Источник бесперебойного питания для котла отопления: как выбрать, принцип работы, рейтинг лучших ИБП

В систему отопления входят работающие от электрической сети:

• Циркуляционный насос.
• Управляющий блок котлов.

• Розжиг.
• Принудительная вентиляция.

Многие владельцы частных домов в последнее время стали устанавливать в них обогревательные котлы, управляемые на расстоянии. При отключении электроэнергии все эти приборы отключаются. Отапливаемое помещение начинает быстро охлаждаться. Причиной отключения котлов и выхода их из строя часто становится перепад напряжения сети.

Виды современных ИБП

Автоматика и блоки управления газового оборудования требуют высококачественного электричества, поэтому к выбору блока аварийного питания нужно подходить очень ответственно. Бесперебойник для газового котла имеет в своём составе аккумуляторную батарею и систему переключения на аварийное питание.

При отключении или большом изменении параметров основного напряжения осуществляется мгновенный переход на питание от аккумулятора. Блоки энергоснабжения, обеспечивающие функционирование оборудования от аккумулятора, могут иметь разную конструкцию и принцип действия.

Обычно для отопительных систем применяются следующие блоки питания:

• Резервные источники (Off-line);
• Линейно-интерактивные (Line-Interactive);
• ИБП двойного преобразования (On-line).

Резервные ИБП (Off-line)

Резервные питающие устройства представляют собой большую группу недорогих приборов, которые обеспечивают только переход на аккумуляторную батарею без выравнивания параметров сетевого напряжения. Они состоят из выпрямителя, преобразователя, аккумулятора и устройства переключения. В безаварийном режиме электронный блок управления отопительного оборудования и насос получают питание от сети напрямую. При отключении основного питания коммутатор подключает запасное питание через инвертор-преобразователь.

ИБП такой конструкции отличается невысокими эксплуатационными параметрами:

• Нет стабилизации сетевого напряжения;
• Большое время переключения;
• Форма напряжения соответствует сети.

Эта группа устройств отличается низкой стоимостью, но наименее надёжна.

Линейно-интерактивные

Линейно-интерактивный источник бесперебойного питания для котла отопления отличается от резервного ИБП наличием встроенного стабилизатора. Если в системе питания Off-line переход на аккумулятор осуществляется даже при малых скачках напряжения на входе, то интерактивный источник за счёт стабилизатора может работать при достаточно больших колебаниях напряжения, поэтому его надёжность выше.

Основные параметры:

• Напряжение сети выравнивается стабилизатором;
• Большое время перехода на резерв;
• Продолжительный период работы;
• Форма выходного сигнала может быть ступенчатой.

Источники питания двойного преобразования (On-line)

Источник аварийного питания с системой двойного преобразования (On-line) имеет принципиальные конструктивные отличия от двух предыдущих устройств.

В этом приборе осуществляется преобразование переменного тока в постоянный и вторичное преобразование постоянного в переменный ток. При этом пониженное постоянное напряжение заряжает аккумуляторную батарею, которая подключена к входу второго инвертора. В случае пропадания сетевого напряжения, не требуется время на подключение аккумулятора, поскольку он постоянно находится на линии (On-line).

Характеристики этого устройства намного выше параметров резервного и линейно-интерактивного ИБП.

Основные характеристики:

• Практически идеальная синусоида на выходе;
• Мгновенное включение резерва;
• Стабилизация напряжения и частоты;
• Высокая стоимость.

ИБП двойного преобразования единственное устройство, которое выдаёт чистую синусоиду вместо аппроксимированной (ступенчатой) кривой и поддерживает стабильную частоту. Для некоторых электронных устройств (например, газовый котел) это может быть очень важно.

Рейтинг ИБП для газовых котлов: какой фирмы лучше

Различные модели этих фирм обладают своими преимуществами и недостатками, раскрытые в нижеприведенном рейтинге (в порядке возрастания), созданном с целью определить лучшее устройство бесперебойного питания для газового котла в каждом конкретном случае.

Ippon Smart Power Pro 1000

Интерактивный однофазный бесперебойник с выходной мощностью 1 тыс. VA обладает защитными механизмами от перегрузок, высоковольтных импульсов и фильтрацией помех, автоматическим предохранителем.

Батарея сменная, заряжается в течение 4 часов.

Устройство в функциональном плане способно к холодному старту, оснащено световыми индикаторами и звуковой сигнализацией. Максимально поглощаемая энергия импульса — до 320 Дж, напряжение на входе — от 165 до 275 В.

Некоторые пользователи жалуются на проблемы с модулем заряда аккумулятора устройства. После 1,5–3 лет работы устройство начинает хуже заряжаться. Решается эта проблема легко, путём разбора корпуса при помощи крестовой отвёртки и разведением в сторону деталей конденсатора и транзистора.

Цена на Яндекс. Маркет — от 7390 рублей.

Ippon Back Comfo Pro 600

Однофазный интерактивный Ippon Back Comfo Pro 600 рассчитан на полчаса работы в режиме половинной нагрузки.

Переключается на батарею в течение 6 мс, обладает выходной мощностью 600 VA с максимальной поглощаемой энергией импульса до 320 Дж.

Оснащён светодиодными индикаторами, звуковой сигнализацией, заряжается в течение 8 часов, имеет сменные аккумуляторы.

Защищён от перегрузок, высоковольтных импульсов, короткого замыкания, обладает автоматическим предохранителем.

Цена на Яндекс. Маркет — от 3974 рублей.

«Бесперебойник» и автомобильный аккумулятор

Использовать свинцово-кислотные батареи от легкового авто в паре с ИБП крайне нежелательно. Но многие домовладельцы все равно это делают, главный аргумент – более низкая цена источника питания. Почему нельзя эксплуатировать бесперебойный блок с автомобильным аккумулятором:

1. Батареи для автомобилей являются стартерными, их задача – выдать большой пусковой ток, потом снова зарядиться до максимума. Для ИБП нужны тяговые аккумуляторы, сделанные по технологии GEL либо AGM.
2. Автомобильная батарея боится глубокого разряда, случится 2–3 таких цикла и ее емкость значительно уменьшится.
3. В процессе зарядки кислотный аккумулятор выделяет в помещение вредные газы и водород. В определенных условиях он может взорваться – это общеизвестный факт.
4. Из свинцово-кислотного аккумулятора будет быстро выкипать электролит, придется постоянно следить за уровнем и доливать дистиллированную воду, проверять плотность и так далее.
5. Срок службы специализированных гелевых батарей составляет 6–10 лет, автомобильный не «проживет» и половины указанного срока.

Отсюда вывод: не эксплуатируйте ИБП для газового котла с аккумулятором от авто, разве что в крайнем случае, как временный источник питания. Лучше приобрести специализированные тяговые батареи и не беспокоиться.

Некоторые тонкости

Конкретно для газовых котлов бесперебойники не выпускает никто Просто производится множество моделей, которые отличаются характеристиками — временем переключения, формой выходного напряжения, током заряда батарей аккумулятора. На эти параметры следует при выборе бесперебойника обратить самое пристальное внимание:

• Время переключения на «автономку» должно быть «0». Если тот показатель от нуля отличается, значит, перед вами линейно-интерактивный бесперебойник для газового котла, непригодный для работы с точной электроникой;
• Форма напряжения на выходе должна быть синусоидальной (в зависимости от перевода, в технической документации может быть указан «синус» или «чистый синус»). Если производитель написал «квази-синус» или «аппроксимированная синусоида» — перед вами ИБП, предназначенный для защиты компьютерной техники, телевизоров или пожарной сигнализации. Для защиты котла он не подойдет;
• Ток заряда аккумулятора – в паспорте должно быть указано «4, 6, 8,10 А». Если таких данных в документации нет – значит в автономном режиме модель проработает от 5 до 15 минут.

Немаловажен при выборе ИБП еще один момент: наличие сервисного центра в вашем регионе. В противном случае в случае поломки ИБП его придется куда-то отсылать, потом долго ждать его возвращения. А в это время ваш котел будет лишен защиты.

Особенности ИБП для газовых котлов и отличия

Итак, чем отличаются ИБП для газовых котлов от всего остального резервного оборудования. Для начала немного общих цифр.

Самыми распространенными источниками бесперебойного питания сейчас являются так называемые «компьютерные». Они пригодны для питания импульсных блоков современной компьютерной техники и выдают на выходе аппроксимацию синусоиды – этакий «полуступенчатый» сигнал.

Такой сигнал вполне подходит для импульсников, но совсем не подходит для питания любых электродвигателей. В современной системе отопления все построено на циркуляционных насосах. В лучевых системах отопления таких насосов от 2-4 штук на дом. А про систему с естественной циркуляцией думает все меньше людей.

А потому про ИБП для котла, не поддерживающий на выходе чистый синус, как про источник резервного питания, можно забыть.

Далее следуют простые off-line ИБП, которые выдают на выходе чистый синус и переключаются на питание от АКБ в случае отключения электроэнергии. Такие источники бесперебойного питания вполне подходят для питания твердотопливных котлов или дизельных котлов.

Важной характеристикой для таких ИБП является возможность подключения и зарядки внешней аккумуляторной батареи большой емкости – от 100 до 1000 А*ч.

Однако время их переключения с сети 220 вольт на питание от аккумулятора составляет обычно 4мс, что хватает различному котловому оборудованию, но бывает критично для газовых котлов.

В момент переключения автоматика котла остается без питания. И какой бы малой ни была эта цифра в 4мс, для некоторых моделей газовых котлов этого достаточно. Автоматика котла «мигает», после чего газовый котел переходит в режим «ошибки» и не может запуститься самостоятельно.

Немного исправляет ситуацию функция «холодный старт» у off-line ИБП, которая позволяет запускать котел от источника резервного питания. Те бесперебойники, что не имеют такой функции, могут котел любого типа от АКБ не запустить.

Как правильно выбрать прибор?

Выбрать подходящее устройство для отопительной системы – трудоемкий процесс. На рынке представлены сотни моделей с разнообразными параметрами как от лучших производителей, так и от малоизвестных фирм.

Поэтому, чтобы не ошибиться, следует сначала обратить внимание на такие критерии, как:

• Время работы от аккумуляторной батареи. Здесь необходимо посмотреть на емкость;
• Мощность. Следует отдать предпочтение устройствам, где активная мощность в 2 раза выше линейной;
• Какая получается синусоида на выходе. Отличный вариант – когда на выходе человек имеет чистую синусоиду;
• Рабочий диапазон напряжения. Этот параметр наиболее востребован для газовых котлов, которые расположены за чертой города и лучше отдать предпочтение моделям со встроенным стабилизатором;
• Присутствует ли возможность установки запасной батареи.

Как выбрать ИБП для котла?

Тип ИБП

При выборе типа ИБП для автономной системы отопления следует учитывать два момента. Во-первых, для длительной работы с циркуляционными насосами принципиально непригодны модели с меандром или аппроксимированной синусоидой на выходе, т.е. резервные и недорогие линейно-интерактивные бесперебойники. Их выбор может быть оправдан лишь в случае систем отопления гравитационного типа (включая отсутствие встроенных моторизованных агрегатов подачи теплоносителя в самих котлах). Во-вторых, многие котлы фазозависимы, и они просто не желают включаться без наличия в электрической сети «правильной» нейтрали (а большинство Smart UPS при переходе на батарею отсекает соответствующую внешнюю цепь и формирует выходное напряжение неподходящим образом). Технически, эта проблема решаема, но лучше обойтись без дополнительных элементов в схеме питания.

Таким образом, из трех типов источников бесперебойного питания для обеспечения автономной работы газового котла и сопутствующего насосного хозяйства (а также коммутационного с электроприводом) пригодны лишь продвинутые линейно-интерактивные и On-Line модели.

Линейно-интерактивные ИБП имеет смысл выбирать, если в системе резервирования нет и не планируется в будущем установка генератора. Как правило, такие бесперебойники достаточно чувствительны к изменению частоты напряжения на входе, и даже небольшие отклонения от номинала они воспринимают как аварийную ситуацию (с переходом на батарейное питание). Если с параметрами электрической сети все в порядке и возможны лишь ее случайные отключения, имеет смысл обратить внимание на простые преобразователи постоянного напряжения в переменное. Кстати, под ИБП для газовых котлов многие специалисты как раз и подразумевают совокупность инвертора со встроенным зарядником и внешней аккумуляторной батареи. Кроме того, среднестатистический инвертор более терпим к нестабильности частоты входного напряжения, чем типичный интерактивный UPS и, как правило, оптимизирован для сценариев с продолжительным резервированием.

Во всех остальных случаях рекомендуем ориентироваться на бесперебойники с двойным преобразованием напряжения.

Выходная мощность

После того, как вы определились с типом будущего ИБП для котла, нужно посчитать, какую совокупную мощность потребляет оборудование, нуждающееся в защите. Чрезмерный запас здесь излишен, но стоит «заложиться» на вероятность форс-мажора. Скажем, на одновременный пуск всех подключенных насосов.

В подобных расчетах большую роль играет энергоэффективность таких потребителей. Если в паспорте на моторизованное устройство указан любой класс, кроме ‘A’, номинальную мощность умножают на 5. В противном случае — на 1,3. Наконец, выходную мощность источников бесперебойного питания принято указывать в вольт-амперах. Чтобы перейти к привычным ваттам, соответствующий показатель ИБП делят на коэффициент 1,4.

Продолжительность автономной работы

Задача обеспечения бесперебойного функционирования отопительной системы изначально предполагает высокую автономность (время резервирования). Автономность достигается за счет подключения внешних аккумуляторов требуемой емкости. Важными здесь являются следующие моменты:

Во-первых, это величина зарядного тока, которую может обеспечить ИБП. В идеальном случае, она должна быть регулируемой в широких пределах, иначе батареи малой емкости будут заряжаться излишне быстро, а большой — слишком медленно. Еще лучше, если контроллер бесперебойника будет способен на трехступенчатую зарядку, а возможности настройки ИБП позволят задавать величину тока и напряжение накопления/поддержания. Как минимум, с таким UPS вы не будете привязаны к единственной линейке аккумуляторов (их производителю).

Во-вторых, чем мощнее ИБП, тем емче у него должен быть батарейный кабинет (чтобы обеспечить должную автономность). По разным причинам, его часто организовывают, соединяя аккумуляторы последовательно по 2-3-4 банки. А постольку абсолютно одинаковых вещей в природе не существует, то рано или поздно происходит разбалансировка такого накопителя энергии и ускоренная деградация его отдельных элементов. Опять же, эта проблема решаема с помощью дополнительных приспособлений, а наш совет для неготовых к ритуальным пляскам — ориентируйтесь на модели ИБП с единственным внешним аккумулятором / минимальным их количеством и, по возможности, выбирайте батареи из одной партии.

Свой рейтинг источников бесперебойного питания для котлов мы постарались составить максимально представительно из моделей, активно обсуждаемых на специализированных форумах, и получивших высокую оценку владельцев или профильных специалистов.

Емкость АКБ и время автономной работы

Выбирая ИБП, следует проверить, имеется ли в конкретной модели возможность для присоединения дополнительных аккумуляторов. Если условия эксплуатации изменятся, можно будет просто докупить и подключить необходимое количество АКБ, а не заменять весь бесперебойник. Обычно встроенные аккумуляторы рассчитаны на 20 А/часов. Этого объема не всегда достаточно.

Также необходимо следить за соотношением тока зарядного устройства и емкости аккумулятора. Соотношение этих показателей должно составлять 1:10. Это означает, что для ЗУ с пятиамперным зарядом понадобится аккумуляторная батарея емкостью 50 А/часов.

Для определения времени автономной работы газового котла можно воспользоваться следующей таблицей:

По этой таблице можно определить приблизительное время непрерывной работы газового котла и другого оборудования в зависимости от нагрузки и емкости АКБ

Этих данных вполне достаточно для бытовых расчетов. Если нужны более точные показатели, следует воспользоваться специальными таблицами или заказать расчеты у инженера-электрика. Представленные выше сведения позволяют определить время работы оборудования в зависимости от его мощности и емкости батареи с погрешностью около 30 минут. Обычно 25-ваттый газовый котел снабжен только одним встроенным циркуляционным насосом. Учитывая мощность электронного блока управления, такая модель может потреблять 90-150 Вт электроэнергии. Мощность ИБП для такого котла должна составлять около 300 Вт.

Согласно приведенной таблице аккумулятор емкостью 150 А/ч может обеспечить автономным электропитанием небольшой котел в течение примерно 10 часов. Это достаточно мощный аккумулятор, но если такой длительный период работы котла не актуален, имеет смысл выбрать батарею поменьше.