Источники бесперебойного питания для отопительных котлов любого типа

Самостоятельное изготовление

В целях экономии можно попробовать собрать бесперебойник для котла отопления своими руками. Некоторыми полезными функциями при этом придется пожертвовать. В частности, у приборов заводской сборки, как правило, есть автопереключение с сети на аккумулятор и обратно. Сделать то же самое в кустарных условиях не получится. Придется переключать прибор вручную.

При этом следует не забывать отключать общий рубильник.

Кроме низкой цены бесперебойники для котлов отопления сделанные своими руками имеют еще одно преимущество: вы сами выбираете емкость аккумулятора исходя из своих потребностей. Процесс сборки очень прост, демонтировать устройство тоже легко. Это значит, что если вам понадобится инвертор для каких-нибудь других нужд, вы его сможете быстро изъять из системы на необходимое время.
Для изготовления самодельного ИБП потребуются:

• инвертор (преобразователь тока) 12/220 вольт. Нужно выбирать устройство с минимальной пиковой мощностью 600 ватт (рабочая не меньше 300) и чистой выходной синусоидой;
• аккумулятор. От его емкости зависит продолжительность автономной работы котла. Стандартного автомобильного аккумулятора на 45 А/ч хватит на 8 часов, батареи на 95 – на сутки. Рекомендуется приобретать гелиевые аккумуляторы, у них самый большой ресурс. Но они дороже других;
• зарядник. Выбор зависит от емкости аккумулятора. Например, для 150 ампер-часов зарядник нужен с током 15 ампер. В этом случае на зарядку потребуется около 6 часов. От другого устройства АКБ будет заряжаться дольше.

При сборке клеммы инвертора (+) и (–) соединяют с аналогичными клеммами АКБ проводом 4 кв.мм минимум и подключают котел к розетке инвертора.

Когда аккумулятор сядет (или когда появится сетевое электричество), к нему нужно будет подсоединить зарядник и подключить к сети. Можно подсоединить зарядник один раз, а потом только подключать его к сети по мере необходимости.
Возможно Вас заинтересуют эти статьи:

• что такое терморегулятор для котла отопления;
• что такое теплоаккумулятор для котлов отопления;
• что такое стабилизаторы напряжения для котлов отопления.

Видео выборе бесперебойника для котла отопления.

Типы и виды ИБП

По способу монтажа все ИБП делятся на два класса: настенные и напольные. Первые принадлежат к бюджетным решениям и оснащаются встроенными аккумуляторами небольшой емкости. В особых случаях в них предусматривается подключение к внешним батареям. Напольный бесперебойник отличается повышенной мощностью и в состоянии обеспечить питание даже промышленных котлов. С точки зрения технического совершенства, существующие ИБП делятся на: резервные (off-line), линейно-интерактивные (line-interactive) и модели двойного превращения (on-line).

Первый тип принадлежит к самым простым решениям, основным достоинством которых является низкая стоимость (устройство можно купить, начиная с 2 000 рублей). Они не снабжаются стабилизатором, поэтому рекомендуются к применению в сетях с устойчивыми параметрами. Как только бесперебойник для котла зафиксирует снижение U до 175–180 В, он в течение 4–6 мс переведет его на питание от аккумулятора. Линейно-интерактивные, в отличие от резервных ИБП, оснащаются несложным стабилизатором сетевого напряжения. Потенциала их внутренних батарей хватает примерно на 20 мин автономной работы.

Более дорогие — интерактивные ИБП, подключенные к внешним элементам питания с увеличенным потенциалом, обеспечивающим газовый котел энергией на протяжении 8 часов. В отличие от off-line, они переключаются со значительной скоростью (2–4 мс). Но самыми совершенными являются бесперебойники двойного превращения (on-line), которые оборудованы зарядными устройствами для вынесенных батарей повышенной емкости. Это полноценные системы автономного питания, стабилизирующие не только напряжение, но и частоту тока в сети. Их слабое место — высокая стоимость, обусловленная сложной конструкцией и особыми техническими решениями.

Рекомендации перед приобретением

Перед тем как выбрать ИБП для котла, необходимо уяснить, что в сопроводительной документации должен быть указан тип выдаваемого им сигнала — гладкая (правильная) синусоида. От этого во многом будет зависеть долговечность газового отопительного котла. Если в характеристиках указано другое название (модифицированная, моделированная или аппроксимированная), лучше отказаться от покупки данной модели. Дорогое электронное оборудование с чувствительной системой управления через несколько часов работы со ступенчатым сигналом будет выведено из строя.

Требуется также обратить внимание на мощность (P) котла отопления. В идеале надо знать суммарное энергопотребление его циркулярного насоса и вентилятора

Максимальное (пусковое) значение S ИБП для газовых котлов должно минимум в 5 раз превышать эту величину. В ином случае бесперебойник просто его не запустит. При финансовых возможностях желательно приобретать ИПБ типа on-line (с двойным превращением), способный не только поддержать работу газового отопительного котла при длительном отключении электричества, но и стабилизировать параметры сети в обычном режиме.

Для надежности выбираем бесперебойник, S которого минимум в 2 раза перекрывает общий показатель энергопотребления котла отопления. Выходная мощность ИБП в технической документации обычно подается в вольт-амперах, а большей части остального бытового электрооборудования — в ваттах. Для их сопоставления надо умножить значения P в ваттах на коэффициент 0,7. Например, если котел имеет P=400 Вт, то для него подойдет бесперебойник с такими параметрами: (400×0,7)×2=560 (В·А).

Расходы

Ориентировочная стоимость ИБП для котла:

Какой выбрать тип

Если в загородном доме, где установлен энергозависимый котел, зимой отключают электричество, это вызывает большие трудности. Конечно, можно предусмотреть подобную ситуацию и обеспечить обогрев дома независимым устройством либо приобрести бензогенератор. Но это дополнительные расходы.

Выбрать бесперебойник для котла будет самым экономичным вариантом.

Схема действия ИБП не отличается сложностью. В стандартном режиме он запитывается от электромагистрали и одновременно подзаряжает свои батареи. При внезапном отключении энергоснабжения ИБП переключается на аккумуляторы и поддерживает работу котла, пока электросеть снова не заработает. При восстановлении энергообеспечения прибор переходит на питание от сети и продолжает зарядку АКБ.

Существует несколько видов бесперебойников, отличающихся путем подачи электричества из электросети на отопительную систему.

Оффлайн

Подобные модели действуют крайне просто. Переменное напряжение 220 В трансформируется в постоянное 12 В, необходимое, чтобы заряжать АКБ. Инвертор в ИБП действует по обратной схеме. При должном уровне напряжения в энергосети оно передается напрямую на запитывание устройств и зарядку батарей.

Когда энергоснабжение в электромагистрали исчезает либо опускается меньше допустимых параметров, реле переключается на батареи, и питание оборудования осуществляется за их счет.

Из минусов отмечают, что в ИБП подобного типа нет стабилизатора: они используются только в сетях с постоянными значениями.

Зато они компактны и мало весят, а их стоимость доступна любому.

Онлайн

В бесперебойниках такого типа энергия от сети при прохождении через ИБП преобразуется два раза. Вначале выпрямитель трансформирует переменное напряжение 220 В в постоянное 12 В и направляет его на инверторный преобразователь. Тот производит обратную трансформацию, получая напряжение 220 В и частоту 50 Гц, и на подключение отопительного устройства подается гладкая синусоида.

Основные достоинства подобных ИБП – идеальная форма сигнала на выходе, а также быстрое подключение к АКБ. Приборы оборудуются стабилизаторами напряжения высокой точности, имеют значительную мощность.

У подобных устройств только один изъян – большая стоимость.

Линейно-интерактивный

По своему строению идентичны резервным бесперебойникам, но имеют одно значительное достоинство – выход оснащается стабилизатором напряжения. В результате уменьшается число переключений с электросети на АКБ и назад, что увеличивает срок службы подобных ИБП. Но когда реле переключается, хоть и ненадолго, котел остается без электричества.

Применение бесперебойников онлайн типа – лучшее решение, поскольку они в состоянии снабдить отопительный прибор требуемым напряжением. Компромиссным вариантом являются линейно-интерактивные аналоги либо аппараты оффлайн с наружным стабилизирующим элементом.

Если отключения энергоснабжения в доме нередки и долговременны, лучше предпочесть вариант класса LT (long time). Не оснащенный собственным аккумулятором, он оборудован интеллектуальным зарядным устройством увеличенной мощности.

К нему возможно подключить наружную АКБ любой емкости.

1 группа ИБП для коротких до 2 ч и редких 2-4 раза в год отключений

ИБП данной подгруппы спасут котёл в населённых пунктах со стабильным напряжением, где отключения электричества возможны только по причине аварий или плановых ремонтных работ. Если в течение нескольких лет вы не сталкивались с внезапными отключениями электричества по неизвестным причинам и ваши приборы работали исправно, но вы хотите подстраховаться от внештатных ситуаций, то эти ИБП для вас.

Для первых двух ИБП идеальным будет Энергия АКБ 12-55. Для третьего ИБП больше подойдёт Энергия АКБ 12-100. В каждом случае аккумуляторы обеспечат 2-часовую работу ИБП после отключения электричества.

Время переключения ИБП с домашней электросети на АКБ — до 0,8 с: это больше, чем у линейно-интерактивных и on-line ИБП. Но производители обещают, что котёл переключится на питание от аккумуляторов без остановок.

Покупателям нравится совместная работа прибора со стабилизаторами напряжения: в паре они работают аналогично линейно-интерактивным ИБП. В то же время есть отзывы о не лучшей работе сервисных центров: после ремонта некоторые пользователи продолжали жаловаться на неполадки в приборе.

На видео мастер фирмы-производителя ИБП — Сибконтакт — рассказывает об особенностях подключения ИБП к газовым котлам и перечисляет вспомогательные инструменты, которые помогут правильно установить этот бесперебойник.

Плюсы прибора — универсальная установка, светодиодный дисплей со всей необходимой информацией и эффективное охлаждение с помощью совместной естественной и принудительной вентиляции. АКБ, подключенные к этому инвертору, будут защищены от перезаряда, глубокой разрядки, короткого замыкания и холостой работы.

Покупателям нравится бесшумная работа прибора, компактность и доступная цена.

На видео представитель Энергии рассказывает о линейке ИБП Pro. Здесь можно узнать, в каких случаях применимы приборы из этой серии, какой аккумулятор необходимо подключать и как не прогадать с выбором мощности ИБП.

Главный плюс прибора — низкая цена при большой мощности 600 Вт. Этого хватит для подключения газового котла и пары циркуляционных насосов. Ещё одно преимущество — непрерывная работа от сети при напряжении 155-275 В. Лишь после выхода напряжения за указанные рамки инвертор переключится на питание от аккумуляторов.

Как рассчитать и выбрать необходимую мощность

До того, как выбрать подходящий ИБП для котла, рассчитайте нужную мощность и период независимой работы. Учтите то, что выходной ток должен иметь гладкую синусоиду, ведь котел оборудован приборами, восприимчивыми к форме подаваемого сигнала.

Формула для вычисления нужной мощности ИБП проста. Необходимо суммировать соответствующие энергетические показатели всех потребителей, подключаемых к нему. Учитывайте, что пусковые токи бывают в три раза больше номинала: мощность каждого насосного устройства надо умножить на три.

Произведение увеличьте еще в 1,3 раза, чтобы получить требуемый показатель бесперебойника.

Как подобрать надежный бесперебойник

Чтобы не пришлось еще раз возвращаться к вопросу выбора подобной техники, желательно сразу обратить внимание на on-line устройства. Данный вариант предоставит возможность работать отопительному оборудованию с максимальной эффективностью без перегрузок и колебаний напряжения

К тому же такое решение позволит более не задумываться над вопросом, насколько качественное электричество подается на вход устройства.

Когда выбирается бесперебойник для насоса системы отопления и автоматики, учитывается его мощность. При этом необходимо соотнести данный параметр ИБП с техническими характеристиками подключаемого потребителя. Рекомендуется выбирать исполнение с мощностью, которая будет несколько выше требуемого значения. Учитывая, насосное оборудование содержит в качестве основного узла двигатель, в расчет принимаются пусковые токи, а значит, и мощность при запуске будет выше.

Смотрим видео, критерии выбора:

Бесперебойник для насоса системы отопления и автоматики должен отвечать требованиям также и по длительности работы в автономном режиме. Для этого нужно узнать, какой емкости батареи предусмотрены конструкцией

Если стоит задача выбрать устройство, которое обеспечит автономную работу отопительного оборудования на протяжении более чем 12 часов, тогда нужно обращать внимание на пометку LT, что означает «long time» или длительное время функционирования

Обзор популярных исполнений

K 1000 LT

Источник бесперебойного питания для циркуляционного насоса системы отопления и платы управления Intel Monolith K 1000 LT позволяет потребителю работать без прямого питания от сети очень длительное время, о чем свидетельствует обозначение на оборудовании LT.

Это однофазное устройство, которое работает при входном напряжении от 120 до 295 В, мощность данного исполнения соответствует значению 1000 ВА. ИБП для насоса системы отопления обойдется примерно в 17 000 руб.

Другой вариант такой же ценовой категории – East EA 910 LCDH. Он сходен по своим параметрам с предыдущим вариантом, за исключением диапазона значений сетевого напряжения: от 160 до 300 В. Оба исполнения напольные и работают в режиме on-line. Более дорогой вариант – N-Power ProVision Black LT 1000. Обойдется пользователю примерно в 21 000 руб. А значения параметров идентичны вышерассмотренным вариантам. Проверены годами эксплуатации аппараты производителя Ippon.

Мнения покупателей

Модель East EA 910

На практике, с учетом того, что отечественное централизованное энергоснабжение далеко от идеала по качеству электричества, пользователи отдают предпочтение моделям со встроенным стабилизатором напряжения.

В противном случае постоянные перепады в сети окажут негативное влияние на технику. В некоторых случаях можно подключить дополнительный аккумулятор, чтобы продлить работу оборудования.

Рекомендации по установке и эксплуатации

ИБП для питания циркуляционного насоса отопления и узла автоматики необходимо устанавливать на участке, где будет открыт доступ к нему. Это облегчит дальнейшее обслуживание подобной техники и при необходимости – ремонт. Дополнительно к тому обязательным этапом монтажа является обеспечение эффективной циркуляции воздуха в помещении.

Источник бесперебойного питания для насоса системы отопления и платы управления устанавливается непосредственно перед такими узлами, как сам насос и котел. Первым делом производится настройка ИБП, затем выполняется проверка всех соединений и тестовый запуск оборудования. Как и любой прочий вид подобной техники в помещении, где эксплуатируется ИБП, нужно поддерживать правильные условия: температура воздуха не выше 50 градусов, а также нормальный уровень влажности.

Таким образом, чтобы поддерживать работоспособность системы отопления на должном уровне, избегать простоя оборудования и частых перегрузок, необходимо правильно подобрать вид ИБП. Подходящий по принципу действия механизм снизит риск поломки отопительной техники, которая отличается высокой чувствительностью к перепадам напряжения сети. Наиболее подходящий вид источников бесперебойного питания – on-line аппараты. Они подают на вход потребителю напряжение синусоидальной формы с минимальной погрешностью от стандартного значения 220 В. Выбор ценовой категории и марки устройства является второстепенной задачей, так как в первую очередь подбирается устройство по мощности и емкости батареи.

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.

Бесперебойник для газового котла нужен с выходным напряжением в виде синусоиды, а не меандра

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.

Принцип работы ИБП

Резервное питание от ИБП электрооборудования АСО и аппаратуры контроля, управления и регулирования рабочих параметров для котлов отопления реализуется в нескольких технических вариантах исполнения, каждый из которых имеет свои особенности:

1. Простейший вариант подключения аккумуляторов, если уменьшилось или полностью пропало сетевое напряжение, называется резервным или off-line (оффлайн) типом.

Схема резервного off-line подключения ИБП

При номинальном сетевом питании напряжение напрямую от сети (обозначено «ключ») поступает к аппаратуре АСО – на схеме обозначено «нагрузка». Параллельно от блока «выпрямитель/зарядное устройство» заряжается АКБ («батарея»). Затем постоянное напряжение 12 В от АКБ направляется к инвертору, а из него уже в форме переменного напряжения 220 В подается на нагрузку.

ИБП off-line типа для систем отопления частного дома НЕ ГОДИТСЯ! Оффлайн-бесперебойник пригоден для бытовой техники, пожарной автоматики, но для микропроцессорной автоматики и приборов АСО (термостат, электронный термометр, регуляторы расхода и давления) его использовать не рекомендуется. Причина кроется в нестабильном характере синусоидальной формы переменного напряжения, подаваемого на вход циркуляционного насоса или в схему управляющей электроники с термометром. Напряжение не откорректировано ни по частоте, ни по амплитуде.

График напряжения переменного электрического тока имеет синусоидальную форму. Чем ближе форма подаваемого питания к идеальной (математической) синусоиде, тем лучше характеристики тока, тем стабильнее работает оборудование и автоматика.

На рисунке показаны сравнительные графики изменения напряжения от различных видов источников переменного тока:

• график (а) – так называемая «грязная» синусоида, имеющая форму меандра – результат работы резервных источников импульсивного характера. «Грязная» синусоида провоцирует перегрузки в работе насоса и кавитационные процессы в системе. Оборудование натужно гудит и быстро выходит из строя;
• график (б) – аппроксимированная (ступенчатая) синусоида на выходе из инвертора либо дизельного генератора. Используя стабилизаторы напряжения, аппроксимированную синусоиду преобразуют в правильную («чистую») синусоиду;
• график (в) – «чистая» синусоида. Работа аппаратуры системы отопления при «чистом синусе» со стабильной амплитудой без скачков и провалов проходит без паразитных шумов в штатном режиме. Бесперебойник с инвертором и стабилизатором в общей схеме способен обеспечить чистую синусоиду подачи тока на АСО.

Графики изменения напряжения переменного тока от ИБП различных типов

1. Если в схему off-line подключения ИБП дополнительно разместить трансформатор, стабилизирующий напряжение на входе зарядного устройства, то получится бесперебойник линейно-интерактивного (Line-interfctive) типа.

Схема ИБП линейно-интерактивного типа

В числе достоинств интерактивного подключения отмечают два фактора:

• стабилизацию выходного напряжения (хотя она носит примитивный, квазисинусоидальный характер), что уже позволяет его использовать для запитывания оборудования АСО;
• обеспечение более долгой «жизни» АКБ до 8-10 часов.

1. ИБП двойного преобразования (on-line типа), представляющий собой устройство резервного запитывания оборудования АСО в автономном режиме.

Схема источника бесперебойного питания on-line типа

Принцип работы ИБП онлайн типа заключается в последовательном двойном преобразовании входящего переменного тока:

• выпрямитель трансформирует переменное напряжение сети в постоянное;
• инвертор преобразует постоянное напряжение в переменное.

При двойном преобразовании электроэнергии получается чистая синусоидальная форма питающего нагрузку напряжения, что идеально подходит для оборудования АСО.

Достоинства и конструктивные особенности ИБП

С конструктивной точки зрения данное устройство состоит из двух элементов:

• аккумулятора;
• стабилизатора тока.

Помимо того, в конструкции может находиться как одна батарея, так и несколько. Среди многочисленных достоинств бесперебойника выделим следующие.

• Он прост в установке и подключении. Это вполне можно сделать своими силами, не привлекая к работе профессионалов.
• Прибор работает абсолютно бесшумно.
• Параметры выходного напряжения все время стабильны.
• Никакой необходимости в перманентном техническом обслуживании нет. Более того, расходы на использование минимальны – разве что раз в несколько лет приходится менять аккумуляторную батарею.
• Наконец, сюда относится длительный эксплуатационный срок самого бесперебойника. Как следствие – увеличивается срок использования газового котла.

Обратите внимание! Устанавливать ИБП рекомендуется в местах, которые хорошо защищены от воздействия влаги (если говорить более конкретно, то это предназначающийся для этого герметичный шкаф, который находится в максимальной близости от шахты вентиляции). Благодаря такому расположению прибор будет надежно защищен от конденсированной влаги, более того, он будет частично охлаждаться