Бесперебойник для насоса отопления и котла характеристики устройств и советы по выбору

Пути решения

Обойти проблему отключения электроэнергии можно, просто встроив в существующую систему трубы большего диаметра. Жидкость в данной системе циркулирует естественным образом – за счет силы гравитации. Однако такая система не удобна в регулировании.

Можно воспользоваться и генератором. Однако генератор требует особых условий эксплуатации: поддержание одного уровня топлива, наличия специального места. Все это, как правило, требует финансов, и кроме того — небезопасно. При работе есть вероятность скачков напряжения, которые могут привести к поломке системы электронного управления котлом.

Гораздо удобнее и проще решить вопрос при помощи ИБП – источника бесперебойного питания. «Бесперебойник» автоматически включается при отсутствии электроэнергии, благодаря чему система будет работать в любом случае. Оборудование ИБП можно установить в любом помещении без какого-либо специального обслуживания — аккумуляторные батареи заменяются раз в 2-3 года. Функционирует такое устройство практически бесшумно. Нужно отметить и то, что установка ИБП обходится намного дешевле, чем покупка, например, генератора.

Преимущества бесперебойников

Прогрессивная котельная для частного жилища — довольно сложная в техническом плане инженерная конструкция. Кроме подачи газа для работы котлов необходима и подача электричества для работы насосов. Именно они отвечают за циркуляцию охлаждающей жидкости по системе отопления.

На случай отключения электроэнергии в прогрессивных системах отопления предусмотрена автоматическая остановка котла отопления. Аварийная остановка котла вызовет и немедленное прекращение работы циркуляционных насосов. Вся отопительная система перестает работать.

При кратковременном отключении электричества на некоторое время понизится уровень комфорта в доме. Как только электроснабжение восстановится, всё пойдет по-прежнему — в доме будет тепло и уютно.

А если аварийная ситуация продлится надолго?

Понятно, что последствия от остановки отопительного оборудования в зимний период, мягко говоря, неприятны.

Если разморозить всю систему отопления, практически неизбежна замена разводящей сети по дому и радиаторов отопления. Нужен ремонт. Естественно всё это будет весьма недешево.

Мало того.

В разных системах отопления циркулирование воды осуществляется по-разному:

1. Принудительно (вода в системе прокачивается насосом).
2. Естественная циркуляция.

Если жидкость в системе перестанет циркулировать, она может просто закипеть и привести к взрыву.

Чтобы этого не произошло желательно обзавестись системой резервного электропитания.

Может показаться, что снабдить свой котел резервным источником электричества достаточно просто. Кажется чего проще — у многих в доме есть компьютерный бесперебойник. Добавь к ним аккумулятор от автомобиля и дублирующий источник питания своими руками готов. Но не всё так просто.

Начнем с обязательного комплекта бесперебойного электроснабжения:

• сам UPS для циркуляционных насосов;
• комплект мощных аккумуляторов;
• комплект разнокалиберных проводов и кабелей.

Набор может быть дополнен бензогенератором электричества.

Но бензогенератор нуждается в регуляторе напряжения и по умолчанию не является надежным источником энергии — он может надолго поломаться и произойдет это в самый нежелательный момент.

Поэтому для начала давайте рассмотрим, какие вообще бывают ИБП.

Как выбрать прибор для системы отопления

Зависит от шести параметров. В первую очередь нужно определиться с видом прибора, затем перейти к вычислениям.

Мощность

Электрический двигатель — одна из составных частей ИБП для циркуляционного насоса. Он создаёт реактивную нагрузку, для которой необходим расчёт. Формула проста:

N = 3 * P / cos (a), где

• P — номинальное значение тепловой мощности, указанное в техническом паспорте.
• Cos (a) — отклонение синусоиды, также указанное в документации.

Умножение на три необходимо, поскольку при включении возникает пиковая нагрузка. Если косинус угла не указан, число делят на коэффициент 0,7.

Справка! Эта формула верна не только для насоса, но также котла. В последнем случае в расчётах нужно учитывать потребление всех частей обвязки.

Например, если мощность составляет 90 Вт, а косинус — 0,45, необходимым значением будет:

N = 90 * 3 / 0,45 = 600 Ватт.

Ёмкость батарей

Влияет на длительность работы при отсутствии питания от сети.

Встроенные в источники бесперебойного питания аккумуляторы обычно держат небольшой заряд, достаточный для поддержания отопления в течение короткого промежутка времени.

У некоторых ИБП есть разъёмы для подключения дополнительных батарей. Это помогает системам, страдающим от частых перепадов тока.

Накопление энергии в устройстве происходит, если есть сеть, по мере стандартной эксплуатации. Внешние аккумуляторы можно отсоединять и наполнять отдельно. Поломки этих приборов нужно срочно устранять. В большинстве случаев решением проблемы выступает замена детали на новую.

Входное напряжение

Есть два стандартных показателя — 220 и 380 вольт. Они установлены на электрических счётчиках и зависят от разводки. В работе любых устройств допускается отклонение на 10% в обе стороны. Таким образом, к прибору должен подходить ток 198—242 или 342—418 вольт соответственно.

В большинстве случаев скачки превышают указанные нормативы, что может быть связано с различными факторами: регионом, расстоянием до ближайшей подстанции и прочими.

Перед приобретением источника бесперебойного питания следует провести подготовительную процедуру: в течение суток 6—8 раз замерить напряжение и определить среднюю величину.

В техническом паспорте устройства должны быть указаны допустимые пределы значений, с которыми сравниваются полученные ранее.

Напряжение на выходе и его форма

Если предыдущий показатель вкладывается в указанное отклонение, эксплуатация будет нормальной. Это не касается ИБП, установленных для котла: желательно, чтобы ток был близок к стандартному. Выходное напряжение должно выглядеть как синусоида. Допускаются другие виды, но они сильнее раздражают электрический двигатель устройства

И также важно отсутствие помех. Последние устраняются фильтром, если есть, или на этапе преобразования

В последнем случае они не возникают.

Количественный показатель также весьма важен. Он должен быть близок к тому, что протекает по системе.

Небольшие отклонения возможны, но нежелательны. Для однофазной размотки стандарт 220 вольт, для трёх — 380.

При монтаже источника бесперебойного питания необходимо соблюдать правила:

• Среднесуточная температура в помещении не должна превышать указанное в технической документации.
• В комнате не допускается хранение паров едких веществ, горючих жидкостей и газов.
• Заземление выводят на улицу, устанавливая по строительным нормам и правилам.

Дополнительные функции

Главная особенность ИБП — возможность подключения внешних аккумуляторов, желательно двух или больше. При кратковременной потере питания хватит резервной батареи. В остальных случаях несколько устройств будут задействованы по очереди. Если есть независимый генератор, одни можно заряжать, пока другие работают.

В редких моделях имеется встроенная система оповещения. Для автоматики необходима сим-карта или приёмник wi-fi, а также роутер для последнего. После настройки устройство будет самостоятельно отсылать сигнал о произошедшей аварии, если она вызвала потерю питания. Кроме того, с помощью автоматики возможно управлять работой источника бесперебойного питания, отправляя СМС с паролем, заданным после установки.

Бесперебойное питание для котла в зависимости от ситуации

Итак, начнем разбираться по каждой ситуации, описанной выше, отдельно.

Когда сети изношены и кратковременные скачки потребления (мощный сварочный аппарат, подключение мощного отопительного прибора) способны на короткий срок оставить без электричества квартал или поселок, стоит подумать о резервировании питания котла при помощи источника бесперебойного питания (ИБП) с аккумуляторной батареей (АКБ).

Самый обычный компьютерный ИБП, к сожалению, в этой ситуации помочь не сможет ничем. Его батареи хватит для питания котла на 3-5 минут. Кроме того, на выходе он выдает не чистый синус, необходимый для питания котлового оборудования и циркуляционного насоса, а аппроксимацию синусоиды или меандр. Это такая форма выходного напряжения, которая может привести к поломке вашего котлового оборудования.

А потому потребуется ИБП, имеющий на выходе чистый синус и способный работать с подключенными АКБ.

Если срок аварийного отключения электроэнергии увеличивается до 6 часов, стоит подумать о том, чтобы использовать АКБ 100 А*ч как источник питания для котла и циркуляционного насоса. Эта емкость позволит горелке котла и автоматике котла работать до 8 часов без подзарядки АКБ.

Даже сутки, то есть 24 часа, не будут помехой для питания котла от аккумулятора, только стоит рассчитать емкость батареи на этот срок. Подойдет АКБ емкостью до 200 А*ч.

А вот отключение электроэнергии более суток должно заставить вас задуматься над тем, чтобы плюсом к ИБП и емким АКБ докупить бензиновый генератор.

Генератор лучше всего покупать инверторный, потому как только инверторный генератор имеет на выходе чистый синус, так необходимый современному котловому оборудованию.

Аварии длительностью более 3 суток не оставляют вам выбора – только генератор. Никакая система питания на ИБП с разумным количеством АКБ не выдержит такого срока, не сможет обеспечить автономное питание котла. Разве что вы готовы установить в своей котельной 5 аккумуляторов емкостью по 100 А*ч. И то, их придется заряжать все тем же генератором, так как суммарной емкости в 500 А*ч не хватит для питания котельного оборудования сроком в 72 часа.

Источник питания для котла, таким образом, вырисовывается следующий:

• Для кратковременных отключений до 24 часов — ИБП с АКБ.
• Для отключений от 1 до 3 дней – ИБП с АКБ с подзарядкой от бензинового генератора.
• Для отключений более 3 дней – только бензиновый инверторный генератор или генератор с отдельным инвертором.

Критерии, по которым стоит выбирать источник питания для котла отопления, весьма просты:

• Чистый синус на выходе.
• Возможность подключения внешних батарей.
• Возможность подключения АКБ большой емкости (в идеале суммарно до 600 А*ч).
• Надежность и простота исполнения.
• Развитая сервисная поддержка в вашем населенном пункте.

Последний пункт важен, потому что в случае аварии неисправный ИБП – это фактически «мертвый» котел, и, как следствие, замерзание системы отопления вашего дома.

Все указанные выше критерии применимы для всех современных котлов отопления – газовых, дизельных, твердотопливных, пеллетных. Резервировать электрический котел на случай аварии можно либо котлом на другом виде топлива, либо генератором, если мощность котла не превышает 5-8 киловатт. В противном случае, вам придется покупать слишком мощный бензиновый генератор.

Блоки бесперебойного питания для насоса отопления

Внешне прибор напоминает большой системный блок. Часто на передней панели есть дисплей с часами и панель с кнопками. Интуитивно понятное управление – на экран выводятся все основные данные: входное и выходное напряжение, уровень заряда аккумулятора, сила тока и другие.

Суть его работы в том, чтобы накопить энергию в аккумуляторах и потом отдавать её в случае необходимости.

Подключение источника бесперебойного питания к отопительной системе

Состоит ИБП из:

• блока бесперебойного питания;
• аккумулятора(ов) на 12 V.

Напряжение 220 V преобразуется в 12 V и подаётся в зарядник. В то же время, энергия питает из сети котёл. Когда аккумулятор(ы) полностью зарядятся, подача тока автоматически прекращается, т.е. оно продолжает поступать, но транзитом.

Если же сеть отключается, ИБП начинает обратное преобразование – постоянное от батарей 12 V, в переменное 220 V.

Принцип работы источника бесперебойного питания

Автоматика сама включит резервное электропитание, а когда подача электроэнергии возобновится, переключится на работу от сети. Вмешательство человека не требуется и для зарядки аккумуляторов. Работает бесшумно.

Чаще всего используют аккумуляторы сделанные по технологии AGM, либо с гель-электролитом. Подключают их последовательно. В комплектацию входят все концевые отводы и кабельные перемычки.

Не размещайте аккумуляторы на большом расстоянии от преобразователя. От этого снижаются показатели тока.

Есть один нюанс – заряжается ИБП дольше, чем разряжается. Поэтому полностью заменить электроцентраль на длительное время бесперебойник для циркуляционного насоса не сможет.

Необходимость ИБП

Кроме уже перечисленных ситуаций (отключение электроэнергии и скачки напряжения), ИБП пригодится и в том случае, когда источником энергии является генератор воздушного охлаждения – дизельный или бензиновый.

Напряжение, получаемое от него, на выходе имеет пилообразную форму, тогда как требуется чистая форма синусоиды. ИБП с двойным преобразованием, установленный между котлом и генератором, решает проблему.

Итак, вот список требований, предъявляемых к ИБП:

• стабилизация напряжения тока;
• возможность длительной работы без внешнего электроснабжения;
• подача напряжения в виде ровной синусоиды;
• точность частоты;
• плавный и моментальный переход на аккумуляторы;
• надёжность.

Нет. Компьютерные ИБП на выходе имеют напряжение в виде зубцов – прямоугольников. Циркуляционные насосы от них перегреваются.

А у автомобильных аккумуляторов совершенно иные циклы заряда – разряда. Они определяются толщиной внутренних пластин.

Результат подключения компьютерного бесперебойника к циркуляционному насосу

У авто-аккумулятора толщина электродов меньше. Кроме того, вы увидите, что он всё время «думает», что заряжен не полностью. Время автономной работы сократится, а сопротивление будет низким. Всё это приведёт к кипению электролита и сильно ухудшит состояние прибора.

Автомобильные аккумуляторы могут использоваться только в хорошо проветриваемых помещениях (капот машины – идеален).

В замкнутом пространстве накапливается взрывоопасный водород.

Срок службы специальных аккумуляторов для ИБП, при правильной эксплуатации, 12 лет. Если же вопреки предостережениям, использовать автомобильный, он выйдет из строя гораздо раньше. Поэтому экономия, в данном случае, сомнительная.

Разновидности

Существует два вида ИБП для циркуляционного насоса (по времени переключения):

1. Line-interactive (Линейно-интерактивные).
2. On-line.

Линейно-интерактивные:

• Время, которое требуется такому ИБП, чтобы переключиться на работу аккумуляторов – 4-10мс.
• Используют один или два АКБ с ёмкостью от 38 до 100 А/ч.
• Более низкое напряжение.
• Требуется стабилизатор.
• Стоят дешевле.

Классификация бесперебойников

Он-Лайн:

• время переключения на батарею – 0с.;
• защищает от скачков напряжения путём двойного преобразования;
• дольше могут работать автономно;
• используют минимум три АКБ с ёмкостью от 45 до 100 А/ч;
• функции фильтра;
• стоят дороже.

Основные характеристики

Внешне ИБП сходен с увеличенным вариантом системного блока персонального компьютера. Обычно передняя панель представлена дисплеем, часами и необходимыми кнопками. Вся полезная информация доступна на экране. На нем всегда можно посмотреть значение входного или выходного напряжения, состояние зарядки аккумулятора, силу текущего тока, а также остальные важные данные.

Смысл работы ИБП заключается в накоплении энергии в батареях для своевременной поддержки работоспособности системы отопления на непродолжительное время. После подсоединения к отопительному оборудованию происходит преобразование энергии в 220 В для хранения в аккумуляторах на основе заряда 12 В. Когда батареи заряжены, энергия транзитом поступает для работы котла и насоса. В процессе зарядки она также отдается в достаточном количестве для работы отопительной системы. Когда напряжение от сети пропадает, то начинается преобразование энергии от аккумуляторов в полноценное напряжение 220 В для работы котла и насоса.

Все работает на автоматической основе – человеку не нужно заниматься переключением рычагов или кнопок.

Обычно применяются аккумуляторы, созданные методом AGM или с применением гелевого электролита. Они подключаются с помощью последовательной установки. В стандартном наборе имеются все необходимые элементы.

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.

Рейтинг ИБП для котлов

В ТОП котлов включены приборы с лучшими, по мнению специалистов, характеристиками. Они имеют различные типы конструкций.

Helior Sigma 1 KSL-12V

ИБП оснащено одним внешним аккумулятором. Прибор адаптирован к российским электрическим сетям. Масса 5 кг. Рабочее напряжение 230 Вт. По типу конструкции модель относится к On-Line приборам. На передней панели Helior Sigma 1 KSL-12V находится русифицированный ЖК-дисплей, отображающий показатели сети. Диапазон входных напряжений от 130 до 300 Вт. Мощность 800 Вт. Средняя стоимость бесперебойника 19300 рублей.

Достоинства:

• Предусмотрен специальный режим работы с генераторами.
• Компактность.
• Надёжность, длительный срок эксплуатации.
• Бесшумная работа.
• Наличие функции самотестирования.
• Низкое электропотребление.
• При длительной работе не перегревается.
• Длительный режим автономной работы.
• Возможность самостоятельной установки.
• Доступная цена.

Недостатки:

• Входящее напряжение имеет узкий диапазон допустимых значений.
• Небольшая ёмкость батареи.

Eltena (Intelt) Monolith E 1000LT-12v

Изделие китайских производителей. Относится к On-Line приборам. Полностью адаптирован к работе с российскими электрическими сетями. Диапазон входного напряжения от 110 до 300 В. Мощность 800 Вт. Выбор мощности напряжения происходит в автоматическом режиме. Вес 4,5 кг. Есть русифицированный ЖК-дисплей. Средняя стоимость модели 21500 рублей.

Достоинства:

• Актуальность зарядного тока для подключения к АКБ ёмкость 250 Ач.
• Оптимальный диапазон входного напряжения.

Недостаток – высокая цена.

Stark Country 1000 online 16A

Прибор выпускается в Тайвани. Обновление модели произошло в 2018 году. Мощность 900 Вт. ИБП предназначен для работы с двумя внешними контурами. Бесперебойник обеспечивает полную защиту котла при аварийном отключении электроэнергии. Вес 6,6 кг. Средняя стоимость прибора 22800 рублей.

Достоинства:

• Автоматический выбор рабочей мощности.
• Возможность работать в автономном режиме 24 часа.
• Защита АКБ от глубокого разряда.
• Широкий диапазон входного напряжения.
• Возможность самостоятельной установки и простота эксплуатации.

Недостатки:

• Короткий провод.
• Средний уровень шума.
• Высокая цена.

HIDEN UDC9101H

Страна производитель Китай. ИБП приспособлен к работе с российскими электрическими сетями. Считается самым тихим бесперебойником в своём классе. Имеет автоматическую систему настройки работы системы охлаждения, поэтому никогда не перегревается при длительной работе. Мощность 900 Вт. Вес 4 кг. Средняя стоимость 18200 рублей.

Достоинства:

• Длительный срок эксплуатации.
• Надёжность в работе.
• Широкий диапазон входного напряжения.

• Интеллектуальная система управления.
• Компактность.

Недостаток— необходимость стартовой настройки.

Lanches L900Pro-H 1kVA

Страна производитель Китай. Мощность 900 Вт. Бесперебойник отличается высоким КПД. Модель приспособлена к нагрузкам российских электрических сетей, имеет LCD-дисплей. На нём отображаются параметры входного напряжения сети и другие показатели рабочих режимов, включая уровень зарядки АКБ. В комплект поставки входит программное обеспечение. Вес 6 кг. Средняя цена продажи 16600 рублей.

Достоинства:

• Устойчивость к скачкам напряжения сети.
• Доступная цена.
• Надёжность работы.

• Простота эксплуатации.
• Длительный период автономной работы.

Главный недостаток – низкий ток заряда.

Энергия ПН-500

Отечественная модель имеет функцию стабилизатора напряжения. Выпускается в настенном и напольном исполнении. Режимы работы имеют звуковую индикацию. Для защиты от короткого замыкания установлен специальный предохранитель. Графический дисплей отличается многофункциональностью. Средняя стоимость 16600 рублей.

Достоинства:

• Стабилизация входного напряжения.
• Защита от перегрева.

• Надёжность конструкции.
• Длительный срок эксплуатации.

Недостаток – высокий уровень шума.

SKAT-UPS 1000

Прибор отличается повышенной надёжностью в работе. Мощность 1000 Вт. Имеет функцию стабилизатора входного напряжения. Диапазон входного напряжения от 160 до 290 В. Средняя стоимость продажи 33200 руб.

Достоинства:

• Высокая точность работы.
• Автоматическое переключение режимов работы.

• Надёжность в работе.
• Длительный срок эксплуатации.

Недостаток – высокая цена.