Выбор ИБП и определение мощности
Основных разновидностей бесперебойников две:
- Линейно-интерактивные, Line-interactive. Выполняет функции накопителя энергии и стабилизатора. На выходе выдаёт синусоиду, компенсирует повышение и понижение напряжения. Уровень шума прибора – до 40 дБ. Время переключения режимов около 3 – 5 мск.
- Оn-line, или двойного преобразования. Это устройство способно обеспечить поступление максимально качественной электроэнергии из сети. Суть его работы в том, что энергия преобразуется сначала в постоянный ток, поступающий на зарядку аккумуляторов, и он же сразу переходит в переменный ток нужной величины. Кроме того, время перехода с режима на режим – стремится к 0. Чаще применяется для чувствительной электроники, для серверов и компьютеров. Также стоит выбрать этот вид ИБП, если кроме насоса, к нему будет подключён котёл с его требовательной электроникой.
Система двойного преобразования – процесс энергозатратный, поэтому приборы второго типа больше греются, шумят и теряют КПД (70%, против 90 – 95% у интерактивного).
Количество фаз. Бесперебойники бывают одно или трёхфазными. Последние, чаще всего, используются для промышленного оборудования. Для системы отопления частного дома выбирают однофазные модели.
Мощность ИБП подбирается, из расчёта суммарной мощности всех узлов, подключённых к нему. При этом нужно учесть, что во время пуска, нагрузка возрастает в несколько раз. В документации к циркуляционному насосу, этот показатель прописан, как «Пусковой ток». При подборе мощности ИБП, именно эту величину нужно брать за основу, иначе бесперебойник может выйти из строя с первого же старта. Исключение составляют насосы с функцией плавного пуска.
Бесперебойник Helior
Пример. Мощность циркуляционного насоса – 250 Вт. Кратность тока при пуске – 4. Значит, пусковая мощность = 250 х 4 = 1000 Вт. Соответственно, ИБП нужно покупать мощностью от 1 кВт и выше.
Диапазон рабочего напряжения. Этот показатель рассчитывается исходя из перепадов напряжения в конкретной сети. Если, например, эти колебания достигают ± 9 %, то приобретается бесперебойник с диапазоном в пределах 220 ± 10 %. Если не рассчитать этот показатель, источник бесперебойного питания, будет переводить насос в автономную работу (от аккумулятора) каждый раз, когда в сети скакнёт напряжение. А такой режим с частыми переходами, быстро выведет его из строя.
Отдельные модели могут быть оснащены:
- Функцией «холодного старта». Даёт возможность включить бесперебойник, когда электричество уже отключили.
- Индикаторы состояния оборудования.
- Сигнализация о критическом уровне заряда.
- Микропроцессорное управление.
- Самодиагностика во время включения.
- LCD– дисплей.
Существуют напольные модели, похожие на системный блок компьютера (самые распространённые), и настенные.
При выборе мощности однофазного оборудования имеет смысл остановиться на приборе с запасом мощности. Это обеспечит более длительное время работы, а также даст возможность в будущем подключения к ИБП других устройств.
Выбор
Первое, что нужно учесть при выборе бесперебойника:
- Мощность циркуляционного насоса.
- Класс его энергопотребления.
- Время, на которое отключают свет.
Для чего нужно знать класс энергопотребления. Предположим, мы имеем насос 45 Вт. В момент запуска происходит скачок мощности, т.е. он потребит больше Вт
Важно, чтобы он не превысил мощность ИБП. Если насос у вас класса А, частотный преобразователь снижает пусковой момент до 1,5 от обычной мощности
Тогда максимальный показатель мощности будет равен 45х1,5=67 Вт.
Если вы не знаете класса энергопотребления насоса, лучше подстраховаться и взять коэффициент 6. Тогда расчёт будет выглядеть так: 45х6=270 Вт.
Время работы ИБП будет зависеть от количества и ёмкости батарей. Однако увеличивать число батарей не дёшево и не все бесперебойники позволяют использовать дополнительные батарейные блоки.
ИБП со встроенными батареями используют большей частью для смягчения скачков напряжения – превращения пилообразной их формы в ровную синусоиду. Обеспечить работу котла, в случае выключения, они могут лишь на 20 минут.
Другой вариант – ИБП с зарядным устройством, к которому можно подсоединять внешние аккумуляторы.
Время автономной работы рассчитывается так:
(Ёмкость аккумулятора) х (на напряжение в цепи) : ( полную мощность в ВА)
Примечание: Чтобы перевести суммарную мощность из Вт в ВА, её нужно разделить на 0,7.
8-12 часов автономной работы – хороший показатель для ИБП. А для аккумуляторов оптимальная ёмкость – 100А/ч.
Схема работы ИБП по технологии Offline
Линейно-интерактивный, или Он-лайн ИБП выбрать?
Если котёл газовый или на дизеле, лучше подойдут Он-Лайн приборы. Можно использовать и Линейно-интерактивные, но дополнительно установив к нему стабилизатор напряжения.
Для котлов на твёрдом топливе можно выбрать более дешёвый линейно-интерактивный ИБП.
Ошибки, которые часто допускают, выбирая ИБП:
- Время автономной работы определяется не мощностью прибора, а ёмкостью аккумуляторов.
- Если в маркировке стоит индекс LT – это означает, что ИБП идёт с внешними батареями, которые не входят в стоимость агрегата. Их нужно купить дополнительно – без них прибор работать не будет.
- Цифры, которые указаны в модели – это не Вт, а ВА.
- Воздержитесь от покупки ИБП сомнительных производителей.
Производители, зарекомендовавшие себя, как надёжные – Fiamm, Leoch, Delta, AQQU,CSB, Inel.
Газовое отопление остается популярным по причине низкой стоимости топлива. Однако установка дымохода для газового котла требует знаний и определенного опыта, так как требования к монтажу очень строгие из-за повышенного риска взрывоопасности. Читайте о том, какие виды дымоходов существуют и как их установить. О том, что такое парокапельные обогреватели и где их применяют, читайте в этой статье.
Примерные цены
На рынке ИБП представлены различные модели на все виды кошельков. Линейно-Интерактивный ИБП для отопления можно купить за 5800 – 9400руб.
Модель Он-Лайн серии будет стоить от 12300 руб. есть агрегаты за 20, 33, 75 и за 100 тыс.руб.
Как уже говорилось, аккумуляторы не входят в комплект ИБП – их нужно покупать отдельно.
В зависимости от модели и ёмкости, один АКБ можно приобрести за 2300-11000 руб.
Покупка и установка ИБП может показаться излишней тратой времени и средств. Однако есть вероятность лишиться дорогостоящего оборудования и остаться в холодное время года без отопления. И если взвесить все «за» и «против», затраты бесперебойник уже не кажутся так велики.
Как выбирать ИБП для газового котла
- аппараты типа off line;
- линейно-интерактивные ИБП;
- блоки непрерывного действия типа on line.
Принцип работы офлайн «бесперейбоника» простой – какое напряжение входит в блок, такое и выходит. Если сеть сильно падает, прибор использует энергию батареи. Онлайн-аппарат работает иначе: сначала входной ток выпрямляется, «загоняется» в строгие рамки – 220…230 В, 50 Гц, затем снова преобразуется в переменный и направляется потребителю. Линейно-интерактивный ИБП – это блок off line со встроенным стабилизатором.
ИБП, предназначенный для отопительного оборудования, должен выдавать правильный синусоидальный сигнал на выходе. Онлайн «бесперебойник» фирмы Luxeon соответствует этому требованиюКакой «бесперебойник» лучше выбрать для газового котла:
Для поддержания работы теплогенератора лучше всего подходят ИБП непрерывного действия (онлайн) с возможностью подключения внешних аккумуляторов. Приборы off line не годятся. Если мощность потребления не превышает 0.5 кВт, а продолжительность отключения – 1 час, подойдет линейно-интерактивный блок со встроенной батареей
Резервный источник должен давать на выходе чистую синусоиду, это важно для нормальной работы электродвигателей насосов. ИБП для бытовой техники или компьютеров не подойдут для котлов, поскольку выдают так называемую аппроксимированную синусоиду или квазисинусоиду
Чтобы не покупать отдельный стабилизатор, выбирайте аппарат, способный сгладить перепады напряжения в электросети. Существуют модели, выравнивающие напряжение в широком диапазоне – от 120 до 300 вольт, правда, такие ИБП стоят дороже обычных. При использовании генератора нужно стабилизировать не только напряжение, но и частоту тока. Здесь нужен «бесперебойник» типа онлайн с инвертором, другие использовать бессмысленно. Импортные настенные котлы нередко чувствительны к расположению фазы. Если вставить вилку в розетку неправильно, агрегат уходит в ошибку. Для такого отопителя присматривайте блок питания со сквозным «нулем».
Ступенчатая и аппроксимированная форма выходного сигнала не подходит для отопительной техникиРазъяснение по поводу компьютерных ИБП. Аппроксимированная синусоида на выходе таких аппаратов хорошо воспринимается электроникой, а вот асинхронные двигатели насосов сильно греются, гудят и быстро выходят из строя. Вот почему необходим «бесперебойник» с правильной синусоидой.
Новый блок резервного питания лучше сразу проверить. Подключите аппарат к газовому котлу согласно инструкции и попробуйте запустить агрегат в режим отопления. Если автоматический розжиг не сработает, блок нужно менять на другую модель.
Бытовой ИБП для твердотопливного котла выбирается аналогичным образом – определяется мощность электроустановок и контроллера, качество электроснабжения и длительность автономного режима. Дальше следуйте нашим советам или рекомендациям, озвученным на видео:
Расчет мощности и времени автономной работы
Какой мощности следует выбрать ИБП для котельной? Расчет здесь не замысловатый.
Просто сложите мощности всех электроприборов, которые будут подключаться через него, и умножьте на два. Если есть глубинный насос, то на три — с учетом его пусковых токов.
Данные можно взять из паспорта или инструкции по эксплуатации, либо посмотреть непосредственно на корпусах изделий.
Например, для котельной где установлено 3 насоса по 90Вт и сам котел в 135Вт подойдет инвертор от 0,8 до 1,0кВт. При меньшей мощности будут перегреваться полевые ключи (транзисторы).
Если сумма всех электроприборов превышает мощность выбранной вами модели, вдруг вы захотите запитать какие либо бытовые приборы, лампочки, то изначально учитывайте и их, а не только котельное оборудование.
Здесь уже мощность может варьироваться от 1 до 5кВт.
А как долго будет работать выбранный ИБП в автономном режиме? Здесь все зависит от аккумуляторов. Вот таблица с характеристиками емкости батарей и подключаемой нагрузки:
Из нее наглядно видно в часах и минутах, насколько времени хватит вашего бесперебойника, для независимой работы от сети.
Основные типы источников бесперебойного питания
Этот вид ИБП оснащен функцией стабилизации и разделяется на подклассы:
Линейные
ИБП работающие по системе Bypass. Входное напряжение сразу преобразуется в постоянное, с помощью выпрямителя. Затем, имея на входе резервный блок аккумуляторных батарей, в дело включается обратный преобразователь (см. иллюстрацию).
На выходе всегда стабильные параметры напряжения, резервная система как бы не замечает падения напряжения. Основное преимущество – у таких ИБП отсутствует понятие «время переключения на резервное питание». Оно есть всегда.
Недостатки: относительно малый КПД (потери на двойное преобразование, которое присутствует всегда) и повышенный износ аккумуляторных батарей. Кроме того, такие устройства относительно дороги.
Линейно интерактивные
Источники бесперебойного питания являются компромиссным решением между недорогими и неэффективными резервными схемами, и неэкономичными линейными.
По сути, это устройство два в одном. На входе установлен стабилизатор напряжения (как правило, на основе автотрансформатора).
Когда его схема не справляется с разбросом параметров, либо входное напряжение вовсе отключается, интерактивный ИБП коммутирует переключатель на преобразователь напряжения, работающий от аккумуляторов.
Популярное: Осциллятор своими руками – зачем платить производителям?
В этом и есть основной недостаток устройства: для переключения требуется время, пусть и небольшое – несколько миллисекунд. Это создает дополнительную нагрузку на двигатель насоса и схему контроллера котла.
Как правильно подобрать ИБП для насоса?
Известно, что переменное напряжение имеет типичную синусоидальную форму. Сами преобразователи ИБП не относятся к числу аналоговых генераторов, и не дают на выходе классическую форму сигнала, модифицируя его к измененной форме. Электроника котельной системы продолжает работать при измененном сигнале, но аналоговые обмотки двигателя быстрее вырабатывают свой ресурс, что уменьшает время жизни насоса. В таком случае, подбор ИБП должен проходить с учетом выдачи преобразованной синусоиды, максимально приближенной к аналоговой.
ИБП для насоса должен выдавать заданную паспортную мощность. В реальном времени этот показатель зависит от подаваемых команд контроллера. При задании рабочих параметров, принимается, что величина в два раза превышает дежурное значение, что учитывается при подборе запаса бесперебойника.
Выбираем UPS для циркуляционного насоса
Для тех, кто хочет обезопасить себя от неожиданного отключения света, мы сделали небольшую подборку обязательных параметров, на которые стоит сконцентрировать заинтересованность в первую очередь.
Параметры исходящего тока
Как уже писали выше, отличительная черта правильного UPS — чистая или правильная синусоида выходного сигнала. Отклонения в синусоиде недопустимы. Для исправной деятельности газового и твердотопливного котла с циркуляционными насосами подобные аппараты с сомнительными характеристиками абсолютно не пригодны.
Перед покупкой следует заглянуть в паспорт изделия, и поинтересоваться какого типа синусоида у этого ИБП.
Пусковая мощность
Для надежной работы ИБП будет лучше, если его мощности будет с запасом хватать на все потребности подключенного оборудования. Нас в данном варианте больше интересует, чтобы мощности хватало для работы циркуляционного насоса котла. Луше всего если UPS перекрывает запас хотя бы в пять раз. А еще лучше, если он будет в 7 раз больше расчетной.
Узнать потребляемую мощность электрического насоса для котельной можно из его технического паспорта.
Производительность источника
Теперь мы плавно перешли к аккумуляторам. Безопасная работа котельного оборудования не ограничивается наличием бесперебойника. Для обслуживания отопительной системы жизненно необходим аккумулятор. Лучше даже не один, а несколько. Главное — емкость аккумулятора. Она измеряется в Ампер-часах (А/час). Тут всё достаточно понятно, чем емкость больше, тем лучше.
А вот типов аккумуляторов может быть несколько:
- Самый дешевый и достаточно известный — кислотно-свинцовый есть практически у каждого автомобилиста любителя. Но у них есть очень неприятная черта. При работе выделяются вредные пары электролита.
- Есть никель-кадмиевые аккумуляторы. Относительно безопасные и недорогие. Но они боятся глубокого разряда. Если это произошло, часть его емкости теряется.
- Самый лучший вариант для домашней системы энергообеспечения — литиевый источник электричества. У него отсутствуют недостатки других модификаций, но они стоят очень дорого.
При выборе аппарата бесперебойного снабжения электричеством для котла отопления, кроме перечисленных основных характеристик, есть и другие параметры, на которые обязательно стоит обратить свое внимание. Они сугубо субъективные и на работу отопительных комплексов никак не влияют:
- Внешний вид
- Наличие дисплея. На нем отображается информация о напряжении и частоте тока.
- Вариант размещения. Может быть, как напольного, так и настенного исполнения.
- Цена изделия. У разных производителей подобных систем — разная цена.
Принцип действия и конструкция ИБП
Само название показывает назначение прибора – обеспечивать бесперебойное питание от резерва при отключении основного источника. Первые бесперебойники появились после создания компьютеров и предназначались для поддержания качественного электропитания и кратковременного продолжения работ после отключения основного питания. ИБП фильтрует входящее напряжение, а при его несоответствии требуемым параметрам или исчезновении, он автоматически подаёт электропитание потребителю.
Состоит бесперебойник из следующих основных узлов:
- силовая коммутирующая система (байпас);
- зарядное устройство;
- преобразователь постоянного тока в переменный;
- управляющий орган;
- аккумулятор.
Внутренние компоненты
Коммутатор необходим для переключения источника напряжения. Рабочим элементом могут быть силовое реле (в дешёвых моделях), тиристоры, а в последнее время стали использовать IGBT транзисторы. Время срабатывания колеблется в пределах 6–10 мс. Способность переключать ток определённой мощности сказывается на мощности всего устройства. В интерактивных схемах коммутатор используется также для переключения выводов обмоток автотрансформатора.
Блок зарядного устройства преобразует входное переменное напряжение сети в выпрямленное напряжение необходимой величины для зарядки аккумулятора. От этого устройства будет зависеть, какие аккумуляторы могут быть заряжены.
Конвертация постоянного тока аккумулятора в переменное напряжение осуществляется инвертором. Именно он отвечает за качество напряжения и мощность ИБП. Аккумулятор является источником энергии для такого преобразования, и от его ёмкости будет зависеть, как долго сможет бесперебойник давать энергию потребителям.
Принципиальная схема
В качестве управляющего органом выступают электрические компоненты, кнопки, переключатели. Для визуального контроля могут использоваться жидкокристаллические экраны. По принципу работы ибп для отопления бывают:
- резервные;
- интерактивные;
- двойного преобразования.
Чтобы понять, в чём их отличие, стоит разобрать каждую схему, в дальнейшем это поможет решить вопрос, как выбрать ибп?
Резервные
Самая простая схема, на входе используется простейший фильтр, способный задержать высоковольтные и электромагнитные импульсы, выполняется в виде конденсатора (С) или катушки и конденсатора (LC). Нагрузка подключается непосредственно к сети. При значительном ухудшении качества электроэнергии или при его исчезновении напряжение питания поступает от ИБП. Используется в простых и дешёвых моделях. Часто применяется для питания компьютеров, имеет высокий КПД около 99%.
Внешний вид компьютерного ибп
Недостатком является полное отсутствие возможности изменения амплитуды напряжения и частоты сетевого тока. Схема инвертора максимально упрощена, что приводит к искажениям формы синусоиды. Вместо синусоиды, идут, как правило, сигналы прямоугольной формы. Для компьютера они не страшны, поскольку ток сразу выпрямляется.
Для осветительных и обогревательных приборов форма сигнала не имеет значения.
Линейно-интерактивные
Эта схема больше подходит источнику бесперебойного питания для всех насосов системы отопления. Главное отличие от предыдущей схемы заключается в способности менять входное напряжение. Для этого во входной цепи устанавливается трансформатор, первичная обмотка которого имеет несколько выводов, он исполняет роль стабилизатора.
При номинальном напряжении корректировка не вносится, а если равновесие нарушается — автоматически подключаются или отключаются дополнительные витки. Такое ступенчатое переключение позволяет меньше задействовать аккумулятор, что значительно продлевает его срок работы.
Схема интерактивного ибп
Используемые инверторы выдают прямоугольное, трапецеидальное, ступенчатое или синусоидальное напряжение, всё зависит от сложности прибора. Естественно, это сказывается на стоимости.
Инверторные
Инверторная или схема двойного преобразования сильно отличается от предыдущих двух. Прямого подключения нагрузки к сети нет, а подключение происходит по следующей схеме: напряжение сети проходит сетевой фильтр, выпрямитель, после чего часть энергии, если необходимо, идёт на зарядку аккумулятора, а остальная поступает на инвертор, преобразуется в переменный ток и выходит к потребителю.
Внешний вид инверторного ибп
Полностью автоматизированная система, способная контролировать амплитуду и частоту, форма выходного сигнала максимально приближена к синусоиде. При отключении напряжения сети ИБП продолжает работать от аккумулятора, что практически никак не сказывается на выходном сигнале.
Как подключить ИБП
С подключением современных ИБП редко возникают проблемы
Они оснащены входами и всеми необходимыми проводами, важно только соблюсти правильный порядок подключения
Последовательность действий такова:
- Внимательно прочтите инструкцию и проверьте, все ли провода в наличии.
- Если в конструкции предусмотрены внешние источники питания, соедините их проводами с устройством.
- Выберите место для ИБП: устройство должно быть вне доступа для детей и животных, но поближе к элементам питания.
- Подсоедините бесперебойник к насосу, а если надо, то и к газовому или твердотопливному котлу отопления.
- Включите ИБП в сеть (аккумуляторы включать в сеть не надо) и проверьте работу оборудования.
Чтобы устройство работало правильно, при его установке нужно следовать определенным правилам:
- Температурный режим в помещении должен соответствовать указанному в инструкции. Эксплуатация устройства при повышенных и пониженных температурах приводит к уменьшению рабочего ресурса батареи.
- Монтаж контура заземления следует выполнять согласно правилам эксплуатации электрического оборудования.
- Запрещено устанавливать ИБП в местах, где присутствуют пары горючих жидкостей и едких веществ.
Правила выбора ИБП
Чтобы подобрать качественный аккумулятор для насоса отопления, нужно изучить некоторые характеристики оборудования:
- мощность;
- объем батареи аккумулятора;
- период работы в автономном режиме;
- возможность применения батарей внешнего типа;
- ширина рабочего входного напряжения;
- параметры точности выходного напряжения;
- период переключения на резервное питание;
- величина искажения сигнала выходного напряжения.
Рассмотрим подробнее, как рассчитать мощность, объем накопителей и другие параметры.
Расчет мощности
Сначала нужно определить мощность насоса и котла отопления – все параметры указываются в техническом паспорте изделий. Если параметры указаны в ваттах, то число разделить на Cos ɸ, который также иногда указывается в техпаспорте. Если мощность P указывается в 90 W, а Cos ɸ 0,6, то нужно P/ Cos ɸ, получается 150 Вт.
Теперь этот показатель умножается на 3, потому что при включении двигателя в работу уровень потребления тока возрастает в три раза. Поэтому применяется формула (P/ Cos ɸ)*3. Для примера в 150 Вт показатель мощности составит 450 ватт. Если же параметр Cos ɸ не прописывается в техническом паспорте прибора, уровень тепловой мощности насоса нужно поделить на коэффициент в 0,7, что для примера составляет 130 ватт, а значит, мощность ИБП должна быть в пределах (130*3) 390 ватт. Таким образом, для насоса подойдет бесперебойник с мощностью 390-450 ватт.
Объем накопителей
От емкости накопителя зависит продолжительность автономной работы системы. Аккумуляторы ИБП зависят от габаритов самого прибора. При установке бесперебойника в домах с частыми отключениями электропитания, лучше подбирать модели с максимальной емкостью батарей и с возможностью подключения дополнительных аккумуляторов. Цена оборудования выше, но зато это обеспечит поддержание эффективности работы всей системы.
Разброс входного напряжения
Стандартное напряжение сети в 220 вольт имеет допустимые отклонения не более 10% в сторону +/-. То есть самое низкое напряжение 198 вольт, высокое 242 вольт. Все приборы на территории РФ работают в пределах показателей без сбоев, но если отклонения и скачки превышают указанные параметры, оборудование может выйти из строя.
Снизить риск нарушения работы поможет ИБП. Сначала нужно замерить скачки напряжения в сети в течение суток – замеры делать несколько раз, а потом по показателям определить пределы допустимых отклонений или ширину диапазона входящего напряжения ИБП. Этот параметр указывается в техпаспорте прибора. Если скачки напряжения достигают уровня 150-280 вольт, значит, ИБП нужно смотреть с такими же параметрами входного напряжения, прибор будет обеспечивать выравнивание показателей на выходе.
Форма и уровень напряжения на выходе
При отклонениях напряжения на выходе не более 10%, устройство вполне пригодно к эксплуатации, что касается времени переключения на источник резерва, то оно также не отличается величиной, редко составляет более десятка микросекунд. Форма напряжения на выходе имеет большое значение – чем более гладкая синусоида на выходе, тем лучше и дольше проработает насос. Самую гладкую синусоиду показывает ИБП двойного преобразования (on-line), также прибор дает чистую частоту и точную величину напряжения.
Правила установки и эксплуатации бесперебойников просты:
- Температурный режим без минусовых показателей. Оптимальные величины указывают в паспорте приборов.
- Из помещения убрать едкие химикаты и реагенты, а также горючие жидкости.
- Обязательно заземлить контур по правилам применения электрических установок. Это снизит риск замыкания сети электротока.
Является ли ИБП для насоса котла необходимостью?
Твердотопливный котел нуждается в постоянном функционировании насоса. Чем чревата его остановка на некоторое время? Повышением температуры воды в рубашке охлаждения котла. Это может привести к срабатыванию аварийной системы и сбросу воды из системы отопления прямо в помещение, а в худшем случае – взрывом прибора.
Кроме того, даже с газовым котлом, где отсутствуют такие опасные последствия, в случае отключения электричества, вы останетесь без воды и тепла. Это особенно неприятно в холодное время года.
Только в нашем магазине при покупке ИБП для циркулярного насоса вы получаете расширенную гарантию на 3 года.
