Ибп или стабилизатор для газового котла что лучше
Выбор источника бесперебойного электропитания для системы отопления загородного дома
Статья подготовлена при участии компании CyberPower Systems
В преддверии нового отопительного сезона многие владельцы загородных домов задумываются над вопросом, что будет с системой отопления в случае отключения электропитания. Независимо от того, что явилось причиной блэкаута — обрыв проводов, перегрузка подстанции или масштабная авария, запоминаем главное правило. Современной системе отопления необходим надёжный источник бесперебойного электропитания, который, в случае необходимости, сможет заменить основную сеть.
Итак, из этой статьи вы узнаете:
Особенности выбора ИБП для котельной
Котельная современного загородного дома — это сложная энергозависимая инженерная система. Для бесперебойной работы системы отопления требуется постоянное обеспечение электроэнергией котла и насосов, которые обеспечивают циркуляцию теплоносителя по трубам. В случае отключения электричества, циркуляционные насосы перестают работать, отключается блок управления котла, а система отопления останавливается.
При длительном отключении электроэнергии зимой это, помимо существенного снижения уровня комфорта в загородном доме, может привести к заморозке системы отопления или к возникновению аварийной ситуации. Например, если сердцем системы отопления является энергонезависимый твердотопливный котёл, то при исчезновении электричества сразу отключатся циркуляционные насосы.
Дровяной или угольный котёл, в силу своей конструкции, продолжит работу и будет нагревать теплоноситель, который уже не прокачивается по трубам системы отопления. В случае, если циркуляция жидкости в системе отопления осуществляется принудительным способом (теплоноситель прокачивается насосом), а не смонтирована система отопления с естественной циркуляцией (гравитационного типа), теплоноситель может закипеть или, в худшем случае, просто взорваться.
Избежать подобных неприятностей можно, если смонтировать систему резервного питания отопительного оборудования.
Надёжная и бесперебойная работа современных отопительных котлов, например газовых, пеллетных или дизельных, так же, как и всей системы отопления, полностью зависит от наличия в доме электроэнергии. Электричество запитывает важнейшие узлы котла – циркуляционный насос и блок электронного управления. В случае отключения электроэнергии подача тепла прекращается.
На первый взгляд кажется, что смонтировать систему резервного питания для котельной — не очень сложно. Например, достаточно подключить к котлу недорогой «компьютерный» бесперебойник или смастерить систему на основе обычных автомобильных аккумуляторов. Это мнение ошибочно, т.к. для работы котла от ИБП нужно, чтобы он отвечал определённым требованиям.
Выбор правильного источника бесперебойного питания
Как уже говорилось выше, современный котёл — это сложное оборудование, снабженное микропроцессорным блоком управления, чувствительным к скачкам напряжения и, что особенно важно, — к качеству электроэнергии.
В зависимости от конструкции, бесперебойники обеспечивают выходное напряжение двух форм — чистый синус и аппроксимацию синусоиды. Причём, последнюю форму синусоиды — т.н. меандр (прямоугольная форма выходного сигнала) выдают недорогие бесперебойники, предназначенные, например, для использования с простым оборудованием, не чувствительным к форме входного напряжения.
ИБП этого типа, помимо малой ёмкости встроенной батареи, неспособной обеспечить долговременную работу котельного оборудования, совершенно не подходят для запитки микропроцессорных плат котлов, т.к. блок управления воспринимает меандр (или квазисинусоиду), как ошибку. Циркуляционный насос если и запустится, то будет работать с перебоями и повышенным шумом, также существенно сократится его ресурс. Кроме этого, дорогостоящее оборудование может просто выйти из строя.
И это лишь один из нескольких важных нюансов, которые необходимо учесть при выборе ИБП для котельной. Помимо формы выходного сигнала, надо учесть возможность ИБП выдерживать высокие пусковые токи. Это связано с тем, что многие приборы, к примеру, погружные насосы, сами по себе уже являющиеся достаточно мощными потребителями электричества, при старте увеличивают потребление в 2-3 раза превышающее свою номинальную мощность.
Отсюда: одна из важнейших характеристик, это возможность ИБП выдерживать 2-х/3-х кратное превышение мощности от номинала в течение 15-30 секунд. А в целом, всегда подбирайте ИБП для котельной с необходимым запасом как по мощности ИБП, так и по ёмкости аккумуляторов, исходя из расчёта достаточного обеспечения электричеством всех потребителей.
Идём дальше. Принцип действия резервного питания можно описать простым алгоритмом. При включении в сеть, через встроенное в ИБП зарядное устройство происходит зарядка аккумулятора или аккумуляторов (если используется несколько батарей). Одновременно через ИБП ведётся подача электроэнергии на потребители — котёл, циркуляционные насосы и т.д. При полной зарядке аккумулятора зарядник автоматически отключается, и питание системы происходит напрямую от электросети, через ИБП в т.н. штатном режиме.
В случае отключения электричества бесперебойник обеспечит подачу электроэнергии от аккумулятора (преобразовав его из постоянного в переменный 220 В, 50 Гц) на котельное и на другое подключенное оборудование. Подача энергии будет осуществлять до тех пор, пока не будет восстановлено электроснабжение дома, или пока не разрядятся аккумуляторы.
В отличие от бензинового или дизельного генератора, ИБП могут быть установлены в любом помещении, практически не требуют обслуживания, кроме замены раз в несколько лет аккумуляторных батарей, мгновенно восстанавливают электропитание и бесшумны в работе.
Также, выбирая бесперебойник для котла, нужно определиться с рядом ключевых требований, которые предъявляются к этому оборудованию. По принципу работы все ИБП делятся на три больших группы.
Чтобы сделать осознанный выбор, необходимо разобраться в отличиях между этими ИБП.
Офф-лайн бесперебойники не имеют встроенного стабилизатора, а в настройках аппарата зафиксирован диапазон допустимого напряжения сети, например от 180 до 250 В. При понижении или скачках напряжения за рамки диапазона входного напряжения (а это часто бывает в загородных поселениях), устройство расценит это как сигнал к переключению питания котельной от аккумуляторов. При возвращении уровня напряжения к установленным номиналам бесперебойник снова переключится на питание от основной сети. Т.е. при любых скачках будет происходить излишне частое переключение ИБП: сеть/аккумуляторы.
Помимо отсутствия защиты подключенного оборудования от перепадов напряжения, работа бесперебойника в этом режиме приведёт к частому циклу заряд/разряд аккумуляторов, что снизит срок их службы. Кроме этого, при выборе ИБП этого типа, к нему дополнительно придётся приобретать стабилизирующее устройство для защиты оборудования.
В отличие от off-line, линейно-интерактивные устройства, хотя и имеют граничные показатели допустимого напряжения, дополнительно снабжены стабилизатором напряжения, защищающим оборудование от скачков напряжения. Кроме простой подачи напряжения, ИБП этого типа позволяют скорректировать его в определенных пределах (около 20%), но обычно эта регулировка ступенчатая.
Он-лайн бесперебойники, или ИБП непрерывного действия, являются, на первый взгляд, самым оптимальным оборудованием, подходящим для использования в связке с отопительным котлом, требовательным к качеству напряжения и его частоте. ИБП этого типа, за счёт своих конструктивных особенностей, «вытягивают» напряжение до нужного нам качества, подавая на потребитель 220 В 50 Гц.
В таком бесперебойнике установлен инвертор, который работает по схеме двойного преобразования поступающего тока. Т.е. сначала переменный ток преобразуется в постоянный, далее он преобразуется ещё раз в нужный для работы оборудования переменный ток стабильного качества. При всех плюсах он-лайн топологии, есть один существенный минус, на который обязательно нужно обратить внимание.
Из-за того, что система работает по принципу двойного преобразования, подключенные батареи все время задействованы. Это в разы по сравнению с линейно-интерактивной топологией снижает ресурс батарей, а батареи, в свою очередь, являются достаточно дорогим удовольствием, в малых мощностях перекрывая по стоимости сам ИБП.
Для полноценной работы системы бесперебойного электропитания, для котельной, будет, более чем достаточно линейно-интерактивного устройства, так как по сумме потребительских характеристик это представляется оптимальным выбором.
Важный момент: обычно у ИБП начальной мощности с внешними батареями напряжение питания составляет 12 В или 24 В и далее по нарастающей — 36, 48 В, в зависимости от мощности, т.е. при 24 В требуется подключение как минимум 2-х батарей, что не всегда экономически целесообразно. Поэтому, выбирая качественный бесперебойник, смотрим в его технических характеристиках, сможет ли он работать на необходимом минимуме, т.е. от 1-й батареи на 12 В.
Выбор аккумулятора для источника бесперебойного питания
Стоимость аккумуляторов может составлять свыше 50% от цены всей системы бесперебойного питания. Поэтому к их выбору нужно относится так же ответственно, как и к выбору бесперебойника. При этом к батареям для построения системы резервного питания предъявляются особенные требования.
Обычные стартерные аккумуляторные батареи, требующие периодического обслуживания и выделяющие в процессе работы пары серной кислоты, не предназначены для использования в закрытом помещении в непосредственной близости от людей. Более того, стартерные АКБ не предназначены для автономного питания и моментально выйдут из строя после 2-3 раз разряда.
Возникает вопрос, что же выбрать? Запоминаем второе правило: для использования с ИБП лучше всего подходят гелевые батареи GEL (Gelled Electrolite) или аккумуляторы, построенные на технологии AGM (Absorptive Glass Mat). Несмотря на малопонятную на первый взгляд аббревиатуру, оба типа аккумуляторов являются свинцово-кислотными, но отличаются друг от друга типом использованной технологии.
В AGM аккумуляторах между свинцовыми пластинами находятся плотно сжатые с двух сторон стекловолокнистые маты — сепараторы (они действуют, как губка, не позволяя кислоте растекаться), пропитанные электролитом.
В GEL батареях электролит также находится между пластинами, но за счёт добавления двуокиси кремния он доведён до желеобразной массы — геля.
Отсюда — электролит в этих необслуживаемых батареях не расплёскивается. В ходе химической реакции газов, вода распадется на водород и кислород, но, при рекомбинации, ионы этих химических элементов не испаряются, а остаются в замкнутом герметичном пространстве батареи, «возвращаясь» обратно в электролит, который сохраняет свои свойства на протяжении 5-10 лет.
Это увеличивает срок службы резервной системы электроснабжения котельной, а оба типа аккумуляторов можно использовать в закрытых помещениях, снабжённых только естественной системой вентиляции.
Технология AGM новее, чем GEL. Надо учесть, что гелевый аккумулятор весьма чувствителен к перезаряду и выходит на номинальную ёмкость только спустя 15-20 циклов разряд/заряд, но, в отличие от AGM, выдерживает большее количество этих циклов, а также лучше выдерживает разряд при недозарядке. Например, если случилось повторное отключение электричества, а также полностью восстанавливают емкость после глубокого разряда.
В активе AGM аккумуляторов (при одинаковой ёмкости) – более низкая цена, чем у гелевых, более высокая мощность отдачи тока (что важно при запуске мощного оборудования, например насоса), высокая скорость зарядки. Но при этом аккумуляторы данного типа не «переносят» недозарядку и меньше работают при глубоком разряде. В случае разрядки недозаряженного аккумулятора (например, повторно отключили свет, и котёл снова работает от ИБП) ёмкость батареи необратимо снижается.
Выводы: при построении индивидуальной системы бесперебойного электроснабжения системы отопления коттеджа необходимо учесть множество нюансов, начиная от выбора оборудования, расчёта мощности ИБП и заканчивая монтажом оборудования. Всё это требует профессиональных знаний, которые можно приобрести, придерживаясь советов наших экспертов и изучая советующие темы на портале.
Современные газовые котлы в своей конструкции содержат большое количество элементов, работа которых зависит от надежного электроснабжения. Чтобы всем электрическим и электронным узлам обеспечить правильную эксплуатацию применяются специальные стабилизирующие устройства. Перед тем, как выбрать стабилизатор напряжения для газового котла, нужно выяснить, какой именно вид прибора стоит приобрести, и чем разные типы отличаются.
Нужен ли стабилизатор на самом деле?
Большая часть инструкций по работе с наиболее популярными газовыми котлами ни содержит каких-либо повышенных требований к питанию. Как правило, данное оборудование запитывается от стандартной бытовой сети, то есть для работы такого оборудования необходимо то же напряжение что и для обычных бытовых приборов.
Стандартное напряжение варьируется в рамках 198 — 242В либо 207 – 253 В.
Но если разобраться более детально, то стандарты не всегда соответствуют реальным условиям. Нельзя реально заставить поставщика электроэнергии привести сеть под необходимые параметры, которые прописаны в инструкции по эксплуатации.
Получается, что если не учитывать монтаж данного устройства, то чересчур высокое ли чересчур низкое напряжение может привести к выходу из строя дорогих элементов конструкции.
Но если же оно опустится до 140-180В, что является не редким случаем в частном секторе, где заведомо проложены слабые линии электропередач. В данном случае работа устройства будет нестабильной, могут быть отключены некоторые функции прибора, либо его полное отключение до возобновления нормального электропитания.
В некоторых более серьезных ситуациях вместо падения напряжения происходят его скачки. Напряжение в таких ситуациях кратковременно может подниматься до уровня 250-300В что может вывести из строя плату программного обеспечения, вызвать перегорания электроники либо полному выводу из строя печатных плат. После такого может потребоваться либо дорогостоящий ремонт, либо полная замена оборудования.
Напряжение может падать или «прыгать» из-за следующих факторов:
Если учесть все эти факторы, то необходимо обзавестись стабилизатором тока для газового котла, который позволит предотвратить его преждевременный выход из строя. Но какие типы стабилизаторов бывают и как выбрать тот, который необходим?
Конструкция и принцип действия
Весь смысл работы данного типа устройств заключается в гашении скачков напряжения и приведению его к установленным значениям.
Все стабилизаторы напряжения призваны выполнять две задачи: в случае падения или скачков напряжения выводить его с максимальной возможностью к значению 220В, либо разрывать цепь в случае превышения нужного значения, если стабилизатор не в состоянии его нормализовать. Это способствует правильной работе отопительных приборов и защищает от перегрузки чувствительную электронику.
Принципиально все типы стабилизаторов напряжения по внутренниму устройству схожи. Как правило, внутрь корпуса заключены следующие элементы:
Как дополнительный параметр, у стабилизатора могут быть аккумуляторные батареи, которые позволяют давать электропитание к подключенным устройствам при исчезновении в сети напряжения.
Суть работы стабилизатора напряжения не отличается особой сложностью. В случае, если напряжение на входе отклоняется от установленного значения, автоматика изменяет направление движения тока по обмоткам трансформатора так, что бы на выходе были неизменное напряжение в 220В. Технически стабилизация напряжения может быть достигнута разными методами, все зависит от вида прибора.
Виды стабилизаторов
которые следует учитывать перед тем, как подобрать подходящее изделие. Современные стабилизирующие приборы бывают четырех видов:
Помимо этого, существуют стабилизаторы с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), подразумевающие коррекцию напряжения при помощи генератора импульсов, а также феррорезонансные стабилизаторы, работающие по принципу насыщения магнитных трансформаторных сердечников. Однако это устаревшие типы стабилизирующих устройств, которые сегодня в быту практически не применяются.
Стабилизаторы также различаются по типу напряжения и количеству фаз. У бытового электроснабжения существуют следующие виды использования:
Последний тип в большинстве случаев наиболее предпочтителен, так как у потребителя в распоряжении появляется три однофазных линии с напряжением 220В. Данное напряжение можно получить в т ом случае если одна из фаз будет заведена на нулевой провод. Исходя от количества уже имеющихся фаз, будет зависеть и выбор типа наилучшего стабилизатора.
Но нужно помнить о том, что хороший газовый котел, по сути, является потребителем невысокой мощности. Поэтому подключение его к трехфазной сети электроснабжения не имеет смысла. Стабильная работа агрегата свободно обеспечивается однофазной линией с однофазным прибором.
Преимущества и недостатки
Преимущество бесперебойного питания, которое свойственно ИБП, может иметь не первоочередное значение по следующим причинам:
Основываясь на всем, что говорилось ранее, напрашивается вывод, что если:
Есть также и минусы запитывания газового котла через стабилизатор напряжения 220в.
Подключение отопительного газового оборудования через стабилизатор не способно полностью избавить от всех проблем. К примеру, вот с чем не может справиться ни один стабилизатор:
А теперь довольно полезная информация. С каждой задачей, которую должны решать стабилизаторы, легко способны справиться более дешевые приборы:
Понятно, что подключение котла через стабилизатор напряжения не является самым рациональным решением. Даже самый посредственный онлайн ИБП на уровень лучше справится с решением проблемы, нежели самый лучший стабилизатор напряжения для газового котла. А если к ИБП дополнительно установить реле напряжения и сетевой фильтр, то можно обеспечить котел практически непробиваемой защитой.
На что обращать внимание при выборе?
Выбор стабилизатора напряжения для газового котла зависит от нескольких основных критериев:
Не стоит путать потребляемую электрическую мощность с производимой тепловой мощностью котла!
В случае, когда котел еще не приобретен, а стабилизатор нужно приобрести прямо сейчас, необходимо искать модель от 400Вт. Этого будет достаточно, та как по большей части мощность котлов варьируется от 70 до 250Вт. Существуют модели, чья потребляемая мощность в пределах 500Вт, но подобное устройство вряд ли можно купить случайно.
Нужно помнить о том, что некоторые производители стабилизаторов мощность указывают в Вольт-Амперах, а не в Ваттах. Они так поступают специально, для того чтобы ввести покупателей в заблуждение. Полная мощность постоянно гораздо выше, из-за того что включает в себя реактивную составляющую. Из-за этого создается иллюзия, что стабилизатор круче, чем он есть на самом деле.
Если же все-таки удалось выяснить только полную мощность стабилизирующего устройства (ВА), ее необходимо умножить на поправочный коэффициент 0,7, полученное значение будет активной мощностью в Ваттах.
Электромеханические (латерные) стабилизирующие устройства категорически запрещается устанавливать в одном помещении с газовым оборудованием!
Современные релейные стабилизаторы почти не уступают электронным, относительно скорости реакции. Единственное, что хочется отметить про подобные устройства, это щелчки реле время от времени. Если данный фактор неприемлем, тогда лучше подбираем тиристорный/симисторный прибор, он отличается бесшумной работой.
Для более простого выбора стабилизатора, далее пойдет речь о ключевых особенностях некоторых, наиболее распространенных моделей.
Рейтинг лучших стабилизирующих устройств
Предлагаем вашему вниманию наш собственный ТОП 7 лучших стабилизаторов 220В, который мы составили, изучив многочисленные рейтинги магазинов электроприборов и отзывы покупателей. Отсортированы данные модели в порядке уменьшения качества.
Как подключить устройство к котлу?
Теперь необходимо изучить схему правильного подключения стабилизирующего прибора.
Прежде всего, чтобы защитить свой газовый котел, непосредственно перед ним необходимо сетевой фильтр, а сразу после входящей автоматики – реле контроля напряжения.
Как правило в местах использования отопительных котлов, электропитание передается при помощи двухпроводной воздушной линии которая оборудована системой заземления ТТ. В такой ситуации необходимо добавить УЗО с током уставки до 30 мА.
Таким получается следующая схема:
Внимание! И стабилизатор, и газовый котел должны быть оборудованы заземлением!
Для того чтобы заземлить котел (а также и остальные электроприборы), в системе ТТ требуется обустроить отдельный заземляющий контур, который полностью изолирован от нулевого рабочего проводника, а также и от остальной сети. Сопротивление заземляющего контура рассчитывается согласно нормативам Правил устройства электроустановок.
Вывод: какой стабилизатор для газового котла выбрать
Из всего описанного выше можно подвести итог, какое стабилизирующее устройство подойдет для газового котла наилучшим образом:
Для потребителей главным критерием выбора стабилизаторов напряжения является цена изделия. Одна по одной и той же стоимости можно купить прибор, который не подходит для газового оборудования вовсе или же приобрести надежную модель, которое обеспечит достойную защиту. Поэтому при выборе стабилизирующего устройства необходимо учитывать перечисленные параметры, а не только цену.