Как выбрать ИБП для отопительного котла
12.06.2016
На рынке представлены отопительные котлы разного вида: газовые, твердотопливные, электрические и т.д. Для своей автоматики они требуют непрерывного электропитания. Перепады напряжения могут привести к ошибкам в работе и даже входу из строя дорогостоящего оборудования. Некоторые производители отказывают в гарантийном ремонте поломок по причине некачественного электропитания.
Специалисты рекомендуют подключать котлы к электросети с использованием систем на основе стабилизатора или ИБП. Важно учесть, стабилизаторы защищают только от перепадов напряжения, но не решают проблемы отключения электричества. Для полной защиты автоматики отопительных систем используют источники бесперебойного питания (ИБП).
Критерии выбора ИБП для котлов
Время переключение на аккумуляторы. Данное значение должно быть равно нулю или стремиться к нему. При отключении электричества при переходе на аккумулятор ИБП может возникнуть провал в напряжении. Мизерную задержку в 4-10мс, высокоточная электроника котла может расценить как ошибку питания и потребовать ручного перезапуска.
Форма выходного сигнала должна быть чистой синусоидой. Для работы автоматики это не критично, но обмотка циркуляционный насоса при резком фронте пол волны синусоиды (при модифицированном синусе) начинает сильно нагреваться. Это приводит к перегреву и сокращению срока службы насоса.
Ток заряда аккумуляторных батарей (АКБ). Основная особенность источников бесперебойного питания для котлов – возможность подключения к ним аккумуляторов большой емкости (40-400Ач). Для зарядки таких батарей требуются зарядно-выпрямительные устройства мощностью от 4А до 20А.
Для запитки АКБ требуется ток не менее 5% от емкости подключенной батареи. Меньший ток не будет вызывать требуемых для зарядки аккумуляторов химических реакций. Зарядные устройства выше 20А предназначены для автомобильных аккумуляторов, которые не боятся закипания. В компьютерных ИБП мощность выпрямителя составляет всего 1А, чего не достаточно для зарядки больших емкостей. Производители АКБ рекомендуют брать зарядные устройства с током 10% от емкости с трехступенчатым алгоритмом зарядки, что позволит батареям прослужить намного дольше.
Требуемая мощность. Источникам бесперебойного питания для отопительных котлов большая мощность не требуется. Время резервирования обеспечивается за счет аккумуляторных батарей. Минимальная выходная мощность должна превышать суммарную мощность нагрузки на 30%. Т.е. для отопительной системы с одним котлом и одним циркуляционным насосом общей мощностью 200Вт необходим ИБП мощностью не менее 260Вт.
Для защиты отопительного котла, можно порекомендовать ИБП, предназначенные для питания серверов. Они рассчитаны на длительную работу и поддерживают батареи повышенной емкости. Лучше всего подойдут ИБП с онлайн топологией, т.е. с двойным преобразованием. Принцип действия таких источников состоит в преобразовании входящего переменного напряжения в постоянное, а потом обратно в переменное. При такой топологии напряжение на выходе имеет регулируемые параметры. В онлайн ИБП, в отличии от других типов, время переключения на АКБ равно нулю.
Выбор аккумуляторов для ИБП
После выбора ИБП следует подобрать к нему аккумуляторы. При определении емкости батарей следует решить, на какое время вы хотите резервировать питание. Можно установить ИБП как с минимальным временем работы, например, для обеспечения питания до выхода дизель генератора в рабочий режим, так и ИБП, который сможет поддерживать работоспособность отопительного котла в течение нескольких часов или даже дней.
Для расчета существует формула:
где: С – емкость батареи, Ач
T – время резервирования, ч
Р – мощность подключенного к ИБП оборудования
V – напряжения АКБ, В
n - КПД ИБП
r – поправочный коэффициент на емкость аккумулятора (см. график)
Время резервирования мы задаем сами, мощность указана в документации к котлу и насосу (наши 200Вт), напряжение аккумуляторов и КПД можно посмотреть в документах на ИБП. Обычно это 12В и 0,9. Еще требуется учесть, данная формула верна для длительной работы ИБП (более 20 часов). При малом времени работы аккумулятор отдает только часть емкости. Поэтому следует использовать поправочные коэффициенты (r) исходя из графика (график можно посмотреть в документации к конкретному АКБ).
Из графика видно, при работе, например, 4 часа используется только 70% емкости батареи, что требуется учитывать при подсчете.
В нашем случае результат вычислений будет следующим:
Внимание! Не стоит использовать АКБ от автомобилей которые при зарядке выделяют водород. Такие аккумуляторы запрещены к использованию внутри жилых помещений. Стоит выбрать аккумуляторы промышленного типа, например AGM, но лучше отдать предпочтение тем, которые рекомендует производитель ИБП.
При выборе места размещения источника бесперебойного питания следует учесть шумоизоляцию. Инвертору, входящему в конструкцию ИБП требуется охлаждение. Уровень шума систем охлаждения примерно 45-50дБ, поэтому при выборе места установки следует учитывать данный показатель.