Непрекъсваемо захранване за отоплителен котел: принцип на работа + тънкости при избора на непрекъсваеми захранвания
Знаете ли усещането, когато останете без ток в най-неподходящия момент? Съгласете се, трудно е да се намери удобно време за излизане от мрежата. Много частни домове вече са оборудвани с автономни генератори в случай на продължителна загуба на електроенергия. Би било хубаво да има и захранване за котела, тъй като това оборудване има чувствителни компоненти. От последното зависи изправността и безопасността на котелната система.
Висококачественото непрекъсваемо захранване ще ви успокои: няма да се налага да се справяте с неразбираеми грешки, да чакате техници или да плащате за ремонт. От тази статия ще научите информация за работата на захранващите устройства, техните видове и критериите за безпогрешен избор на устройство при всякакви условия.
Непрекъсваемите захранващи устройства се появиха във връзка с необходимостта от защита срещу нестабилност на електрическите мрежи и прекъсвания на захранването. При различни обстоятелства е необходим определен тип непрекъсваемо захранване, но останалото може да бъде изоставено. Научете повече за това в нашата статия.
Съдържанието на статията:
Цел и принцип на работа на системите за непрекъсваемо захранване
В индивидуалните домове котлите често са единственото устройство за загряване на вода и отопление. Голямо неудобство създават проблеми в електрическите мрежи, обслужващи такива сгради.
В същото време котелните табла и контролните блокове, както и техните автоматични инсталации изискват висококачествено захранване.
Изглажда този проблем непрекъсваем източник на захранване (UPS, непрекъсваемо захранване, непрекъсваемо захранване) е просто устройство, което осигурява известно време на стабилен живот на батерията.
Устройството за резервно захранване се включва след повреди и аварии и захранва цялата система за управление на котела с електричество. UPS може да направи това за няколко десетки минути и дори повече от половин ден.
Основната цел на UPS е да захранва оборудването с мощност и напрежение в случай, че основната електрозахранваща мрежа спре да ги захранва. През зимата има особено много прекъсвания, понякога поради замръзване, понякога поради спестявания. Поради това UPS за бойлери ще бъде много подходящо в големи домакинства. Поради честите прекъсвания на електрозахранването в частния сектор, UPS устройствата стават все по-търсени.
Втората основна функция на UPS е защита срещу колебания и необичайни мрежови параметри. Ако има прекъсване на захранването или много параметри са се променили, UPS ще превключи на работа на батерия.
UPS често се използва с котли на твърдо гориво. Помпите на такива котли осигуряват движение и циркулация в радиаторите. Тъй като горивото продължава да гори след изключване на захранването, останалата течност в котела може да заври. Без да използвате непрекъсваемо захранване, тази ситуация ще завърши с повреда или пълна повреда на котела и дори е възможна експлозия.
Постоянна работа на твърдо гориво или газов котел, неговият панел за запалване и управление осигурява не само отопление или самото отопление на водата, но и предпазва от замръзване на охлаждащата течност в тръбите, което може да навреди на цялата отоплителна система.
В повечето съвременни модели котли циркулацията на охлаждащата течност се контролира електрически помпи. Термостатът контролира външната температура. Помпата започва да изпомпва охлаждаща течност веднага щом падне под допустимата граница. След това газовият вентил светва, горелката започва да работи, енергията от горенето запълва охлаждащата течност и вентилаторът се включва. Управлението на котела е налично в електронния блок през цялото това време.
Почти всички конструктивни елементи от този цикъл изискват висококачествена електроенергия с идеална форма на тока:
- помпа;
- газов клапан;
- вентилатор;
- електронният блок.
В някои приложения лошата форма на вълната на тока ще има критични последствия.
Непрекъсваемите източници на енергия имат различни принципи на работа и структура. UPS за котли обикновено има батерия (батерия, батерия) и превключва на аварийно захранване.
Видове резервни захранвания
Няма непрекъсваеми захранвания специално за котли на газ или твърдо гориво. Има само 3 вида UPS въз основа на начина им на работа и всички те представляват 3 различни ценови категории.
Отоплителните котелни системи се доставят със следните UPS:
- Офлайн (офлайн, архивиране).
- Линеен интерактивен.
- Онлайн (онлайн, двойно преобразуване).
Офлайн UPS - Това е група бюджетни устройства, които превключват захранването към батерията и не изравняват параметрите на напрежението.Те включват превключващи устройства и батерия. В режим на мрежово захранване помпата и блокът за управление на котела получават енергия директно от мрежата.
Резервното захранване се стартира чрез превключвателя. Офлайн - най-малко надежден и най-евтин. Офлайн UPS има същата форма на напрежение като електрическата мрежа и времето за преход към работа на батерия е доста дълго. Основното предупреждение е, че няма стабилизиране на мрежовото напрежение.
Линейно-интерактивни непрекъсваеми захранвания имат вградена стабилизатор. Благодарение на него устройството продължава да работи от мрежата дори при значителни колебания на напрежението и следователно е по-надеждно. Тези устройства не превключват към резервно захранване след малки пренапрежения на тока, като офлайн устройства. Линейно-интерактивните устройства имат 2 основни подкатегории: UPS с правилни и неравномерни синусоиди.
Характеристики на line-interactive:
- изходният сигнал може да бъде стъпаловиден или плавен;
- дълга работа;
- дълъг експлоатационен живот;
- дълъг транзитен период на работа без преминаване към батерия;
- изравняване на напрежението със стабилизатор.
Онлайн устройства имат коренно различна структура от офлайн и линейно интерактивни. Онлайн устройствата преобразуват променлив ток в постоянен ток и след това отново в променлив ток.
Батерията им се зарежда при намалено постоянно напрежение. Той е постоянно активен, не изисква превключване и веднага започва да работи, веднага щом мрежовото напрежение отпадне. Батерията също захранва котела, ако мрежовото напрежение е налично, но е твърде ниско.
Он-лайн параметри:
- изравняване на честота и напрежение;
- моментално включване на резервно захранване;
- Синусоидата на изхода е почти идеална.
Що се отнася до синусоидата, в онлайн устройствата тя е гладка, не стъпаловидна и няма забележими изкривявания. В същото време за много газови котли стабилността на честотата е фундаментално важна.
Онлайн моделите осигуряват 100% защита във всеки режим на работа. Това се отнася за безопасността на котела, неговите части и самото непрекъсваемо захранване, свързано с проблеми в електрическата мрежа. Защитата работи при всякакви смущения във всяка част на мрежата.
Устройството включва токоизправител, инвертор и Околовръстен път. Токоизправителят преобразува променливотоковия ток в постоянен, инверторът извършва обратното действие, а байпасът е резервна захранваща линия, която се използва, когато частите на UPS се повредят.
Онлайн моделите са безценни за критични или чувствителни натоварвания, каквито са много котелни системи. С ниска ефективност и експлоатационен живот, on-line UPS са най-мощните.
Структурно онлайн UPS устройствата могат да взаимодействат с батерията и генератора. Обикновено и с двата източника в един и същ модел. Он-лайн UPS има постоянно работещ инвертор, което е основната му характеристика. Всички мощни UPS системи вече се опитват да използват тази онлайн схема.
Сравнение на характеристиките на различни UPS за бойлер
Със стари настолни компютри се използваха резервни непрекъсваеми захранвания и те обикновено бяха достатъчни. В индустриалните и частните мрежи имаше и има нужда от по-мощни и сложни непрекъсваеми захранвания.Модерните котли и всички котли с помпи са слабо съвместими или несъвместими с офлайн UPS.
Почти всички офлайн непрекъсваеми захранвания имат умерена мощност. Ефективността на тези UPS при проблеми с електрозахранването достига до 60%.
Превключващото устройство на линейно-интерактивните UPS стабилизира напрежението и в този случай значителните отклонения на напрежението от нормата не трябва да водят до превключване към автономна работа. В допълнение, линейно интерактивните устройства поддържат два режима: за нестабилни параметри и пълна загуба на захранване.
Тези UPS работят с отклонения на входното напрежение до 20%. Изходното напрежение почти винаги е равно на нормата. Ефективността на line-interactive е по-висока от тази на on-line и off-line, а осигуреното ниво на защита достига 85%.
Он-лайн непрекъсваемото захранване осигурява висококачествен променлив ток на изхода. Изобщо няма време за превключване между батерията и мрежата. Онлайн UPS инверторът може да работи без мрежово захранване.
В допълнение към тези предимства има и недостатъци. Животът на батерията при работа онлайн обикновено е по-нисък, както и ефективността на цялото устройство. Цените на онлайн моделите са значително по-високи. On-line има значително ниво на шум и значително генериране на топлина.
Най-популярните са line-interactive. Имат стабилизатор, макар и не от най-точните. Ако мрежовото напрежение съответства на обхвата на непрекъсваемото захранване (например в рамките на 130 волта), последното ще стабилизира индикатора с точност от около 10%. Тази цифра се счита за приемлива в ежедневието.Превключването към работа на батерия ще се извършва винаги, когато стабилизаторът не може да изпълни тези 10%.
Line-interactive са по-близки по смисъл до офлайн устройствата - те също имат определен диапазон, в който устройството работи в нормален режим на захранване от мрежата, а не в резервен режим. Разликата е, че приемливият диапазон на напрежение за офлайн устройства е много по-тесен. При офлайн устройствата акцентът е върху защитата срещу внезапни прекъсвания на електрозахранването, а не върху токови удари.
Критерии за избор на непрекъсваемо захранване за котел
Общо има повече от 5 принципа за успешен избор на непрекъсваемо захранване. Като цяло трябва да се даде предпочитание на по-новите и по-модерни устройства. Имайте предвид особеностите на руските електрически мрежи - те са изключително нестабилни.
Обърнете внимание на основните характеристики:
- Мощност.
- Ток на зарядното устройство.
- Капацитет на батерията.
- Възможност за свързване на външни батерии.
- Продължителност на работа в автономен/авариен режим.
- Време за преход към батерия.
- Формата на изходния сигнал (напрежение), т.е. изходната синусоида.
- Наличието на нула.
Мощност. За двуконтурни котли, загрявайки много чешмяна вода, непрекъсваемото захранване или ще бъде безполезно, или ще поддържа работата за кратко време и само ако е много мощно. Ще трябва да вземете предвид броя на циркулационните помпи (колкото повече, толкова по-висока е необходимата мощност) и мощността на самия котел.
Не забравяйте, че UPS до 200 W са полезни за котлите с най-ниска мощност.Ако котелът работи на газ, той има мощност от приблизително 80 до 300 W и повече. Непрекъсваемото захранване трябва да бъде закупено с 25% по-мощно от котела. Обикновено мощността на UPS за бойлер е ограничена до 600 W.
Мощността на UPS се изчислява по формулата A=B/C×D, Където:
- A - мощност на батерията (W, ватове);
- B - мощност на котела (W, ватове);
- C е коефициентът на реактивно натоварване (0,7);
- D - 3-кратен резерв на стартов ток (3).
Резултатът ще бъде минималната необходима мощност на батерията, но към нея трябва да се добавят 30% в резерв.
Изчисленията трябва да включват и мощността на всички помпи, ако има такива в системата. Въведете този индикатор в числителя, като го добавите към мощността на котела.
Относно ток на зарядното устройство за батерии, тогава 1 A ще бъде достатъчен за работа на една батерия от 10 Ah. Батерия с капацитет 80-100 Ah може да се използва за ток 8 A. Ако направите грешка при избора на батерия, тогава както самата батерия, така и непрекъсваемото захранване ще издържат по-малко от очакваното.
Размерът на тока ограничава възможността за използване на капацитет, по-голям от определена стойност, така че трябва незабавно да изберете мощно зарядно устройство. Изборът на непрекъсваемо захранване въз основа на текущия параметър е същевременно избор въз основа на продължителността на автономна работа.
Следващият основен параметър е Капацитет на батерията. Въз основа на това са подходящи резервни устройства с възможност за свързване на външни батерии. Такива UPS работят много по-дълго в авариен режим, тоест след изключване от мрежата.Препоръчително е външните батерии да се зареждат напълно, тъй като ако не са презаредени напълно, животът на батерията ще бъде по-кратък.
Важен параметър е автономия. Максималният живот на батерията зависи от батерията или комплекта батерии. UPS с една вградена батерия понякога осигурява само 10-20 минути живот на батерията.
За да изчислите живота на батерията, трябва да умножите броя на вътрешните и външните батерии и капацитета на всяка. В идеалния случай трябва да закупите UPS за много батерии с връзка за външна батерия и след това да закупите самите батерии отделно. По този начин ще бъде възможно да се удължи живота на батерията до няколко часа, което също ще избегне пълното разреждане.
Трябва да се вземе предвид Захранване на UPS зарядно. Ограничава възможностите по отношение на офлайн режим. Някои онлайн UPS произвеждат повече от 20 A и това ви позволява да използвате устройства с 200-300 Ah.
Общият капацитет на батериите се увеличава поради паралелна връзка; серийната връзка сумира напрежението и това може да е необходимо за непрекъсваеми захранващи устройства, които не изискват 12 V DC връзка. Мощните UPS изискват по-високо напрежение на веригата за да работи устройството с високо качество.
Животът на батерията достига 10 часа или повече и много зависи от мощността на котела, тока на зарядното устройство и капацитета на батерията. Трябва да се вземе предвид периодичността на мрежови скокове и прекъсвания на захранването. В този случай обърнете внимание на качеството на защитната система срещу колебания в мрежата.
Еднократният живот на батерията се изчислява по формулата T = Q × U / W, Където:
- T—време (часове);
- Q—капацитет на батерията (Ah, амперчас);
- U е неговото напрежение (V, волта);
- W е общата мощност на натоварване (W, ватове).
Превключване на скорост към батерия показва колко бързо непрекъсваемото захранване ще премине към работа на батерия в случай на прекъсване на захранването. Онлайн устройствата преминават към „резерв“ моментално, други правят това със закъснение не по-малко от 0,002-0,015 секунди, а понякога и няколко секунди.
Форма на изходното напрежение. Сигналът, който излиза от непрекъсваемото захранване и влиза в котела, влияе върху работата му. Движението на електродвигателите на циркулационните помпи зависи от параметрите на електричеството. UPS с ниско и средно качество, когато работят на батерия и нестабилна електрическа мрежа, произвеждат ток под формата на меандър, т.е. под формата на неравномерна или модифицирана синусоида. Котелът ще работи неравномерно, което допълнително ще увеличи натоварването върху него и консумацията на електроенергия.
Формата на напрежението на изхода на UPS е от ключово значение. Може да изглежда като приблизителна синусоида или трапец. Такива параметри се понасят лошо от циркулационните помпи. Това ще бъде индикирано от вискозен шум и резка работа. Непрекъсваемото захранване за помпа трябва да бъде избрано с най-добри характеристики, в противен случай помпата ще се повреди с времето.
Двойно инвертиращите UPS не само осигуряват почти идеална синусоида, но също така имат ефективна система срещу пренапрежения в мрежата. Line-interactive са идеални за скъпи котли и оборудване, което често се поврежда.
За надеждни мрежи стабилизаторите са необходими в по-малка степен. С висококачествено мрежово напрежение и стабилна работа по време на редки прекъсвания, евтиното офлайн непрекъсваемо захранване се превръща в печеливша опция.
При чести скокове определено е необходим стабилизатор. Паспортът за непрекъсваеми захранвания със стабилизатори идеално споменава формата на напрежението. Не трябва да купувате UPS без такива данни.
През нула. Котлите могат да бъдат фазозависими или фазонезависими. За фазово зависими котли ще трябва да изберете UPS с проходна нула и под котела. Фазонезависимите могат да работят дори от компютърно непрекъсваемо захранване, ако произвежда чиста синусоида.
Всички характеристики трябва да бъдат важни, като се вземе предвид фактът, че имате котел на газ или твърдо гориво. Трябва да попитате на място дали е противопоказано да използвате конкретен UPS за газов котел.
Като се вземат предвид всички критерии, най-добрият вариант по отношение на съотношението цена-качество, надеждност, експлоатационен живот и живот на батерията са линейно интерактивните UPS устройства с правилната синусоида.
Монтаж и работа:
- Непрекъсваемите захранвания се инсталират в близост до отоплителната система, на места, където заобикалящите условия няма да повлияят на качеството на работа на UPS.
- Документацията показва оптималната температура и влажност - следвайте тези инструкции.
- Следете състоянието на помещението - не трябва да има експлозивни или запалими течности или изпарения на агресивни реактиви.
- Свържете непрекъсваемото захранване към котела с кабели с правилно напречно сечение.
- Заземете цялото оборудване.
Интересувайте се от възможностите на оборудването. Добрите устройства имат защита срещу пълно разреждане на батерията, прегряване, късо съединение и различни претоварвания. Вградените релейни стабилизатори осигуряват гладка синусоида при нестабилно напрежение.
Изводи и полезно видео по темата
Как да изберем UPS за котел, изчисляване на параметрите:
Преглед на непрекъсваемото захранване на Volter UPS-300 за котела, инструкции за неговата работа:
Взаимодействие между UPS и помпата на отоплителната система, проверка на непрекъсваемото захранване Powerman Smart:
Непрекъсваемите захранвания повишават безопасността на котлите. Не толкова отдавна почти никой не използваше UPS. Сега в много индивидуални домове и предприятия, където електричеството често се доставя с нискокачествено електричество, все по-често се използват непрекъсваеми захранвания. UPS устройствата могат да бъдат офлайн, линейно интерактивни и онлайн. Офлайн са бюджетен вариант и в много случаи са напълно достатъчни. Онлайн UPS намаляват до минимум вероятността от повреди. Линейната интерактивност е идеална в повечето случаи.
Пишете коментари и задавайте въпроси по темата на статията. Обменете информация с други читатели. Вашият опит може да бъде полезен. Разкажете ни как сте избрали или закупили непрекъсваемо захранване. Формата за контакт се намира под статията.
