Как выбрать ИБП для насоса отопления

Как выбрать ИБП для насоса отопления

Важной частью процесса строительства частного дома является обустройство системы отопления. Жить в неотапливаемом коттедже в зимнее время невозможно. ИБП для циркуляционного насоса позволяет электронике работать непрерывно. Оборудование, снабженное дополнительным источником питания, функционирует даже при возникновении аварийных ситуаций.

Принцип действия и конструкция ИБП

Источник аварийного энергоснабжения, в зависимости от конструкции, может выполнять следующие функции:

• Автоматическое переключение на питание от аккумулятора;
• Преобразование постоянного напряжения 12В в переменное 220В;
• Фильтрацию сетевых помех;
• Стабилизацию сетевого напряжения.

Переход питания циркуляционного насоса на аккумулятор, инвертирование напряжения и фильтрацию от импульсных помех выполняют все ИБП, а стабилизацию осуществляют только устройства, оборудованные соответствующим блоком.

Отечественные ИБП. Большой ассортимент инверторных источников бесперебойного питания для котлов и насосов отопления представлен отечественной компанией «Энергия», положительные отзывы о продукции которой вы можете без труда найти на просторах интернета. Ознакомиться с продукцией компании вы можете на сайте официального представителя Энергия.ру.

В системах электроснабжения могут использоваться следующие модели аварийных источников питания:

• Резервные ИБП;
• Линейно-интерактивные;
• ИБП с двойным инвертированием.

Резервные

Аварийные источники в нормальных условиях обеспечивают электропитание потребителя непосредственно от сети, а при её отключении осуществляют автоматический переход на аккумулятор. Постоянное напряжение с аккумулятора сначала поступает на преобразователь напряжения, где оно становится переменным и повышается до 220 вольт. Сетевое напряжение не стабилизируется, а чтобы блокировать сетевые импульсные помехи, в устройстве используется пассивный фильтр.

Линейно-интерактивные

Линейно-интерактивный блок резервного питания имеет одно существенное отличие. В нём для выравнивания напряжения сети используется простой стабилизатор. Он выполнен по схеме с использованием автотрансформатора, где при изменении напряжения на входе электронный коммутатор подключает соответствующие обмотки. Схема стабилизации позволяет получить на выходе напряжение лишь немного отличающееся от номинального. Преобразователь напряжения и фильтр в этом устройстве так же имеются.

Инверторные

Источник питания с использованием двойного инвертирования представляет собой конструкцию принципиально отличающуюся от двух предыдущих. В этом устройстве сетевое напряжение выпрямляется, при этом часть энергии запасается в батарее конденсаторов. Во втором инверторе происходит вторичное преобразование постоянного тока в переменный ток.

Конденсаторы выполняют двойную функцию. Если напряжение слишком велико, то в них хранятся её излишки, а в случае снижения напряжения, нехватка восполняется накопленной энергией.

Всем процессом преобразования управляет микроконтроллер с кварцевым генератором, что обеспечивает высокую точность не только напряжения, но и частоты. Каждый бесперебойник для циркуляционного насоса отопления содержит в своей конструкции зарядное устройство для подзарядки аккумуляторной батареи.

Отечественные ИБП. Большой ассортимент инверторных источников бесперебойного питания для котлов и насосов отопления представлен отечественной компанией «Энергия», положительные отзывы о продукции которой вы можете без труда найти на просторах интернета. Ознакомиться с продукцией компании вы можете на сайте официального представителя Энергия.ру.

Что представляет собой бесперебойник

Бесперебойник – это электронный прибор, обеспечивающий бесперебойное питание для насоса отопления. Для этого в нем присутствует аккумулятор, накапливающий электроэнергию от сети. При отключении сетевого питания бесперебойник (UPS) почти мгновенно переключается на работу от аккумулятора (или от нескольких аккумуляторов). Состоит этот прибор из нескольких основных узлов:

Обратите внимание, что далеко не каждый бесперебойник является стабилизатором – это отдельная опция, ее на борту может и не быть.

• Аккумулятор – накапливает электроэнергию, а во время отключения электросети отдает ее в нагрузку;
• Преобразователь напряжения – преобразует постоянный ток с напряжением 12 Вольт в переменный ток с напряжением 220 Вольт;
• Фильтр – отфильтровывает импульсные помехи в бесперебойниках с импульсными преобразователями;
• Стабилизатор – обеспечивает стабилизацию выходного напряжения в пределах допустимой погрешности.

Также во всех UPS предусмотрены схемы контроля заряда.

Бесперебойник своими руками

Велик соблазн «сочинить» своими руками ИБП из старенькой компьютерной ю-пи-эс-ки, но надо помнить, что она работает максимум минут 15 (новые современные могут и 40, но мы не о них). Для специалиста задача самостоятельного изготовления бесперебойника не стоит выеденного яйца: он берет аккумулятор, зарядное, инвертор и строит прибор. Неспециалистам заниматься самодеятельностью не советуем. А вот резервное питание своими руками — всегда пожалуйста: покупаете генератор и подключаете согласно схеме. Источник резервного питания и источник бесперебойного питания — разные вещи.

Видео: ИБП своими руками

Экстремальный ролик — руководство по самостоятельному изготовлению ИБП. Экстрим не в том, что экспериментировали на лампе накаливания (многие циркуляционные насосы потребляют даже меньше, чем лампочка Ильича), а в том, что столько усилий потрачено ради небольшой (на наш взгляд, призрачной — два дня чего-то стоят) экономии. Впрочем, показанный насос и не такое (проблемы с синусом и проч.) стерпит.

Для тех, кому ролик ясен (и не вызывает отторжения ортодоксальностью), несколько советов:

1. Как основу нужно использовать оснащенный меандром инвертор.
2. Для чистоты синусоиды необходим фильтр.
3. Импульсный преобразователь преобразует меандр в чистую синусоиду.
4. Автомобильные аккумуляторы использовать не стоит.
5. Минимум 100 А/ч — емкость аккумуляторов для ИБП (несмотря на 70 а/ч в ролике).
6. Для увеличения времени работы ИБП подключают несколько батарей.
7. Последовательное соединение аккумуляторов увеличит напряжение, но не емкость.
8. Параллельное соединение батарей увеличит емкость, но не напряжение.
9. Аккумуляторы не располагают вплотную друг к другу.
10. Температуры влияют на работу любого аккумулятора — как высокие, так и низкие снижают работоспособность устройств и их рабочий ресурс.
11. ИБП — не панацея: в случае частых длительных отключений подачи энергии, следуют купить генератор/автономную электростанцию.
12. Бесперебойник для циркуляционного насоса отопления необязателен.

Если вы не знаете, что такое меандр, чистый синус, параллельное и последовательное соединение, какие температуры высокие, а какие низкие, выбросьте из головы и советы, и руководство. Электротехника — это то (хотя бы базовые знания), что должно быть близко знакомо желающему сделать ИБП для насоса отопления своими руками. Вполне возможно, что самодельный циркуляционный насос будет очень рад такому же бесперебойнику, но экспериментировать с дорогой техникой все же не рекомендуем. Приобретайте хорошее оборудование, обращайтесь к специалистам — вы серьезно сэкономите как минимум на ремонте.

Преимущества бесперебойников для питания циркуляционных насосов

Нетрудно представить, к каким неприятным последствиям приведет замерзание воды в системе зимой. Одна только замена лопнувших труб и радиаторов обойдется владельцам в «копеечку».

Вывести из строя котельную электронику способны параметрические сбои в электросети. Это падение напряжения до 160–170 В (в однофазных агрегатах) в период пиковых нагрузок энергопотребления, скачки амплитуды и девиации переменного тока частотой 50 Гц.

Конструкция ИБП или UPS (Uninterruptible Power Supply) представляет собой устройство с аккумуляторной батареей и преобразователем типа DC – AC (постоянный ток → переменный ток). Процессом инвертирования бесперебойника управляет микроконтроллер с кварцевым генератором.

От других альтернативных источников ИБП отличает:

• компактность устройств, что позволяет производить изделия в настольном/напольном исполнении;
• простота подключения и эксплуатации, бесшумность работы всей модельной линейки бесперебойников;
• относительная дешевизна большинства товарных позиций;
• базовая защита электродвигателя и электроники автономной системы ГВС;
• отсутствие расходов на техническое обслуживание в процессе использования;
• продолжительный срок эксплуатации (с подзарядкой батарей): от 3–5 лет и более;
• минимальная временная пауза или отсутствие таковой при переключении «резервное питание ↔ сеть»;
• практически синусоидальная форма выходного напряжения с минимальными искажениями;
• возможность изменения частоты и напряжения на подключаемой нагрузке.

Алгоритм выбора источника аварийного питания для насоса

1. По документации на насос смотрим его максимальный режим потребления. Даже если он сейчас установлен не на самом высоком уровне, совсем не факт, что его не придется установить на максимум в будущем.
   Например, Grundfos UPS 25-40 180 может использоваться в 3-х режимах: 25, 35 и 45 Вт. Для определения необходимой мощности ИБП используем 45 Вт.
2. Учитываем пусковые токи насоса, т.е. увеличение мощности в момент включения. При условии, что в системе используется не один насос, максимальную мощность системы надо считать как сумму пусковых мощностей всех используемых насосов. Например, про уже упомянутый циркуляционный насос Grundfos UPS 25-40 180 известно, что он принадлежит к B классу энергоэффективности. Соответственно, в момент включения он потребует 45 Вт * 5 = 225 Вт.
3. Учитываем запас по мощности в 15-20 %. Т.е. искомая предварительная цифра: 225 Вт * 1,2 = 270 Вт.
4. Из имеющегося ряда подходящих ИБП выбираем тот, мощность которого максимально близка к полученной цифре, но не меньше ее.
   В нашем случае подойдет бесперебойник с мощностью 300 Вт. Понимаем, что «повесить» на него что-то еще из электроприборов уже не получится.
5. Далее необходимо выбрать внешние аккумуляторы, исходя из номинальной мощности насоса и требуемого времени автономии (в связи с краткостью пусковых режимов, их мощность не учитывается). Если известна периодичность работы насоса, например, он работает 40 минут в час и этого достаточно для поддержания комфортного тепла в доме, можем учесть и это обстоятельство. Только нужно не забыть, что такой учет возможен для самой низкой возможной температуры в вашей местности. Учесть этот фактор мы сможем пересчетом времени автономной номинальной мощности с коэффициентом 2/3 (40/60 минут).

Разные модели ИБП одинаковой мощности имеют каждый свое количество аккумуляторов в батарейном комплекте, поэтому приходится, если вариантов несколько, просчитывать каждый из них отдельно. Проще всего подбор батарейного комплекта сделать при помощи консультанта, но примерно можно сориентироваться и самостоятельно по таблицам автономии, приведенным в описании каждого ИБП у нас на сайте.

Как выбрать

При выборе ИБП для насоса отопительной системы нужно учитывать массу нюансов, которые повлияют на итоговую стоимость прибора. В данном случае берётся во внимание:

• Количество фаз. На рынке можно приобрести однофазные и трёхфазные модели, но в быту применяется только первый вид. Трёхфазные ИБП предназначены для промышленных нужд;
• Немаловажным параметром считается мощность устройства, которая рассчитывается по суммарной мощности подключённых потребителей. В данном случае учитывается стартовая нагрузка оборудования, ведь она будет большей от рабочего напряжения. Эту характеристику можно узнать из паспорта насоса, значение нагрузки идёт под названием «стартовый ток».

Если пренебречь этим простым правилом, то после резкого скачка или понижения напряжения насос будет работать от батареи аккумуляторов, что быстро выведет из строя ИБП. Желательно приобретать оборудование с несколькими полезными функциями.

Например, холодный старт позволяет включать насос даже при отсутствии электроэнергии в сети. На приборе должны находиться индикаторы, указывающие на степень зарядки батареи. Уменьшение ёмкости АКБ до критической точки должно сопровождаться специальным звуковым сигналом.

Бесперебойник для отопления Cyber Power CPS600E

Кроме всех перечисленных нюансов необходимо обращать особое внимание на мощность насоса. Если вы установили слабый бесперебойник, то встроенного аккумулятора может не хватить для длительной бесперебойной работы системы. По мнению экспертов, лучше всего покупать устройство с внешним подсоединением АКБ, что даст возможность выбирать необходимую ёмкость резервного источника питания насоса.

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

• 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.

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.

Об устройстве теплого пола и затратах электроэнергии на отопление читайте тут.

Можно ли заменить ИБП на компьютерный бесперебойник или использовать автомобильный аккумулятор?

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.

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.

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.

Выбор и определение мощности

При подборе оборудования требуется обратить внимание на следующие характеристики:

• Мощность. Значение вычисляют по формуле Р/Cos ϕ, где первый показатель – тепловое напряжение, а второй – параметр, указанный в документации к прибору.
• Емкость аккумулятора.
• Максимальный срок автономного функционирования.
• Подсоединение внешних источников и накопителей энергии.
• Степень точности выходного напряжения.
• Скорость переключения на резервный источник.
• Степень искажений.

В продаже можно найти большое количество моделей бесперебойников, которые могут применяться в автономной системе отопления. Наиболее популярными являются устройства марок Скат, АРС, Sven, Blazer, Teplocom, ECM и ряда других производителей.

При покупке желательно отдать предпочтение оборудованию известных брендов, поскольку оно гарантированно прослужит несколько лет, защищая систему от аварийных ситуаций. Цена ИБП зависит от конструкции устройства, материалов производства, степени точности преобразования и других факторов.