Эффективные и функциональные котлы отопления – практически всегда энергозависимые. Внедрение электроники в автоматику и системы управления диктует свои требования к электропитанию нагревательных приборов.

ИБП котла отопления

В условиях частого отключения электроэнергии, скачков напряжения электроника котлов начинает барахлить, вызывая перебои в работе, или вовсе выходит из строя со всеми вытекающими неприятностями.

Электрические сети часто подводят в самый пик холодов, когда работа системы отопления так важна.

Выручат владельцев домов дополнительные устройства, обеспечивающие автономное снабжение электроэнергией – бесперебойники или ИБП.

Назначение ИБП

Котел для системы отопления – не обычная топка с теплообменником, а технически сложный агрегат, кроме топлива, потребляющий и электроэнергию. Циркуляционным насосам, к примеру, всегда требуется электрический ток.

Электроника котлов отопления нуждается хоть и в небольшом количестве электроэнергии, но с гарантированными параметрами по частоте и напряжению. Энергонезависимые системы потребляют больше топлива и не так удобны в использовании. Устанавливать электронику дополнительно слишком дорого или вовсе невозможно.

Отлично с этой задачей справляются генераторы с системами стабилизации напряжения. Но эти устройства не применяются в квартирах. Для таких случаев предусмотрен другой выход – бесперебойники.

Рассматриваются они только как резервные источники питания. При кратковременном отключения электричества ИБП поддержит питание электронной платы, автоматики и насоса.

Если отключения происходят часто и надолго, то одним ИБП не обойтись. Он не успеет заряжаться, да и число циклов у встроенных батарей невелико.

Потребуется один дополнительный аккумулятор или 2-3 штуки.

Схема подключения ИБП

Принцип работы и устройство

Работа основана на использовании аккумулятора. Энергия, поступающая из сети, накапливается во встроенной батарее и автоматически разряжается в локальную сеть после пропадания питания в основной. При этом время зарядки всегда дольше, чем автономной работы.

ИБП состоит из следующих компонентов:

• Преобразователь напряжения;
• Зарядное устройство;
• Блок питания с аккумулятором.

Прибор получает на входе 220 В, преобразует часть энергии в постоянный ток 12 В, который поступает на зарядное устройство, а часть сразу направляет на котел (некоторые элементы автоматики работают от тока напряжением 220 В), корректируя его параметры.

При пропадании входного тока ИБП начнет преобразовывать накопленное аккумулятором электричество 12 В в ток напряжением 220 В. На какое время сохранится работоспособность? Это зависит от емкости аккумуляторов и мощности электрической части котлов.

Виды ИБП

Выпускается три класса ИБП, отличающихся алгоритмом работы:

• Off-line. Это дешевые бесперебойники пассивного типа. С помощью фильтров обрабатывают входящий ток по напряжению и частоте, но в небольших пределах. Серьезные перепады приводят к переключению питания от аккумулятора, что быстро выводит его из строя.
• Line-interactive. Такой ИБП дороже первого, в нем предусмотрен стабилизатор напряжения, что избавляет от частых переходов на питание от аккумулятора. При этом синусоида выходного тока не совсем качественная, но существенно выше скорость переключения на резервное питание (4-10 мс).
• On-line. Этот тип ИБП самый дорогой. Отличается двойным преобразованием и нулевым временем перехода на питание от аккумулятора.

ИБП класса on-line

ИБП off-line класса устроены просто: сетевой фильтр плюс инвертор с батареей. Если параметры тока не выходят за заданные пределы, он пропускается через фильтр напрямую к котлу. Когда пределы превышены, происходит переключение на батарею.

При такой схеме работы не обеспечивается идеальная форма сигнала и номинальное напряжение.

Устройства бесперебойного питания класса on-line постоянно подключены. В них производится постоянное двойное преобразование и корректирование входного напряжения тока и частоты: сначала трехфазный ток 220 В трансформируется в постоянный 12 В, а затем обратно в переменный 220 В с частотой 50 Гц.

Такой алгоритм преобразования дает на выходе идеальные характеристики для работы котла отопления. Форма сигнала получается синусоидальная. Аккумуляторы в такой схеме работают в режиме ожидания, постоянно подзаряжаясь.

Сравнение типов ИБП

Бесперебойники нужны не только на случай отключения электричества. Для автоматики имеет значение бесперебойность подачи и качество электроэнергии. Забросы во время переключений и отклонения от требуемых параметров критически влияют на долговечность микропроцессоров, а их стоимость составляет 100 долларов и более.

Поэтому рекомендуется не экономить на ИБП и устанавливать модели on-line класса. Это актуально для котлов отопления любого типа, но в первую очередь, для газовых, отличающихся высоким уровнем автоматизации.

Если в домашнюю сеть включен газовый или дизельный генератор, то для выравнивания характерных для них скачков требуется мощный ИБП с двойным преобразованием.

ИБП line-interactive класса

Использование ИБП класса line-interactive и off-line имеет смысл тогда, когда в сети дома установлен общий мощный стабилизатор напряжения или дополнительный непосредственно перед котлом отопления. В таком случае напряжение будет корректироваться до входа в ИБП.

Первый тип преимущественно устанавливают на котлы отопления твердотопливного типа. ИБП класса line-interactive достаточно для защиты насоса от перепадов напряжения, влияющих на работоспособность.

Выбор ИБП

Как уже отмечено выше, тип ИБП – первое, на что обращают внимание при выборе.

Второе – бесперебойник должен иметь достаточную мощность и возможность подсоединения дополнительных внешних аккумуляторов. Емкость внутренних невелика – до 20 Ампер. Этого явно недостаточно. Автоматика современных котлов потребляет от 150 до 500 Вт. Величина зависит от числа насосов, являющихся самыми мощными потребителями. Получается, что на внутреннем аккумуляторе котел проработает 15-30 минут.

Чтобы нагреватель работал несколько часов подряд, потребуется несколько мощных АКБ. Желательно выбирать гелевые.

Выбор бесперебойника осуществляют с учетом типа нагревателя. Для стандартного энергозависимого котла отопления требуется ИБП с мощностью порядка 700 Вт. Для дизельных выбирайте мощнее, поскольку во время запуска им требуется больше энергии.

Котел отопления, работающий на твердом топливе, нуждается в меньшем количестве электроэнергии – только для питания насоса, а вот электрическому необходима высокая мощность.

Таблица расчета времени работы ИБП

Чтобы рассчитать требуемую мощность, сложите потребляемую мощность всех электрических устройств в системе отопления и увеличьте на 30%. Так выполняется расчет с учетом пиковых нагрузок во время запуска. Лучше брать с еще большим запасом. Если суммарная потребляемая котлом мощность составляет порядка 150 Вт, рекомендуется взять бесперебойник с мощностью 300 Вт. Если в котле два насоса, то подойдет устройство с мощностью 500 Вт.

Стоит отметить, что компьютерный ИБП не подойдет. Он выдает сигнал не той формы и не обеспечивает совпадения фаз.

На видео показана работа ИБП для котла газового:

Расчет времени автономной работы

В разных регионах отключения электричества длятся по-разному. Всем нам хочется, чтобы система отопления работала,не замечая их, поэтому, выбирают ИБП с учетом местных особенностей.

Для определения времени автономной работы от источника бесперебойного питания созданы таблицы, которые есть в интернете. Расчет выполняется с учетом потребляемой мощности, емкости и количества аккумуляторов.

Простейший метод расчета таков. Предположим, что газовый котел располагает мощностью 25 кВт. Обычно такая модель оснащена одним насосом. Примерная потребляемая мощность котла со всей электроникой составляет 100-150 Вт. Чтобы отопление функционировало полчаса, потребуется ИБП мощностью в 300 Вт. Для поддержания работоспособности на 10 часов понадобится внешний аккумулятор или несколько с суммарной емкостью 150 А/ч. Это два стандартных автомобильных, стоимость которых относительно невелика.