Стабилизатор напряжения для котлов

Типы стабилизаторов напряжения

Стабилизация или регулирование сетевого напряжения для питания различных радиотехнических и электротехнических устройств используется уже давно. Самым простым устройством такого типа является автотрансформатор со ступенчатой или плавной регулировкой выходного напряжения.

В настоящее время применяются следующие автоматические системы стабилизации напряжения:

• Релейный стабилизатор;
• Стабилизатор с сервоприводом;
• Тиристорный стабилизатор;
• Инверторный.

Существуют современные стабилизаторы для дома, использующие принцип широтно-импульсной модуляции, но в системах газового теплоснабжения они используются достаточно редко.

Релейные стабилизаторы

Принцип работы релейного устройства аналогичен работе автотрансформатора. Катушка вольтодобавки, подключаемая к сети, разделена на секции, с которых можно снимать повышенное или пониженное напряжение. Модуль управления постоянно сканирует напряжение сети и в случае изменения напряжения на входе, включает соответствующее реле.

Своими контактами реле подключает к выходу устройства какую-либо из секций. Поскольку релейное устройство работает в дискретном режиме, величина напряжения на выходе может отличаться от 220В  в большую или меньшую сторону на 5-8%.

Прибор надёжен в работе, не требует технического обслуживания, и имеет следующие параметры:

• Регулировка напряжения – ступенчатая;
• Точность установки – 5-8%;
• Номинальное входное напряжение – от 190 до 250 В.

Сервоприводные стабилизаторы

Стабилизатор с сервоприводом является электромеханическим устройством. Элементом, регулирующим напряжение, служит металлический или графитовый контакт, перемещающийся по обмотке трансформатора. Контакт закреплён на оси серводвигателя.

Плата управления контролирует входное напряжение и в случае его изменения подаёт сигнал на электромотор. Ротор двигателя поворачивается на определённый угол, изменяя тем самым напряжение на выходе устройства.

Тиристорные

Тиристорный стабилизатор представляет собой полностью электронное устройство. Принцип его работы аналогичен релейному прибору, только секции обмотки трансформатора переключаются не контактами реле, а полупроводниковыми ключами.

Ключи, выполненные на тиристорах или симисторах, обеспечивают запас до миллиарда переключений, что делает этот стабилизатор исключительно надёжным. Прибор обеспечивает регулировку напряжения в дискретном режиме, но обладает высокой скоростью срабатывания.

Стабилизатор инверторного типа

Самым прогрессивным стабилизатором считается прибор инверторного типа или стабилизатор двойного преобразования. В нём отсутствует такой громоздкий элемент, как автотрансформатор. Переменное напряжение, пройдя через фильтр, выпрямляется, при этом определённая энергия запасается в конденсаторе. Затем осуществляется обратное преобразование постоянного тока в переменный.

Принцип работы инверторного стабилизатора

Каждый тип стабилизатора имеет свои достоинства и недостатки:

Релейное устройство отличается низкой стоимостью и хорошей надёжностью, но за счёт ступенчатого переключения, точность установки выходного напряжения невысока;

Сервоприводный стабилизатор выдаёт очень точную величину напряжения, но имеет низкую скорость срабатывания и требует постоянного технического обслуживания ввиду быстрого износа элементов, он не рекомендуется для использования с газовым оборудованием, т. к. при износе контакты могут искрить;

Тиристорный регулятор обладает мгновенной скоростью срабатывания, но стоит намного дороже релейного стабилизатора;

Устройство с двойным преобразованием выдаёт идеальное напряжение, отличается высокой скоростью, точностью и бесшумно в работе.

Виды стабилизаторов

Не все стабилизаторы по параметрам подходят для газового котла. Электроника этих агрегатов очень требовательна к питающему напряжению. Особенно это относится к импортным агрегатам, которые работают напряжения сети не более ±5%, неискаженной синусоиде напряжения и отсутствии скачков напряжения в сети.

Российские котлы менее требовательны к качеству электросети, тем не менее они также отказываются работать в условиях перепадов в сети. Поэтому обязательным требованиям к нормальной работе газового котла является установка стабилизатора напряжения. Все стабилизаторы делятся на;

– электромеханические, которые работают по принципу автотрансформатора. При отклонении сети от номинала подается сигнал на сервопривод, который двигает токосъемник по обмотке трансформатора до тех пор, пока напряжение на выходе не стабилизируется.

Устройство электромеханического стабилизатора напряжения

Время отклика на отклонение напряжения от такого метода регулировки напряжения низкое и достигает нескольких секунд. За это время автоматика котла может отключиться. Еще один недостаток по которому такие стабилизаторы напряжения не ставятся на газовые котлы – это большая вероятность искрообразования;

– релейные стабилизаторы более совершенные чем электромеханические. Они имеют силовой тороидальный трансформатор с несколькими выходными обмотками. Регулировка выходного напряжения происходит переключением обмоток электромеханическим реле.

Релейный стабилизатор напряжения Suntek СНЭТ 1000 до 1 кВт

Как правило, число выходных обмоток релейных устройств не превышает 4 – 6, поэтому предел регулировки у них низкий. Также во время работы, есть вероятность появления искры на контактах реле, что недопустимо при работе с газовыми котлами. На переключение реле необходимо какое-то время, что отражается на низком времени отклика;

– симисторные стабилизаторы по устройству и принципу работы похожи на релейные, но имеют большее число выходных обмоток трансформатора и исполнительным переключающим элементом у них работают быстродействующие симисторы. Время отклика симисторов на изменение напряжения достаточно скорое почти мгновенное.

Из-за большого числа переключающих обмоток диапазон регулировки выхода у симисторных устройств большой, а точность выходного напряжения достигает 2 – 3% (у релейных 5 – 8%). Однако эти стабилизаторы имеют существенный недостаток, который выражается в высокой стоимости;

Устройство симисторного стабилизатора

– ИБП (источники бесперебойного питания) как нельзя лучше подходят для работы с газовыми котлами. Принцип работы у них основан на преобразовании напряжения сети в постоянное напряжение, которым заряжаются аккумуляторы. Второй преобразователь напряжения снимает постоянное напряжение с аккумуляторов и преобразует его в стабильное выходное переменное напряжение с точностью 1-2% и с правильной синусоидой. Стоимость таких ИБП с двойным преобразованиемсоизмерима со стоимостью симисторных устройств стабилизации сети;

Электроснабжение газового котла через ИБП – источник бесперебойного питания

– инверторные стабилизаторы напряжения по принципу работы одинаковы с ИБП двойного преобразования, только у них вместо аккумуляторов используются батареи конденсаторов.

Однофазный бестрансформаторный инверторный стабилизатор напряжения Legat 35

Преимуществом таких инверторных преобразователей является то, что не нужно менять блок конденсаторов в процессе эксплуатации и пределы диапазона входных напряжений у них 100 – 300 В. У ИБП аккумуляторы нуждаются в замене через несколько лет. Стоимость инверторного стабилизатора до 3,5 квт одинакова со стоимостью симисторных устройств.

Необходимость стабилизатора напряжения для газового котла

Найдутся люди, которые будут сомневаться в необходимости снабжения газового котла стабилизирующим устройством. Скорее всего, такие люди по-прежнему используют устаревшие варианты схем отопления, автоматические системы которых состояли из биметаллических пластин, отключавших или открывавших подачу газа на горение по ходу достижения определенной температуры.

В современном котле все устроено иначе. Газовые котлы оснащены электроникой, которая открывает широкие возможности по созданию наибольшей эффективности вместе с повышенной экономичностью и безопасностью работы оборудования котла.

Устройство стабилизатора напряжения

Существует несколько видов, которые отличаются по своему типу и устройству. Конечно, можно послушать консультанта в магазине, но для него самое главное продать товар, а не рассказать всю правду.

Электромеханический

Можно встретить другое название: сервоприводные или латерные. Стоит сразу понимать, что такие устройства для работы с газовым котлом не подходят. Проблема заключается в том, что переключение происходит открытым способом.

При открытом способе между щетками и витками возможно возникновение искрения. Если в газовом котле возникла утечка и в помещении скопился газ, то любая искра может стать причиной взрыва.

Не будем отрицать, что электромеханические варианты обладают большим количеством преимуществ, но устанавливать их в одном помещении с газовым оборудованием небезопасно. Единственный выход их ситуации – это установка электромеханического стабилизатора в другом помещении, куда не проникнет газ в случае утечки.

Релейные стабилизаторы

Считаются самыми простыми устройствами с минимальной стоимостью. Основной элемент — это трансформатор, на первичную обмотку которого поступает входное питание. Вторичная обмотка может иметь от пяти до нескольких десятков контуров. От их количества зависит точность стабилизации. В зависимости от входного напряжения происходит переключение на контур вторичной обмотки.

Переключение происходит с помощью реле, которое находится в герметичном корпусе, что предотвращает возникновение искры. Обладают прекрасной скоростью и устойчивостью к перегрузкам. Простота конструкции позволяет работать оборудованию в течение долгого времени.

Электронные стабилизаторы

В отношении электронных стабилизаторов можно встретить название симисторные или тиристорные, в зависимости какие ключи используются для переключения. Если в отношении реле существует ограничение по размеру, то в отношении симисторов и тиристоров такого нет. Они имеют небольшой размер, и поэтому в устройстве можно установить несколько ступеней переключения.

Дополнительным плюсом можно считать быстрое и тихое переключение, долговечность и надежность оборудования. Но тут присутствует минус. Стоимость таких стабилизаторов выше остальных вариантов.

Инверторные стабилизаторы

Лучший вариант для подключения. В устройстве происходит двойное преобразование, что гарантирует точное и стабильное напряжение. В результате двойного преобразования поток освобождается от посторонних помех.

Дополнительным плюсом инвертора для газового котла можно считать тот факт, что отклонение в выходном напряжении находится в пределах 1%. Сегодня это лучший показатель. Несколько лет назад инверторы отличались высокой стоимостью. Но сегодня можно найти модели, которые отличаются надежностью и невысокой ценой.

Рейтинг популярных моделей

Обзор составлен на основе отзывов потребителей.

«Ресанта АСН-500 Н/1-Ц»

Однофазный стабилизатор релейного типа. Компактный корпус удачно размещается на стене. Обеспечивает защиту оборудования при скачках напряжения в сети 220/380 В. Встроенный фильтр устраняет помехи, частота тока регулируется автоматически. «Ресанта» работает в широком диапазоне температур, но не терпит высокой влажности в помещении.

Номинальная мощность (Вт/А)	500 Вт (0,5 кВт)
Частота (Гц)	50
Входное напряжение (В)	220
Процент отклонения	8 %
Время срабатывания (мс)	До 7
Температура окружающей среды	От 0 °С до 40 °С
Подключение	Провод и вилка
Наличие дисплея	Цифровой
Размеры (ДхШхВ)	260×200×110 мм
Вес (кг)	3 кг

Цена от 2 000 рублей.

Павел

Купил «Ресанту» для котла с циркуляционным насосом. Проводил тест, пробовал подключать к нему телевизор и микроволновку — подходит для любой техники. После подсоединения к отопительной технике уже год стабильно работает, без отключений. С инструкцией не возникло проблем, подсоединил все самостоятельно. Теперь не переживаю, что электроника выйдет из строя, потому что ремонт обходится дорого. Всем друзьям советую.

«Шпиль ИнСтаб IS3500»

Модель инверторного преобразователя «ИнСтаб» от российского производителя «Штиль». Однофазный аппарат отлично подойдет для защиты газовых двухконтурных котлов, холодильной, бытовой техники. Выпускается в настенном и напольном варианте. ЖК-дисплей и светодиоды помогают отслеживать текущий режим.

• Мгновенно реагирует на перепады в сети.
• Не искажает напряжения в первичной сети.
• Выполняет двойное преобразование.
• Встроена защита от КЗ (короткого замыкания), перегрева, перегрузки.
• Принудительное охлаждение вентилятором.
• Установлен фильтр помех.

Номинальная мощность (Вт/А)	3500 (2,5 кВт)
Частота (Гц)	50
Входное напряжение (В)	220
Процент отклонения	± 2%
Время срабатывания (мс)
Температура окружающей среды	+5–40°С
Подключение	Клеммная колодка
Наличие дисплея	ЖК-дисплей
Размеры (ДхШхВ)	203х359х106 мм
Вес (кг)	5

Стоимость от 22 000 рублей.

Александр

Изначально искал инверторный вариант. Он более надежен и выдает качественную синусоиду в отличие от релейников. Пока нормально функционирует, находится на полу в горизонтальном положении. Правда, шумит при работе, что напрягает. Наверное, из-за принудительного охлаждения вентиляторами. Лучше один раз обезопасить оборудование, чем потом вызывать мастера и переплачивать. Пока доволен покупкой, главное, что все под защитой.

«Бастион Теплоком ST-5552»

Настенный однофазный прибор релейного типа. Защищает электроприборы, повышая качество энергоснабжения.

Может устанавливаться в частном секторе, квартире, офисе, на предприятии. Корпус просто крепится на стену благодаря трехточечным кронштейнам. Светодиодная подсветка мягко освещает панель в темное время суток.

Предусмотрена защита от КЗ, автоматическое отключение при аварийной ситуации.

Номинальная мощность (Вт/А)	555
Частота (Гц)	50
Входное напряжение (В)	200–240
Процент отклонения	–
Время срабатывания (мс)	20
Температура окружающей среды	+5–40 °С
Подключение	Вилка и розетка
Наличие дисплея	нет
Размеры (ДхШхВ)	130х170х85 мм
Вес (кг)	1,8

Цена от 3 000 рублей.

Виктор

У меня дома давно стоит двухконтурный агрегат Buderus. Отлично нагревал воду и помещение, пока однажды не сломался. Это было осенью, близилась зима, поэтому был немедленно вызван мастер. Проведя диагностику, он сообщил, что полетела электронная плата. Оказалось, что деталь чувствительна к отклонениям в сети. Порекомендовал установить стабилизатор. Я остановил выбор на бюджетном варианте Teplocom St-555. Он порадовал меня понятной инструкцией, легким корпусом. Есть крепления для навешивания, но у меня стоит на полу. Производитель дает гарантию на 5 лет!

Подключение легкое: вилка включается в сеть, а розетка на кабеле к котлу. Пользуюсь уже 2 года, и никаких проблем с техникой. «Теплоком» включен постоянно, чаще всего нестабильность возникает ночью. Единственное неудобство — короткие провода. Но если учесть, сколько стоит аппарат, этот минус можно не учитывать.

Осознав все преимущества и недостатки, а также ознакомившись с разновидностями защитных устройств, можно отправляться за покупками. Придерживайтесь наших рекомендаций, соотносите мощность отопительного агрегата с параметрами стабилизатора. Учитывайте количество подключаемой техники. Удачного выбора!

Функциональность электронной системы газового котла

• Ступенчатая регулировка нагревания медленно вытесняется созданием модуля пламени, то есть, автоматическая система самостоятельно определяет число необходимых на данное время рабочих горелок, а также высоту пламени.
• Инновационные котлы снабжены опцией плавного розжига, уменьшения интенсивности горения в конце повышения температуры до необходимого уровня. Это дает возможность уменьшить количество перезапусков котла, а также образует плавную и мягкую работу.
• Полезной функцией является циркуляция насоса после отключения горелок. Теплоноситель продолжает перемещаться еще некоторое время для достижения плавного нагрева на всем протяжении отопительного контура.
• Новые схемы электроники снабжаются искусственными «мозгами», то есть, автоматика, работа которой зависит от погоды, самостоятельно следит за изменением погоды, делает анализ связи уличных условий и квартиры. На основе расчета автоматика создает необходимый алгоритм действия отопительной системы, что дает значительный эффект экономичности расхода электроэнергии и газа.
• Чаще всего модели котлов рассчитываются на обеспечение теплом разных отопительных контуров с разными показателями температуры. Все такие установки заносятся в память устройства с возможностью программирования дней недели и часов – оптимальный комфорт будет создаваться в то время, когда это действительно нужно.
• Электроника современных котлов не допустит момента замерзания теплоносителя в системе, когда хозяев нет дома. Если оборудование не применялось в течение длительного периода времени, то электронный мозг сам подаст команду на переключение кранов в разные положения, на краткий запуск насоса циркуляции для того, чтобы не было прикипаний, застойных процессов в отопительных контурах, залипаний клапанов.
• Все котлы с новыми разработками снабжены безопасными уровнями, которые призваны не допускать создания аварий при любых обстоятельствах и отклонениях от нормы: падения давления и тяги в магистрали газа, либо в контурах отопления, при затухании, либо при нештатных ситуациях.

Любые устройства могут работать в каком-либо диапазоне входного напряжения, что указано в паспорте устройства. Но такие рамки не гарантируют функционирование автоматической системы без сбоев, так как перепады и скачки напряжения фактически получаются намного больше.

Такие перепады вызывают не только сбои в функционировании системы отопления. Намного хуже, когда скачкообразное напряжение приводит к выходу из строя элементов электроники, либо полной неисправности печатных плат. В таком случае требуется недешевый ремонт, либо полная замена электронного оборудования.

Такие случаи бывают часто, если люди не стали устанавливать стабилизатор для котла на входящее напряжение. Нельзя надеяться, что перепадов напряжения не будет. Это является ошибкой, вследствие которой образуются серьезные последствия. Механизм перепадов напряжения бывает разным, от него нельзя быть застрахованным.

• Модернизирование линий электропередач часто не успевает за скоростью потребления, так как современная жизнь, насыщенная электрическими приборами значительно отличается от величин 10-ти летней давности, многие линии электропередач еще старше. Нет гарантии, что электроснабжающая линия через несколько лет будет также качественно функционировать и справляться с повышающейся нагруженностью.
• Природные явления и аварии никто не угадает, когда они могут возникнуть. Сильный ветер, обледенение проводов, падение дерева, и как следствие, обрыв проводов, в итоге резкий перепад напряжения и перекос фаз.
• Никто не исключает и человеческий фактор. Какой-то домашний умелец залез в распределительный щиток, либо ошибка электрика, неправильно установленная разводка в доме, действия вандалов и многие другие причины дают высокую вероятность скачков и нарушений диапазона входного напряжения, которые могут явиться решающими для электронной начинки котла.

В результате, можно сказать, что если хороший хозяин на самом деле хочет сделать безопасным оборудование газового котла от аварийных случаев, то он установит стабилизатор напряжения для котла, и не будет смотреть на скептические высказывания некоторых людей. Чтобы приобрести стабилизатор напряжения для котла, необходимо сделать оптимальный выбор, который создаст бесперебойную работу системы и обезопасит его функционирование.

Виды и функциональные особенности

Стабилизатор напряжения для газового котла включает в себя простые и понятные функции. Во время перепадов напряжения сети в определенном интервале возможностей устройство должно выдать на систему питание со свойствами, соответствующими нормальным значениям, либо наиболее приближенными к ним. Если скачки напряжения очень большие, и выходят за границы возможностей стабилизатора, то его система должна совсем отключить цепь питания до возврата показателей входа в определенный интервал.

Таким методом создается корректная эксплуатация всего подключенного к устройству оборудования, и не допускается его неисправность при больших скачках напряжения.

Для потребителей дается большой ассортимент устройств такого метода работы, в различных исполнениях и широком интервале эксплуатационных возможностей. Если за опцию аварийного выключения устройства чаще всего отвечает предохранительное реле, которое совершает подобное действие, то точность стабилизации напряжения может осуществляться по-разному. Стабилизаторы напряжения для газовых котлов разделяют на виды по принципу действия на электромеханические, релейные и электронные.

Электромеханические стабилизаторы

В таких исполнениях устройств напряжение выравнивается до нужной величины с помощью перемещения угольных токосъемных щеток по обмотке автоматического трансформатора. Подвижная часть перемещается при помощи встроенного сервопривода.

1 – витки автотрансформатора.

2 – угольная токосъемная щетка.

3 – сервопривод.

Такая схема хорошо показала себя – она имеет отличие в повышенной точности стабилизации, ее стоимость невысокая. У стабилизаторов электромеханического действия есть свои особенности, ограничивающие их применение с газовым оборудованием.

Между токосъемным коллектором и угольной щеткой появляется искрение, которое усиливается с износом узла. В котельной нельзя применять электрические приборы с эффектом искрения по условиям безопасности. Стабилизатор можно вынести в другое помещение, но его действие сопровождается шумом, а это многим не нравится. Быстродействие такой модели стабилизатора невысокое, полное время реагирования на скачок напряжения получается до 2 секунд. Это большая величина для чувствительной электронной системы газового котла.

Также, аналогичные приборы недолговечны по причине узлов трения и кинематики

Отсюда можно сделать вывод, что от использования электромеханической модели стабилизатора вместе с газовым котлом лучше отказаться, либо использовать при соблюдении крайних мер осторожности

Релейные стабилизаторы

Такие устройства имеют другую конструкцию. Между обмотками переключение осуществляется при помощи реле. Искрения контактов в этих устройствах не бывает, так как реле помещено в герметичный корпус.

1 – Выводы катушек.

2 – группа реле для переключения выводов.

Модели таких устройств имеют недостатки, одним из которых можно назвать ступенчатую регулировку и малую точность стабилизации выходного напряжения (8%). Этого бывает достаточно для многих приборов.

Стабилизаторы релейного вида быстро реагируют на перепады в сети питания, могут легко переносить большие нагрузки, имеют широкий диапазон входного напряжения. Эти приборы функционируют безотказно и долго, имею малую стоимость. К недостаткам можно отнести небольшой шум от работы контактов реле. Однако при наличии сильного шума в котельной, такой шум от контактов вряд ли будет слышен. Сегодня такие релейные стабилизаторы можно отнести к наиболее популярным моделям.

Электронные стабилизаторы

Создание стабилизаторов напряжения с электронными элементами стало значительным шагом вперед. Роль ключей для коммутации между обмотками в них играют полупроводниковые элементы (тиристоры и симисторы). Этим создается наибольшее быстродействие устройства, выше релейной схемы.

Электроника ускоряет действие стабилизации и повышает срок службы устройства. по сравнению с другими видами. Степень точности стабилизатора прямо зависит от числа ступеней регулировки. В этом наблюдается аналогия с релейным видом устройств. Электронные стабилизаторы являются более компактными, не создают шума, неприхотливы к внешней среде.

Такой стабилизатор будет оптимальным выбором для любых условий работы, так как серьезных недостатков, как у других типов приборов, в нем нет. Основной причиной отказа от приобретения такого вида прибора является повышенная стоимость устройства.

Имеются и другие виды стабилизаторов, с двойным инверторным преобразователем, идеальным выравниванием выходного напряжения. Но для оборудования котельной аналогичные приборы будут слишком дорогими, и их приобретение нецелесообразно.

На что ориентироваться при выборе

В продаже представлены десятки модификаций, отличающиеся размерами, принципом работы и ценой. При выборе желательно учесть все важные параметры. Среди основных:

• мощность;
• экономичность;
• уровень шума;
• скорость преобразования тока;
• долговечность;
• размеры;
• способ крепления;
• размеры.

Прежде чем купить прибор, нужно решить, будет ли стабилизатор установлен на отдельный котел или ему придется обслуживать целое здание. Последний вариант удобен для многоквартирных домов. Выбор зависит и от типа газового котла. Перед покупкой нужно заглянуть в паспорт прибора, в некоторых случаях производитель сам рекомендует определенные типы стабилизаторов.

Зачем для газового котла нужен стабилизатор напряжения

Подача электроэнергии в газовый котел требуется для нескольких узлов:

• циркуляционный насос;
• вентилятор турбонаддува;
• электронная плата управления с подключенной сетью датчиков (самодиагностика).

Первые два устройства вполне устойчивы к перепадам рабочего напряжения. К наиболее требовательным группам потребителей относят плату управления. Она обладает тонкими настойками, позволяющими определять наличие пламени на горелке и прочими установками безопасности. Сразу детектируется перегрев теплоносителя, падение давления, отсутствие циркуляции и прочие важные параметры котла.

Любой скачок или изменение режима электропитания могут дать сбой в системе и вызвать череду ложных срабатываний датчиков.

Если подобная ситуация будет повторяться часто, плата управления перегорит. Новый узел стоит дорого, дополнительная плата потребуется за замену элемента и новую настройку систем котла.

Неизвестно, каков будет результат подобной замены. поскольку уровень подготовки специалистов сервисных центров бывает разный. Кроме того, на время ремонта дом останется без обогрева (если нет резервного котла, что бывает редко).

Поэтому, одновременно с приобретением котла необходимо купить стабилизатор напряжения и пользоваться им с самых первых дней работы системы.

ВАЖНО!
Стабилизаторы не спасают от полного отключения питания. Для отдаленных поселков это следствие изношенности и перегрузки сетей является обычным явлением

Если такая ситуация стала нормой, лучше приобрести энергонезависимый котел, не нуждающийся в электропитании и более надежный в условиях нестабильной подачи энергии.