Главная » Отопление

Ибп для котла своими руками




Бесперебойники для котла надежное отопление

Содержание

Современные котлы для отопления  это уже не просто агрегат для сжигания топлива. Это достаточно сложные и технологичные системы, большая часть которых может работать только при наличии питания в электросети. И дело не только в том, что циркуляция воды в системе обеспечивается насосами, а и в том, что в котлах имеется автоматика, управляющие устройства, которые не просто потребляют электричество (пусть и немного), но и очень требовательны к его «качеству».

Чтобы не зависеть  от наличия электричества есть несколько путей:

  • Сделать систему отопления энергонезависимой. Не самый привлекательный вариант в том смысле, что такие системы недостаточно эффективны и потребляют больше топлива, чем аналоги с автоматикой.
  • Иметь две системы отопления: одну с автоматикой, и как резервную – энергонезависимую. Идея хорошая, но дорогая – одна система стоит денег немалых, а две – и того больше. Но в некоторых случаях – при жестокой зиме и частых и продолжительных отключениях электропитания это, может, и единственный выход.
  • Сделать свою собственную систему более энергонезависимой при помощи источников бесперебойного питания – ИБП (или UPS в англоязычном варианте).

Источник бесперебойного питания для котла отопления

Многим знакомы эти устройства: практически у всех владельцев стационарных компьютеров есть такие блоки бесперебойного питания, но для котлов они не совсем подходят. Задачи у них разные: для компьютерного бесперебойника главная задача – обеспечить вам время на правильное выключение системы. Это максимум 5-15 минут. Для котлов ситуация другая – требуется работоспособность на продолжительное время – до возобновления подачи электропитания.

Отличаются и требования к форме питания: ИБП для компьютеров часто выдают не синусоиду (которая требуется автоматике котла), а импульсы со срезанной верхушкой, больше напоминающие прямоугольные. Для работы автоматики котла важна именно правильная синусоидальная форма. Требуется еще совпадение по фазе, что непринципиально для компьютера. Только при наличии такого питания автоматика и сам котел будут функционировать долго. Во всяком случае, так заявляют производители. Опыт эксплуатации это подтверждает.  В общем, как аварийный выход бесперебойник для компьютера подходит, как постоянный – вряд ли.

Какие бывают ИБП

Источники бесперебойного питания делятся на два класса: on-line и off-line. Более дешевые ИБП off-line класса, так как из-за особенностей работы они конструктивно проще: пока напряжение в сети присутствует и не очень отличается от заданных параметров, они пропускают электропитание транзитом. При пропадании напряжения или при достижении одним из параметров порогового значения, сеть отключается, подключаются аккумуляторные батареи. В чем недостаток? В том, что на вход автоматики подается напряжение не идеальное ни по форме, ни по номиналу. Это, конечно, лучше, чем ничего, но не дает гарантии безаварийной работы.

Бесперебойники для котла класса on-line подключены постоянно, в них происходит постоянное преобразование сетевого напряжения и «выравнивание» характеристик. Для этого напряжение преобразуется дважды:

  1. входное напряжение сети трансформируют в постоянное 12 В,
  2. затем его снова преобразуют в переменное 220 Вольт и частотой 50 Гц.

Это двухступенчатое преобразование необходимо для стабилизации параметров электропитания: на выходе такого ИБП всегда напряжение 220 В,  частота  50 Гц и идеальная синусоида. Кроме того, в этих устройствах аккумуляторы подключены в буферном режиме (постоянно подзаряжаются).

Какой лучше для котла

Использовать источники бесперебойного питания нужно не только для работы системы на время пропадания электроэнергии. По уверениям организаций, обслуживающих котлы отопления, самой частой поломкой является именно выход из строя автоматики из-за сбоев электропитания. Причем повреждения такие, что или требуют полной замены (а это как минимум 100-150$) или замены микропроцессоров, что по цене может быть даже больше (вместе с работой по замене).

Для продления срока бесперебойной работы автоматики и котла в целом, требуется стабильное напряжение, близкое по форме к идеальной синусоиде. К сожалению наши электросети выдают такие характеристики, что большая часть оборудования быстро начинает сбоить и выходить из строя. Потому использование ИБП для котла, имеющего автоматическое управление, крайне желательно. Требуемые параметры электропитания обеспечивает именно on-line класс, потому  такой вариант можно признать лучшим, как для газовых котлов. так и для автоматизированных твердотопливных. дизельны х или электрических .

Купить UPS для котла класса off-line целесообразно в том случае, если у вас есть общий стабилизатор электропитания на дом, или будет установлен портативный непосредственно перед бесперебойником. Тогда напряжение «выравнивается» на стабилизаторе, а затем транслируется через ИБП, который при необходимости подключит электропитание от АКБ.

Виды ИБП и их классификация

Определяем мощность ИБП и емкость аккумуляторов

Выбор ИБП для газового котла не заканчивается с определением класса устройства. Необходимо подобрать еще мощность. Для этого необходимо суммировать мощность всех устройств, которые обеспечивают работоспособность системы отопления (насосы, автоматика и турбины газоудаления, если такие есть). В принципе, это и есть искомая мощность, но для пиковых нагрузок во время пуска системы требуется запас порядка 20-30% и больше.

Хоть котлы для отопления оборудование и энергозависимое, но потребляют совсем немного электричества: средняя потребляемая мощность котла с насосом – до 150 Вт. Для обеспечения работы такого котла с одним насосом  требуется ИБП мощностью в 300 Вт. Если насоса в системе два – нужен уже прибор на 400-500 Вт.

Бесперебойник для газового котла нужен с выходным напряжением в виде синусоиды, а не меандра

Для обеспечения длительной работы котла при аварии на линии электропередач (1-2 часа) требуется некоторое количество аккумуляторных батарей. Понятно, что чем больше емкость батареи, тем продолжительнее гарантированное время работы. Но на выбор емкости аккумулятора влияет такой параметр ИБП, как мощность зарядного устройства. Чтобы определить, какой емкости батарею зарядит ваш бесперебойник, ток заряда умножьте на 10.  Если ток заряда 7,5 А, то емкость заряжаемой батареи может быть 75 А/ч.

Заряжать можно и большие батареи, но тогда их заряд будет неполным, что приведет к более быстрому выходу их из строя. Зарядка менее мощных батарей большими токами также нежелательна: сокращается срок их службы. Потому использование батарей больших емкостей не всегда дает хороший результат: может даже возникнуть ситуация, когда котел от бесперебойника не работает. Скорее всего, из-за недостаточного тока зарядки, аккумулятор не заряжается, следовательно, питание не подается.

С чем еще нужно определиться  с типом аккумулятора. Они могут быть гелиевые или жидкостные (обычные). Гелиевые – более надежны и долговечны, но стоят раза в 2-3 дороже (срок службы и надежность далеко не пропорциональны цене). Независимо от типа они должны быть герметичными необслуживаемыми, так как использоваться будут в жилом помещении или вблизи от него. В принципе, более целесообразно покупать обычные автомобильные необслуживаемые аккумуляторы – это гораздо дешевле даже с учетом их более частой замены (по сравнению с гелиевыми).

Чтобы легче было определить, на какое время будет гарантирована работа оборудования в зависимости от потребляемой мощности, емкости батарей и их количества, смотрите таблицу.

Бесперебойник своими руками. ИБП, UPS сделать самому. Синус, синусоида. Источник бесперебойного питания

Стоит ли самому собирать ИБП?

Имеет ли смысл собирать ИБП самому? Не знаю. В продаже есть киловаттные бесперебойники за 30 т. р. Эти изделия однозначно более высокого качества, надежности и энергоэффективности, чем самодельный. Стоимость самодельного, если собирать его из готовых блоков, получается в районе 20 т. р. Я собирал его тогда, когда еще в продаже ничего подобного не было. В любом случае, делюсь опытом. Мой UPS отлично работает уже 8 лет. Учтите, что это устройство постоянного функционирования. Он не выключается, когда есть напряжение в сети, а работает постоянно. Так что он реально проработал беспрерывно восемь лет. Изменить схему так, чтобы он автоматически выключался и включался, если это Вам нужно, не составит труда для специалиста, способного его собрать. Я использую именно непрерывно работающее устройство потому, что у меня в доме есть несколько критических по электроэнергии потребителей: компьютеры, сервер, система 'умного дома'. При переключении с сети на питание от аккумулятора возникает скачок напряжения, который недопустим.

Источник бесперебойного питания можно целиком собрать самому, тогда стоимость деталей к нему составит 10 т. р.

П рактика проектирования электронных схем Искусство разработки устройств. Элементная база. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Подробные описания. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам

Что можно питать от бесперебойника?

В моем доме от данного изделия запитана система 'умного дома', освещение, циркуляционный насос системы отопления, дизельный котел, насос водоснабжения, компьютеры и телевизор. Все это, конечно, не работает одновременно. В среднем потребление не превышает 100 Ватт (освещение у меня все сплошь энергосберегающее, оборудование тоже высокого класса энергетической эффективности). Бывают и пики потребления. ИБП рассчитан на максимальную мощность 1 кВт, что достаточно для моих целей. Выходное напряжение - синусоида. Это позволяет питать практически любую бытовую нагрузку допустимой мощности. КПД источника бесперебойного питания при нагрузке 200 Вт составляет 70%.

Схема UPS и пояснения

Схема приведена на рисунке. Импульсный блок питания на 28.8 В, 50 А покупной. Хотя его, конечно, можно собрать самому. Собираюсь вскорости выложить схему, Подпишитесь. чтобы не пропустить. Важно, чтобы этот блок был с высоким КПД и выдавал ровно 28.8 В. Это напряжение позволяет подключать аккумуляторы непосредственно к источнику питания, без каких-либо переходников. Стабильное напряжение 28.8 В полностью заряжает два соединенных последовательно автомобильных свинцовых кислотных аккумулятора, поддерживает их в заряженном состоянии, компенсируя саморазряд, но не перезаряжает их. Аккумуляторы должны быть подключены к источнику питания именно так, как показано на схеме, на минимальном расстоянии от блока питания, чтобы падение напряжения на проводниках при больших токах не влияло на их работу.

Обратите внимание, чтобы при отключенном сетевом напряжении блок питания не потреблял энергию от аккумулятора. Часто встречаюсь с такими блоками, у которых вентилятор запитан от выходных клемм. Тогда при выключении питания вентилятор будет работать от аккумуляторов и сажать их. Такой блок надо переделать, запитать вентилятор по другой схеме. Имейте в виду, что вентиляторы - самый уязвимый элемент во всей конструкции. Именно они ломаются, а их остановка приводит к перегреву и выходу из строя других элементов. Я использую блоки с массивными охлаждающими радиаторами, без вентиляторов. Это и позволило беспрерывно эксплуатировать устройство много лет.

Инвертор тоже покупной, выдает меандр (прямоугольник) с амплитудой 310 В, коэффициентом заполнения 1 / (корень из двух). Такое напряжение производители почему-то называют модифицированной синусоидой. Отработанную схему самодельного инвертора тоже скоро опубликую.

Все низковольтные соединения нужно делать достаточно толстым проводом минимальной длины. Ток по этим цепям может импульсно достигать 100 А. Я использовал медный многожильный провод 12 мм. Особенно обратите внимание на присоединение проводов к аккумуляторам. В местах этих соединений могут образовываться отложения оксидов, которые имеют высокое сопротивление и будут препятствовать надежной работе устройства.

Недостатком самодельного ИБП является низкий КПД при низких нагрузках. Бесперебойник на холостом ходу, то есть без нагрузки, потребляет около 100 Ватт. Без всякой нагрузки UPS сажает аккумуляторы за 35 часов.

Не следует соединять аккумуляторы параллельно. При больших нагрузках, а здесь нагрузки большие, не удается обеспечить, чтобы параллельно соединенные аккумуляторы нагружались одинаково. Виной тому разные сопротивления проводов и мест контакта на клеммах. Таким образом, работать будет только один аккумулятор из всех, он и выйдет очень быстро из строя.

Эксплуатация и обслуживание источника бесперебойного питания

Не забудьте регулярно следить за уровнем электролита в аккумуляторах. Больше ничего особенного делать не надо.

Бесперебойное отопление жилища

  • Необходимость ИБП
  • Разновидности ИБП
  • Выбор и применение ИБП
  • Полезные советы

Большинство систем отопления включает в себя несколько разных энергозависимых элементов. Чаще всего ими являются циркуляционный насос и автоматика отопительного котла.

Схема теплого пола с готовым модулем.

В случае отключения электрической энергии работа всей системы отопления прекращается.

Как не допустить этого? Решить эту проблему помогут устройства, которые называются источниками бесперебойного питания (ИБП). В народе они именуются словом бесперебойник.

Необходимость ИБП

На линиях электропередач иногда происходят обрывы проводов и другие аварии. В этом случае отключается автоматика отопительного котла. Котлы импортного производства могут навсегда выйти из строя. Все насосы останавливаются, теплоноситель из-за нарушения циркуляции перегревается. Это может привести к крупной аварии системы отопления. Спасти ее при отключении электричества можно попробовать несколькими способами:

  1. Создать такую систему, которая не имеет насоса и не зависит от электричества. Теплоноситель в такой системе должен циркулировать за счет гравитационной силы, возникающей при разности плотности жидкости в трубах подачи и обратного хода. Такая система требует применения труб довольно большого диаметра и не очень поддается регулированию.
  2. Защитить отопительную систему может бесперебойник, работающий от аккумулятора. В случае внезапного отключения электричества автоматически включается аккумулятор. Система продолжает работать. Для работы такого ИБП необходим инвертор, который преобразует постоянное напряжение в переменное. Все оборудование может быть установлено в любом помещении. Обслуживания бесперебойник не требует никакого. Только раз в несколько лет придется менять аккумуляторные батареи. Работает устройство бесшумно, стоимость его значительно ниже цены любого генератора.
  3. Для получения электрической энергии можно использовать дизельный или бензиновый генератор. Это не самый дешевый и не самый безопасный способ. При работе генератора не исключены скачки напряжения. Они могут повредить электронику управления котла. Генераторы имеют довольно большую мощность. Для их установки требуется специальное помещение. Эти агрегаты издают много шума, выделяют большое количество выхлопных газов, требуют постоянной заправки баков топливом.

Бесперебойник хорошо работает в системах отопления с газовыми котлами. Но большинство потребителей не знает, что твердотопливные котлы при перебоях с электроснабжением тоже могут выйти из строя. ИБП способны и их спасти от разрушения.

Вернуться к оглавлению

Разновидности ИБП

Схема подключения насоса теплого пола.

Источники бесперебойного питания существуют нескольких типов.

Линейный ИБП является представителем самой простой модели этих устройств. В нем нет стабилизатора напряжения. При отключении от электросети прибор самостоятельно подключается к питанию от аккумулятора.

Линейно-интерактивные ИБП оснащены простым стабилизатором напряжения. При подключении к аккумулятору на выходе образуется чистая синусоида, имеющая параметры 220В, 50 герц.

Бесперебойник двойного преобразования имеет систему стабилизации напряжения и возможность подключения к генератору.

Линейно-интерактивные приборы имеют меньшее внутреннее напряжение. Для их работы достаточно от 1 до 4 аккумуляторов. Такие системы самостоятельно осуществляют контроль уровня заряда аккумуляторов. При остаточной емкости 20% нагрузка от аккумуляторов отключается. В случае возникновения перебоев в электроснабжении приборы переводят питание на аккумуляторы. При возобновлении электроснабжения от магистральной сети все системы подключаются к ней.

Для обеспечения бесперебойной работы энергонезависимого котла подойдут маломощные инверторы CPS с индексами 2000 EI, 1500 PIE, 1000 EI, 1000 E, 600 E. Энергозависимый котел лучше комплектовать инверторами CPS с индексами 7500 PRO, 5000 PRO, 3500 PRO.

Вернуться к оглавлению

Выбор и применение ИБП

Схема подключения КИВ-1А с поверхностным центробежным насосом.

Отопительные системы в большинстве случаев используют в качестве топлива природный газ. Стабильная работа газового оборудования требует постоянного и стабильного электрического питания. При внезапном отключении электроэнергии система отопления отключается, теплоноситель остывает. Это может привести к выходу из строя всей системы отопления из-за лопнувших труб и радиаторов. Спасти ситуацию могут всевозможные устройства бесперебойного питания. Они гасят возможные скачки напряжения и на выходе выдают стабильный ток. Эти устройства выполняют функции стабилизатора и аккумулятора одновременно.

Проблему резервного питания автоматики и насоса отопительной системы можно решить несколькими способами. Самый недорогой заключается в простом приобретении аккумулятора, инвертора и зарядного устройства. Инвертор преобразует постоянное напряжение аккумулятора в переменное 220 В.

При выборе ИБП для системы отопления нужно заглянуть в инструкцию по применению. В данных о параметрах выходного напряжения должно значиться чистый синус. Устройства с другими обозначениями параметров (квазисинусоидальная форма, квази-синус, аппроксимированный синус) приводят к отказам автоматики управления, к перегреву и выходу из строя двигателя циркуляционного насоса, к отключению горелок системы отопления.

При отсутствии сетевого напряжения бесперебойник обеспечивает все энергозависимые элементы в системе отопления стабилизированным питанием. Для этого используется электроэнергия, запасенная аккумуляторными батареями.

Источники: http://teplowood.ru/besperebojniki-dlya-kotla-otopleniya.html, http://gyrator.ru/ups-sinus, http://1poteply.ru/otoplenie/besperebojnik-dlya-nasosa-otopleniya.html


Комментариев пока нет!

Поделитесь своим мнением



ИБП для котла Фабрикатока.