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 выбрать ИБП для котла отопления
Основные параметры, на которые стоит обращать внимание при выборе ИБП для газового котла:
- Тип устройства. Интерактивные модели чувствительны к напряжению на входе и переключаются в режим АКБ при малейших перепадах. Их стоит брать, если в будущем не запланирована установка генератора. Во всех остальных случаях эксперты рекомендуют приобретать модели с двойным преобразователем.
- Выходная мощность. Ее должно быть достаточно для обслуживания техники, при этом минимальный показатель принято умножать на коэффициент 1,2, чтобы создать небольшой запас в 10-20%.
- Емкость аккумулятора – она определяет время автономной работы в случае полного отключения энергии.
Также стоит обратить внимание на бренд. Лучше приобретать оборудование от проверенных фирм, которые полноценно обслуживают свою технику в период гарантии и по ее истечении
Некоторые модели ИБП
В качестве предварительного стабилизатора применён автотрансформаторный релейный коммутатор, который обеспечивает нормальную работу инвертора при напряжении на входе устройства от 120 до 270 В.
Управление работой преобразователя осуществляется микропроцессором по принципу широтно-импульсной модуляции. Устройство комплектуется аккумулятором 12 В на 100 А/ч.
Схема прибора обеспечивает максимальный зарядный ток 15 А. Блок имеет защиту от перегрузки и от напряжения, выходящего за указанные пределы. Батарея защищена от критического разряда и неправильной полярности при подключении.
Теплоком STT 222/500 – это компактный стабилизатор специально адаптированный для работы с газовыми котлами. Он обеспечивает номинальную нагрузку 222 ВА и максимально допустимую в течение 3-х минут 500 ВА. Устройство обеспечивает нормальное выходное напряжение при входных уровнях от 170 до 242 вольт.
СКАТ ST 1515 обеспечивает номинальным напряжением бытовые устройства мощностью до 1515 ВА. Устройство работает при напряжениях сети от 140 до 260 В. и имеет автомат защиты и светодиодную индикацию входного напряжения.
После сравнения технических характеристик различных моделей можно сделать вывод, что бесперебойное питание для насоса отопления может обеспечить только аварийный источник двойного преобразования с аккумулятором 12 В на 100 А/ч.
Лучшие источники бесперебойного питания с двойным преобразованием
Как выбрать ИБП для газового котла
Зачем циркуляционному насосу ИБП?
Использование принудительной циркуляции теплоносителя в современных системах индивидуального отопления в наше время совсем не редкость. Применение циркуляционных насосов в автономных отопительных системах не только существенно увеличивает их производительность, но и в некоторых случаях является единственной возможностью обеспечить теплом жилые помещения, например, имеющие большую площадь или многоуровневую структуру.
Серьезной уязвимостью таких отопительных систем является их энергозависимость. Очевидно, что даже непродолжительная, связанная с перебоями электроснабжения остановка оборудования циркуляции теплоносителя может привести к достаточно серьезным негативным последствиям.
Эффективным решением вопроса качества и бесперебойности электропитания насосов, используемых как в отопительных, так и в дренажных и скважинных системах, является применение источников бесперебойного питания (ИБП). При возникновении перебоев в питающей сети, «бесперебойник» обеспечит корректную работу насоса и, соответственно, системы отопления дома.
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.
7 ошибок при выборе ИБП для газового котла
При выборе модели для газового котла следует избегать следующих ошибок:
Недостаточная мощность: не оценили мощность вашего котла и других устройств. Недостаточно мощный аппарат может не справиться с нагрузкой и выйти из строя.
Неправильный тип ИБП: выбирайте модель с синусоидальной формой выходного напряжения
Для газового котла важно чистое и стабильное питание.
Недостаточный запас мощности: не забудьте добавить 20-30% к рассчитанной мощности для обеспечения надежной работы в различных ситуациях.
Пренебрежение автономностью: учтите, что ИБП обеспечивает ограниченное время автономной работы. Определитесь, насколько долго вам нужно, чтобы система продолжала работать без подачи электричества.
Отсутствие функции AVR: функция автоматической регулировки напряжения (AVR) защищает от скачков и перепадов напряжения.
Неправильное размещение: установите аппарат в хорошо проветриваемом и защищенном от влаги месте.
Экономия на качестве: ИБП – это инвестиция в надежное электропитание
Не выбирайте самый дешевый вариант, чтобы избежать недоразумений в будущем.
Учтите эти ошибки, чтобы сделать правильный выбор устройства для газового котла и обеспечить надежное бесперебойное питание вашей системы отопления.
ТОП-3 лучших ИБП для газовых котлов с двойным преобразованием
БАСТИОН Teplocom-1000
Преимуществом бесперебойников этой марки является официальная пожизненная гарантия.
Причем производитель обещает бесплатно ремонтировать свои ИБП в течение всего заявленного срока службы прибора, даже если они вышли из строя по вине владельцев.
В целом, качество продукции БАСТИОН такому «альтруизму» вполне соответствует.
Рекомендуемый тысячный Teplocom имеет весь функционал, необходимый для работы системы отопления, включая формирование «правильной» нейтрали, совместимость с генераторами и автоматическое шунтирование при перегрузках.
Обратите внимание, в линейке компании есть специальная модификация Teplocom-1000 (исп.D), предназначенная для систем с большими пусковыми токами. Если «обычная» версия включает байпас уже при перегрузке 101% (через 20 с), то специальной для этого требуется 130% номинала
Если «обычная» версия включает байпас уже при перегрузке 101% (через 20 с), то специальной для этого требуется 130% номинала.
Кстати, не обманитесь, модели Teplocom-600 и 300 не относятся к ИБП с двойным преобразованием.
Технические характеристики:
- 1-фазное входное напряжение;
- выходная мощность 1000 ВА / 800 Вт;
- выходных разъемов: 1;
- разъемов с питанием от батареи: 1.
Плюсы
пожизненная гарантия;
есть проброс нейтрали;
может работать с автомобильными аккумуляторами;
Минусы
высокая цена.
Stark Country 1000 Online
Продолжает наш рейтинг лучших ИБП для газовых котлов Stark Country 1000 Online.
На эту модель ИБП могут ориентироваться пользователи, любящие лично настраивать каждый параметр своей системы электропитания.
В частности, силу тока на первой ступени заряда, а также величину напряжения на второй и третьей, что позволяет максимально продлить жизненный цикл практически любых используемых аккумуляторов или, при необходимости, предельно ускорить их зарядку.
Отметим, что аналогичная гибкость у бесперебойников этой ценовой категории встречается крайне редко.
Например, у Stark Country 1000 Online есть два режима чувствительности к отклонению входной частоты: 45-55 и 50 Гц.
Первый гарантирует хорошую совместимость с генераторами, а второй обеспечивает более высокие КПД и выходную мощность. Или режим сегментирования нагрузки.
Кто еще из прямых конкурентов может похвастать наличием программируемого порта и умением отключать второстепенных потребителей при достижении заданного порога резервирования?
Технические характеристики:
- 1-фазное входное напряжение;
- выходная мощность 1000 ВА / 900 Вт;
- выходных разъемов: 2;
- разъемов с питанием от батареи: 2;
- интерфейсы: USB, RS-232.
Плюсы
развитые возможности по настройке системы резервного питания.
Минусы
шумный вентилятор.
ELTENA (INELT) Monolith E1000LT
Если в простейшей системе отопления ключевыми потребителями электроэнергии являются котел и один насос, то уже при наличии «теплого пола» количество активных элементов возрастает, как и требования к мощности ИБП и емкости его батареи.
С этой точки зрения, обеспечение автономности более-менее продвинутой системы обогрева следует поручить бесперебойнику с некоторым запасом по характеристикам, оптимальными же мы считаем тысячные модели.
Примерно равноценных вариантов много, а нам понравился ИБП с двойным преобразованием Monolith E1000LT. Н
аше внимание он привлек наличием модификаций под один и два последовательно соединенных аккумулятора. Первая предпочтительнее при потребности в умеренном времени резервирования, вторая при достаточно большом
Первая предпочтительнее при потребности в умеренном времени резервирования, вторая при достаточно большом.
Рекомендуемая модель без проблем работает с разными генераторами (входная частота может изменяться в пределах 40-70 Гц, имеется слот SNMP/Сухой контакт для управления АВР), есть холодный старт и ЭКО-режим использования байпас.
Технические характеристики:
- 1-фазное входное напряжение;
- выходная мощность 1000 ВА / 800 Вт;
- выходных разъемов: 2;
- разъемов с питанием от батареи: 2;
- интерфейсы: USB, RS-232.
Плюсы
большая терпимость к изменению входной частоты;
Минусы
нет сквозной нейтрали;
шум от постоянно работающего вентилятора.
Требования, предъявляемые к ИБП
Энергия ПН-500
Источник бесперебойного питания, подключаемый к системе отопления, должен обеспечивать на выходе чистую синусоиду. Насосы – требовательное оборудование, отклонение от показателя приведет к выходу его из строя.
Важно, чтобы прибор был способен длительное время обеспечивать бесперебойное питание для работы насоса отопления. Это поможет гарантировать работу сети даже в случае продолжительного периода отключения электроэнергии
Так как газовое котельное оборудование и циркуляционный насос отличаются небольшим потреблением энергии, достаточно подобрать бесперебойник, рассчитанный на небольшую нагрузку.
Выбранный бесперебойник должен отвечать характеристикам газового котла отопления (фазозависимость/фазонезависимость). Фазозависимые модели будут работать только в том случае, если фаза и нейтраль подключены правильно. При подключении ИБП этот факт должен учитываться.
При анализе этих требований, становится понятно, что ИБП, подходящий для подключения к компьютеру, не сможет выполнять свои функции, будучи встроенным в систему отопления. Основная причина – отсутствие необходимого времени автономной работы. Решение проблемы – в выборе мощной модели.
Увеличение времени автономной работы возможно еще одним путем. К бесперебойнику подключаются дополнительные батареи. Недостаток решения – дороговизна. Кроме того, не все модели позволяют использование батарейных блоков.
Компромиссное решение – ИБП, вообще не имеющие в своей конструкции батареи. Их основное конструктивное отличие – наличие зарядного устройства, к которому могут подключаться высокоемкостные внешние аккумуляторы. Подобные устройства могут работать в течение очень продолжительного периода.
Что такое источники бесперебойного питания и зачем они нужны
Современные отопительные котлы управляются микроконтроллером, которому необходимо электропитание. Кроме того, требуется постоянное питание двигателя насоса.
Если управляющий модуль может поддерживать функции от небольшого аккумулятора, или вообще временно отключиться, то циркуляция теплоносителя прекратится.
Многие модели котлов самостоятельно управляют насосом: то есть, его установка в трубу с теплоносителем является штатной. С точки зрения ИБП – не имеет значения, как работает система: синхронно, или оборудование включается само по себе.
Его задача – не допустить потери управления котлом и насосом при отключении основного энергоснабжения.
Какой АКБ выбрать
Выбор батареи обсуждается многими владельцами системы обогрева с ИБП. И споры точатся вокруг двух вариантов:
- обычный машинный аккумулятор;
- специальная свинцово-кислотная батарея.
Разница есть и она очевидная. Машинные аккумуляторы для насосов отопления не приспособлены для длительного применения. Они рассчитаны, чтобы заводить машину, при этом ток подается короткими импульсами. Это не тяговая батарея, она достаточно быстро разрядится. Также количество циклов разрядки-зарядки у нее меньше, чем у специальных батарей, поэтому срок их жизни тоже существенно меньше.
AGM аккумуляторы для ИБП
Ну и что, спросите вы? Зато такой аккумулятор намного дешевле. Это, несомненно, так и если речь идет не о постоянном жилье, а о даче, то такая батарея вполне может быть использована. При этом всё-таки рекомендуется ставить специальные аккумуляторы, которые бывают:
- гелиевыми (GEL);
- стекловолоконными (AGM).
Для начала следует сказать, что оба вида относятся к свинцово-кислотным. Они предназначены постепенно отдавать свой заряд на протяжении определённого количества часов и выдерживают большое количество циклов разрядки-зарядки.
В гелевых аккумуляторах благодаря тому, что в кислоту (электролит) добавлен кремний, она обретает желеобразную структуру. Они разрабатывались военной промышленностью для установки на самолетах. Даже при повреждении корпуса электролит не вытекает и тем самым боевое задание может быть продолжено. Такие батареи можно переворачивать, что никак не повлияет на их работу. Минусом такого вида аккумуляторов является то, что они взрывоопасны. Да, именно так, бывают случаи взрывов из-за образования в желеобразной массе воздушных пузырей. Это происходит вследствие закипания электролита.
В AGM батареях между пластинами свинца уложены стекловолоконные прокладки, которые пропитаны жидким электролитом. Кислота надежно удерживается стекловолоконными матами, при этом не нужно бояться, что произойдет взрыв при закипании электролита. Эта технология появилась позже гелевых батарей.
При сравнении этих двух батарей, нужно определиться, что для вас важно, а что нет
На что следует обратить внимание:
- AGM выдерживает 300 циклов разрядки, а гелевые – 600;
- срок службы равный для обоих;
- AGM менее требовательны к зарядному устройству и не боятся перезарядки;
- гелевые дороже.
Продавцы просто неправильно трактуют маркировку MG. Нет такой технологии мультигеля, а если кто-то утверждает что есть, то следует поинтересоваться, в чем она заключается. От продавцов можно услышать, что это объединение двух технологий, но каким образом это происходит, пояснений найти не могут
Поэтому обращайте внимание на название технологии производства, указанной на корпусе
Делаем выбор ИБП для циркулярного насоса теплоснабжения
Насос циркуляционный предназначается для создания принудительного давления в отопительной системе. В энергозависимых системах, оборудование насоса устанавливают конкретно в котел. Благодаря этому при подборе ИБП для циркулярного насоса теплоснабжения, в расчет принимаются параметры, указанные в техдокументации водонагревательного оборудования.Для энергонезависимых систем насос устанавливают отдельно. Подключение источника бесперебойного питания обеспечивает трудоспособность и стабильность отдачи тепла теплоснабжения.
Необходим ли циркулярному насосу ИБП
Благодаря этому основным критерием при подборе ИБП для насоса теплоснабжения, считается временной промежуток, за который бесперебойник сумеет обеспечить должным количеством энергии оборудование.
Виды ИБП для отопительных насосов
Компании-изготовители нередко рекомендуют потребителю, полностью комплектованный независимый блок бесперебойного электрического питания насосов котельной установке, что считается идеальным решением вопроса энергообеспечения.
Как выбрать ИБП для насоса теплоснабжения
Советы про то, как выбрать правильно ИБП для газового и котла на твердотопливных элементах можно отыскать в соответствующих статьях, размещенных на данном сайте.
