуют проблемы электроснабжения и газификации. Владение частным домом, инженерно-коммуникационное содержание которого зависит от качества работы центральной сети, нередко превращается в сплошные мучения для собственников. Единственным выходом становится использование автономного оборудования для содержания дома. В этих реалиях неуклонно растет популярность ИБП для газовых котлов. Отзывы пользователей выделяют немало положительных моментов в эксплуатации такого оборудования. Например, отмечается высокий потенциал наработки на отказ, минимальные требования к обслуживанию, а также экономность и доступность установки. Впрочем, многое зависит от конкретного агрегата, поэтому главный задел в пользе от газового котла с ИБП следует обеспечить еще при покупке, сделав правильный выбор.

Что представляет собой ИБП?

Внешне устройство напоминает массивный блок, который устанавливается недалеко от котла или другого отопительного агрегата. С функциональной точки зрения конструкция ИБП содержит два модуля. Главным из них является стабилизатор, который обеспечивает непосредственную задачу оборудования - нормализацию подачи электроэнергии. Второй модуль представлен аккумуляторной батареей, которая, в свою очередь, поддерживает рабочее состояние всего блока. Батарей может быть несколько или одна - это зависит от мощности агрегата. Сразу надо сказать, что аккумуляторы для ИБП газовых котлов являются весьма ответственными элементами, которые не просто питают основной источник энергии, но и способны его вывести из строя. Такое обычно бывает, если используются неподходящие автомобильные аккумуляторы. Если же блок правильно укомплектован и грамотно подключен, то владелец может рассчитывать на стабильную частоту переменного тока и предохранение котла от перепадов напряжения. Также ИБП могут снабжаться и дополнительными опциями, но обо всем по порядку.

Первостепенные характеристики ИБП

Несмотря на высокую ответственность домашней котельной, основных критериев выбора всего лишь два: это временной период, на протяжении которого агрегат должен будет обеспечивать свою поддержку, и мощность. В данном случае мощность следует рассматривать не как тепловую, а как электрическую - то есть ту, которая требуется для работы автоматики и насосов оборудования. Максимальный предел этого показателя редко превосходит 400 Вт, но встречаются и исключения, поэтому следует изначально узнать мощность в паспорте оборудования. Современные ИБП способны обеспечить ее на уровне 3000-5000 Вт. Конечно, для 400-сильного агрегата этого объема не потребуется, а оптимальными вариантами будут модели на 500-700 Вт.

Далее следует определиться с временным интервалом. Для понимания того, как подобрать ИБП для газового котла по этому критерию, необходимо учитывать емкость батареи и мощность нагрузки. Понижение мощности и повышение объема аккумулятора способствуют увеличению времени автономного функционирования котла. Казалось бы, достаточно сразу ориентироваться на большую емкость, которая сможет обеспечить продолжительную эксплуатацию котла. Но есть один нюанс - в данном случае работа оборудования повлечет и высокие финансовые затраты. Поэтому лучше заранее рассчитать наиболее близкий к максимальному пределу интервал бездействия основной сети и подбирать под него конкретную модель ИБП.

Разновидности ИБП

С точки зрения принципа работы можно подразделить устройства на три категории: линейно-интерактивные модели, источники резервного типа и модификации On-line, которые считаются самыми эффективными ИБП для подходящий вариант из описанных выше типов? Ответ на этот вопрос зависит от требований к отопительному оборудованию. Линейно-интерактивные устройства отличаются возможностью самостоятельного обеспечения работы котла в течение 15-20 мин, однако они оснащаются простейшим стабилизатором, который не подойдет для обслуживания мощных агрегатов. Резервные модели еще проще - в них отсутствует стабилизатор, поэтому использовать такой источник можно только для оборудования, работающего в условиях надежного функционирования сети. Модели типа On-line считаются самыми надежными, функциональными и производительными, так как они оснащаются высокоточными стабилизаторами, работу которых могут дополнять несколько аккумуляторов.

Отзывы о продукции Helior

Производитель выпускает неплохие модели бюджетного сегмента, с помощью которых можно обеспечить непродолжительную, но стабильную работу котла мощностью порядка 500 Вт. Наибольший интерес вызывает модель Helior Sigma 1 KSL - это ИБП для газовых котлов, отзывы о котором отмечают компактные размеры и удобство в установке, а также крупный русскоязычный дисплей. Впрочем, есть нарекания относительно того, что заряд батареи отображается неточно. Привлекает этот вариант прежде всего тех, кто не имеет возможности серьезно вкладываться в такое оборудование. Стоимость этой модели варьируется от 17 до 20 тыс. руб. За эти деньги покупатель получает возможность обеспечения 13-часовой работы газового котла на 100 Вт, или же 2-часовой работы агрегата на 500 Вт.

Отзывы о моделях Zenon

От марки Zenon стоит предложить неплохое решение в виде модификации 1000LT-24. Этот вариант хвалят не только обыватели, но и обслуживающий персонал серверных комнат, медицинских учреждений, отопительных комплексов и т. д. Находясь примерно в одинаковой ценовой категории с предыдущей моделью, этот вариант способен обеспечить еще большую автономию. В частности этому способствует тот факт, что устройство относится к моделям типа On-line. Это наиболее совершенные ИБП для газовых котлов, отзывы о которых отмечают возможность моментального переключения с питания от сети на батарею. Такой эффект достигается за счет двойного преобразования. Прибор можно использовать для котлов, мощность которых не превышает 800 Вт. При этом для 100-сильного агрегата такая ИБП сможет обеспечить автономность на 35 часов, а в случае с котлом на 500 Вт - около 5 часов.

Отзывы о моделях Tieber

Модели этой марки, а именно версия T2000 48V скорее подойдет потребителям, которые используют высокомощные котлы. Или тем пользователям, которые планируют на протяжении долгого времени «питаться» только от ИБП. Владельцы отмечают высокую степень автономии.

Так, например, котлу на 100 Вт данное устройство может продлить работу на 160 часов. Но важно учитывать, что это ИБП с двойным преобразованием для газовых котлов, которым требуется 4 батареи. То есть надо готовиться к довольно затратному содержанию отопительного оборудования. Впрочем, с точки зрения надежности и производительности данный вариант себя более чем оправдывает. Владельцы характеризуют работу источника как стабильную и «всеядную». Это значит, что устройство обеспечивает полноценное функционирование самых требовательных и капризных в работе котлов.

Отзывы о моделях East

Производитель ориентирует свою продукцию на решение непростых задач. К примеру, на 6-суточное обеспечение автономии котла на 100 Вт. В комплектацию данного оборудования входят уже 6 аккумуляторов, что, опять же, свидетельствует о высоком потенциале. Так, версия EA930 располагает мощностью в 2700 Вт. В плане функциональности это один из самых выгодных ИБП для газовых котлов. Отзывы, к примеру, отмечают, что источник способен корректно работать с фазозависимыми котлами, чего нельзя добиться, используя бюджетные ИБП. Также в числе плюсов стоит отметить герметичность устройства, которая гарантирует стабильную работоспособность без стороннего вмешательства.

Что еще учесть при выборе?

Далеко не все источники обеспечивают в процессе работы так называемый чистый синус. Качественные устройства, как правило, с двойным преобразованием, выполняют это условие не только при работе на батарее, но и под снабжением от центральной сети. Также следует разграничить модели, предназначенные для кратковременной поддержки параметров сети, и «долгоиграющие» версии ИБП.

Энергия для газовых котлов от источников системы LT (long time) способна обеспечивать долговременную автономность за счет интеллектуального зарядного элемента высокой мощности. Также будет не лишним учесть габариты устройства и его интерфейс - все же эргономика в наше время играет не последнюю роль, и многие производители стремятся облегчать задачи пользователей даже в мелочах.

Как выбрать аккумулятор?

Кроме емкости и напряжения, то есть параметров, которые являются основными при выборе аккумулятора для ИБП, следует обращать внимание на срок службы и физические характеристики. Для простейших устройств, обслуживающих маломощное оборудование, подходят свинцово-кислотные необслуживаемые модели на 12 В. Однако современные аккумуляторы для ИБП газовых котлов в основном выполняются по технологии AGM. Это значит, что при их изготовлении использовался абсорбирующий сепаратор на основе стекловаты. Если требуется надежный и безопасный элемент питания, то стоит присмотреться именно к таким вариантам. Кроме того, что батареи AGM представлены в разных исполнениях и отличаются по объему с показателями напряжения, их преимуществом является отсутствие вредных испарений, а также пожаробезопасность.

Можно ли сделать ИБП своими руками?

Самодельные источники питания такого типа - это реальность, однако следует учитывать, что их производительность будет ниже заводских аналогов, а габариты, наоборот, больше. О надежности и вовсе речь не идет, тем не менее иногда целесообразно использовать именно такие ИБП для газового котла. Своими руками устройство можно собрать из блока импульсов с инверторами. Желательно приобретать оборудование с производительностью от 28 В, что позволит выполнять подключение без переходников. Для охлаждения лучше использовать не вентиляторы, а радиаторы, особенно если используется мощный стабилизатор. Инвертор тоже приобретается отдельно. Оптимальный вариант - устройство с модифицированной синусоидой. В процессе эксплуатации такой агрегат необходимо регулярно проверять на окисление соединений и обрабатывать их специальными составами.

Порядок подключения

Устанавливать оборудование следует в защищенном от механических воздействий помещении с оптимальным влажностным и температурным режимами. Стоит заранее спланировать и конфигурацию расположения устройства, так как приобрести можно и настенный ИБП для газового котла, и его аналог напольного типа. В любом случае подключение выполняется по следующей инструкции:

• Последовательно с помощью перемычек (одной или нескольких, в зависимости от количества батарей) ИБП соединяется с аккумуляторами.
• Располагать батареи можно на любом месте рядом с ИБП, но так, чтобы корпус последнего не замыкал клеммы элементов питания.
• Теперь можно подключать ИБП к розетке, но важно учитывать, что она обязательно должна иметь заземление.
• Подключение и запуск нагрузки.

В данном случае рассматривается выбор работающих на газовом топливе. Дело в том, что такое оборудование может быть фазозависимым. То есть если подключение ИБП к газовому котлу не привело к розжигу горелки, то необходимо развернуть вилку и включить ее снова. Поворот вилки на 180 градусов, как правило, помогает решить проблему.

Сама концепция источников бесперебойного питания требует от них высокой степени надежности. Однако продлить их срок службы позволят только соответствующие правила эксплуатации. В частности, производители рекомендуют даже в случае наличия основного питания проводить профилактические сеансы работы котла от ИБП. Желательно выполнять такую процедуру два раза в год по 2-3 часа. Также в летнее время, если отопительный агрегат не будет использоваться, то и резервный источник снабжения следует отключить. Для этого сетевой кабель вынимается из устройства, а сам прибор отключается путем нажатия двух кнопок OFF одновременно.

Заключение

От приобретения вспомогательного оборудования для обслуживания систем отопления многие отказываются по той причине, что неизбежно растут финансовые расходы на содержание формируемой инфраструктуры. В этом плане, конечно, лучший ИБП для газового котла следует подбирать по принципу экономичности. Но это не значит, что устройство должно снабжаться маломощными аккумуляторами с минимальным объемом. Рациональность в данном случае означает максимальную приближенность устройства к требованиям технического обеспечения автономной работы. Для этого рассчитывается мощность самого котла и определяется среднее время, на которое может быть отключено электроснабжение.