Источник бесперебойного питания для циркуляционного насоса отопления

Содержание

Преимущества бесперебойников

Прогрессивная котельная для частного жилища — довольно сложная в техническом плане инженерная конструкция. Кроме подачи газа для работы котлов необходима и подача электричества для работы насосов. Именно они отвечают за циркуляцию охлаждающей жидкости по системе отопления.

На случай отключения электроэнергии в прогрессивных системах отопления предусмотрена автоматическая остановка котла отопления. Аварийная остановка котла вызовет и немедленное прекращение работы циркуляционных насосов. Вся отопительная система перестает работать.

отопительная система

При кратковременном отключении электричества на некоторое время понизится уровень комфорта в доме. Как только электроснабжение восстановится, всё пойдет по-прежнему — в доме будет тепло и уютно.

А если аварийная ситуация продлится надолго?

котел

Понятно, что последствия от остановки отопительного оборудования в зимний период, мягко говоря, неприятны.

Если разморозить всю систему отопления, практически неизбежна замена разводящей сети по дому и радиаторов отопления. Нужен ремонт. Естественно всё это будет весьма недешево.

Мало того.

В разных системах отопления циркулирование воды осуществляется по-разному:

  1. Принудительно (вода в системе прокачивается насосом).
  2. Естественная циркуляция.

Если жидкость в системе перестанет циркулировать, она может просто закипеть и привести к взрыву.

взрыв

Чтобы этого не произошло желательно обзавестись системой резервного электропитания.

Схема

Может показаться, что снабдить свой котел резервным источником электричества достаточно просто. Кажется чего проще — у многих в доме есть компьютерный бесперебойник. Добавь к ним аккумулятор от автомобиля и дублирующий источник питания своими руками готов. Но не всё так просто.

Начнем с обязательного комплекта бесперебойного электроснабжения:

  • сам UPS для циркуляционных насосов;
  • комплект мощных аккумуляторов;
  • комплект разнокалиберных проводов и кабелей.

комплект бесперебойного электроснабжения

Набор может быть дополнен бензогенератором электричества.

Но бензогенератор нуждается в регуляторе напряжения и по умолчанию не является надежным источником энергии — он может надолго поломаться и произойдет это в самый нежелательный момент.

Поэтому для начала давайте рассмотрим, какие вообще бывают ИБП.

Время работы

Продолжительность работы источника бесперебойного питания будет зависеть от мощности циркуляционного насоса, но это не основная составляющая. Здесь также нужно учесть количество включённых к прибору аккумуляторов, ёмкость каждого из них. При длительных перебоях электроснабжения рекомендовано выбирать ИБП, работающий по принципу long time. В подобных приборах существует возможность внешнего подключения батарей.

Виды

Прежде чем выбрать источник бесперебойного питания для насоса системы отопления, разберемся в типах этих устройств. Всего их три:

  • резервный (Off-Line или Standby);
  • линейно-интерактивный (Line-Interactive);
  • с двойным преобразованием (On-Line).

Рассмотрим принцип работы каждого из них.

Резервные

Приборы этого типа представляют собой аккумуляторную батарею, зарядное устройство, инвертор (преобразователь) и систему контроля.

Блок-схема

Пока в сети есть напряжение, нагрузка подключена к ней. Одновременно от этой же сети происходит зарядка АКБ (если это необходимо) и поддержание ее в заряженном состоянии. Как только напряжение в сети пропадет или превысит максимальное критическое значение (опция), система контроля запустит инвертор и переключит нагрузку на питание от него. При появлении напряжения в штатной сети схема вернется в исходное положение.

Недостатки такого построения схемы очевидны:

  1. На переключение с одного источника на другой необходимо время, а значит, в момент переключения в питании нагрузки произойдет импульсный провал. При этом длительность провала зависит от быстродействия узла контроля, времени выхода преобразователя на рабочий режим и может достигать больших значений. По сути, это не бесперебойник, а источник резервного питания.
  2. Если напряжение в сети «гуляет», но не выходит за предельно допустимые значения, необходимые для срабатывания системы контроля, то оно будет «гулять» и на нагрузке, сильно влияя на производительность циркуляционного насоса.

Что касается преимуществ, то тут их немного:

  • простота конструкции;
  • хорошая ремонтопригодность;
  • невысокая цена.

Линейные интерактивные

Приборы этого типа имеют тот же состав, но оснащены узлом стабилизации напряжения.

Принцип работы его тот же, что и у резервного, но сетевое напряжение стабилизируется на заданном уровне. Как только стабилизатор перестанет справляться со своей задачей (напряжение в сети слишком низкое или высокое), узел контроля переключит нагрузку на питание от батареи.

Такая конструкция несколько сложнее и дороже предыдущей, но зато теперь циркуляционный насос работает в штатном режиме даже при значительных колебаниях напряжения в сети. Единственный недостаток линейно-интерактивного типа приборов – довольно большое время переключения с одного источника питания на другой.

Двойного преобразования

Принцип работы ИБП этого типа в корне отличается от схемы работы двух предыдущих.

Блок-схема ИБП с двойным преобразованием

Блок-схема ИБП с двойным преобразованием

Как видно из схемы, прибор не имеет узла контроля, но оснащен мощным понижающим инвертором, преобразующим сетевое напряжение в постоянное, необходимое для зарядки аккумуляторной батареи. Напряжение с этого инвертора заряжает АКБ и одновременно по той же линии питает повышающий инвертор, к которому подключен циркуляционный насос.

Как только напряжение на выходе понижающего преобразователя станет ниже напряжения на клеммах батареи, последняя начнет подпитывать повышающий преобразователь, обеспечивая работу нагрузки. Вполне очевидно, что при таком построении схемы переключение с основного на резервный источник будет, по сути, безобрывным – никаких провалов и скачков. Некритично такое устройство и к нестабильности сети. То есть это идеальный источник бесперебойного питания, но и он имеет свои недостатки:

  1. Относительно высокая стоимость.
  2. КПД ниже, чему у двух предыдущих типов.
  3. Система принудительной вентиляции (для мощных ИБП) издает шум.

Линейно-интерактивные (line interactivе)

Подобные приборы изготавливают в связке с коммутатором типа off-line и регулятором напряжения, который работает в автоматическом режиме. Главным достоинством этого источника бесперебойного питания считается способность обеспечения нормальной работы циркуляционного насоса при повышении или понижении напряжения в электросети. Минусом рассматриваемого ИБП является определённый промежуток времени для переключения на аккумулятор при перебоях в электроснабжении.

Линейно-интерактивный бесперебойник для насоса отопления - один из вариантов для обеспечения безопасности системы отопления
Линейно-интерактивный бесперебойник для отопления — один из вариантов для обеспечения безопасности системы отопления

Эффективность таких приборов занимает промежуточную позицию между простыми и дешёвыми ИБП типа off-line и дорогими качественными приборами с двукратным преобразованием напряжения on-line. На практике линейно-интерактивные источники бесперебойного питания используются для беспрерывной работы настольных компьютеров и мониторов, циркуляционных насосов и других устройств.

По методу получения напряжения на выходе из батареи такие приборы делят на два основных вида:

  • Вырабатывание напряжения по чистой синусоиде. Такие установки часто используются в качестве альтернативного варианта двойного преобразования напряжения;
  • Получение напряжения по аппроксимированной синусоиде. Подобные ИБП эксплуатируются в паре с персональным компьютером.

Четыре оптимальных комплекта ИБП для насосов

Оптимальными, мы подобрали в первую очередь по надежности и соотношению тока заряда с емкостью АКБ. Не все ИБП имеют право работать с индуктивной нагрузкой, (насосы, компресоры, электроприводы, кондиционеры) — Hiden — это ИБП с чистым синусом. Кроме этого он имеет встроенный стабилизатор напряжения. Аккумуляторы Leoch — это средний класс, свои 5-7 лет в тяжелых температурных условиях они работают.

ИБП для маломощных насосов и групп суммарной мощностью до 200 Вт

  • комплект ибп Hiden HPS20-0312N+75ah

Расчет емкости аккумулятора

Приведем порядок точного расчета времени автономии к примеру для насоса. исходные данные: паспортная электрическая потребляемая мощность 60 ватт, и необходимо обеспечить бесперебойное питание от ИБП на срок 12 часов. Согласно формуле расчета емкости аккумуляторов 60 Вт умножаем на 12 часов, делем на 8.65 = 83 а/час. Округляем до 100 Это суммарная емкость АКБ. Варианты аккумуляторов в таблице ниже. Это не все варианты аккумуляторных батарей, которые есть у нас на складе или доступны к заказу. Если Вы перейдете в раздел АКБ, установите нужный диапазон емкости, то сможете подобрать и другие варианты по цене и качеству.

Читайте также:  Расширительный бак, клапан, манометр для системы отопления, их подбор

Более мощные ИБП для насосов и насосных групп котлов.

Модели ИБП мощностью 350-2000 Вт

Hiden Control HPS20-0612N (600 Вт)

Предлагаемые AGM аккумуляторы для работы с ИБП для насосов

Leoch DJM 1275H

Критерии выбора резервного источника питания

Резервные источники питания, предназначенные для работы с насосами системы отопления должны выбираться по нескольким характеристикам:

  • Мощность;
  • Ёмкость аккумуляторной батареи;
  • Время допустимой автономной работы;
  • Возможность использования внешних батарей;
  • Разброс входного напряжения;
  • Точность напряжения на выходе;
  • Время перехода на резерв;
  • Искажения напряжения на выходе. besperebojnik-dlya-nasosa

Выбирать ИБП для циркуляционного насоса следует по нескольким основным параметрам, определяющим из которых является мощность.

Определение требуемой мощности ИБП

Электродвигатель, являющийся составной частью насоса системы отопления, представляет собой реактивную нагрузку индуктивного типа. Исходя из этого следует рассчитывать мощность ИБП для котла и насоса. В технической документации на насос может быть указана мощность в ваттах, например, 90 W (Вт). В ваттах обычно указывается тепловая мощность. Чтобы узнать полную мощность требуется значение тепловой мощности разделить на Cos ϕ, который так же может быть указан в документации.

Например, мощность насоса (Р) равна 90W, а Cos ϕ 0,6. Полная мощность вычисляется по формуле:

Р/Cos ϕ

Отсюда полная мощность ИБП для нормальной работы насоса должна быть равна 90/0,6=150Вт. Но это ещё не окончательный результат. В момент запуска электродвигателя, его потребляемый ток возрастает примерно в три раза. Поэтому реактивную мощность следует умножить на три.

В итоге мощность ИБП для циркуляционного насоса отопления будет равна:

P/Cos ϕ*3

В приведенном примере мощность блока питания будет равна 450 ватт. Если косинус фи в документации не указан, тепловую мощность в ваттах следует разделить на коэффициент 0,7.

Емкость батарей

Ёмкость аккумуляторной батареи определяет время, в течение которого насос системы отопления будет работать при отсутствии сети. Встроенные в ИБП аккумуляторы обычно имеют небольшую ёмкость, определяемую, прежде всего, размерами устройства.  Если источник резервного питания будет работать в условиях частых и длительных перебоев в электроснабжении, следует выбирать модели допускающие возможность подключения дополнительных внешних аккумуляторов.

Очень познавательный ролик о личном опыте человека, который столкнулся с приобретением инвертора для котла и насоса отопления, смотрите:

Входное напряжение

Стандарт сетевого напряжения 220 вольт предполагает допустимые отклонения ± 10%, то есть от 198 до 242 вольт. Это означает, что все устройства, используемые на территории Российской Федерации должны корректно работать в этих пределах. На самом деле в различных регионах, а особенно в сельской местности, отклонения и скачки напряжения могут значительно превышать эти величины. Перед приобретением ИБП для насоса отопления очень полезно будет выполнить замеры напряжения сети неоднократно, в течение суток. В паспорте на источник резервного питания указываются допустимые пределы напряжения на входе, при которых устройство обеспечивает напряжение на выходе близкое к номиналу.

Напряжение на выходе и его форма

Если параметры напряжения на выходе бесперебойника укладываются в допустимые 10 процентов, то для питания насоса системы отопления это устройство вполне подойдёт. Время, которое требуется плате управления, чтобы переключиться на питание от аккумулятора обычно не превышает десятков микросекунд. Для электродвигателя этот параметр не критичен.

Очень важным параметром ИБП, необходимым для корректной работы насоса системы отопления, является форма выходного сигнала. Электродвигатель насоса требует гладкой синусоиды, которую из всех моделей источников резервного питания может обеспечить только устройство двойного преобразования или on-line ИБП. Кроме идеальной синусоиды на выходе, данный источник так же выдаёт точную величину напряжения и частоты.

forma-toka-ibp

При установке ИБП для насоса отопления следует руководствоваться некоторыми правилами:

  • Температура в помещении должна соответствовать величинам, указанным в документации;
  • В помещении не должно быть паров едких реагентов и горючих жидкостей;
  • Контур заземления должен быть выполнен в соответствии с правилами эксплуатации электроустановок.

Как сделать бесперебойник для насоса отопления своими руками

Многие люди, склонные к экономии денежных средств, привыкли делать все самостоятельно. Это похвально, так как указывает на наличие мозгов и прямых рук. Для изготовления ИБП для циркуляционного насоса отопления своими руками потребуются дополнительные знания в области электротехники – нужно собрать преобразователь (он же контроллер заряда). Если же соответствующих знаний нет, то лучше за это не браться.

Схема

В качестве ознакомительного примера представляем принципиальную электрическую схему бесперебойника для насоса отопления на отечественных радиодеталях.

Обзор подходящих моделей

Ниже в виде таблицы представлены наиболее востребованные и качественные модели.

Название и описание, отзывыТипМощностьФорма сигналаКоличество выходных разъёмов и их типВходное напряжение
TEPLOCOM-1000
Уникальный агрегат, который имеет достаточно большие пусковые токи.
Отлично пригодится для подпитки насосных станций, котлов.
К отличительным качествам можно отнести правильную синусоиду тока,
а также высокую точность стабилизации выходного напряжения.
Согласно отзывам покупателей, устройство обладает несколькими
положительными качествами,
среди которых можно отметить простоту подключения
и длительное резервное питание.
Из отрицательных качеств можно отметить высокий уровень шума.
Двойной преобразователь Способен выдавать 1000 ВА/700 Вт Имеет форму синусоиды 1 разъём, тип СЕЕ 7 160-300 В
TEPLOCOM-300
Неплохой бюджетный бесперебойник, который обеспечит отличное питание насоса отопления. Обеспечивает защиту от перепадов напряжения в сети. Быстрый переход между типами питания.
Отзывы могут сообщить нам о следующем:

  • Агрегат обладает крайне прочным металлическим корпусом;
  • Качество тока на высоком уровне.

Из минусов стоит отметить немного завышенную цену.

Резервный 300 ВА/270 Вт Форма —  синусоида 1 разъём, тип СЕЕ 7 От 185 до 245 В
Powerman Online Plus 1000
В данном агрегате имеется технология преобразования энергии. За счет этого достигается широкий диапазон напряжений, который обеспечивает долгий срок работы.
Согласно отзывам, очень прост в управлении. Отлично переносит транспортировку и служит достаточно долго. Из минусов можно выделить то, что встроенный аккумулятор со временем теряет качество.
С двойным преобразованием 1000 ВА/800 Вт Синусоида 2 разъёма, тип СЕЕ 7 От 110 до 300 В
БАСТИОН TEPLOCOM-250+
TEPLOCOM-250 может использоваться для питания газовых настенных котлов отопления. Изделие способно обеспечить оборудование качественным током и при этом защищает его от различных системных перепадов. Выдает достаточно чистый синус.
Отзывы:

  • Отлично переносит скачки в электросети.
  • Компактный, выдает отличную синусоиду.
  • Из минусов можно выделить отсутствие индикации параметров.
Резервный 250 ВА/200 Вт Синусоида 1 разъём, тип СЕЕ 7 185-245 В
Powercom INFINITY INF-500
Отлично подойдет для питания нескольких насосов на случай отключения электричества. Для подключения потребителей в конструкции предусмотрены две розетки. Переключение между режимами работы составляет 4 мс.
Отзывы:

  • Из положительных качеств можно отметить возможность подсоединения аккумулятора на 200 А.
  • Недостатков не имеет.
Интерактивный 500 ВА/300 Вт Синусоида 1 разъём, тип СЕЕ 7 150 — 275 В

Классификация ИБП

Есть определенные различия в разных ИБП в зависимости от требуемых данных и особенностей компоновки. Они разделяются на три ключевых разновидности:

  • резервные бесперебойники;
  • линейно-интерактивные;
  • UPS с двойным инвертированием.

Резервные

Резервные ИБП

Питание в обычном режиме котла совершается от сети. В случае катастрофического отключения автоматика сама переводит на электропитание от аккумуляторов. Но есть одно непременное условие — конвертировать постоянное напряжение в переменное и повысить его до 220 вольт.

В девайсах такого уровня напряжение не уравновешивается, но по максимуму может использовать пассивный сетевой фильтр от колебаний напряжения.

Плюсы:

  • Обладают приличным КПД;
  • Минимальное тепловыделение и шумность;
  • Относительно недорогие.

Минусы:

  • На переподключение уходит много времени;
  • На выходе вполне вероятно получить напряжение в искаженной форме;
  • Невозможно откорректировать амплитуду и частоту.

Резервныей ИБП

Линейно-интерактивные

Здесь в схему включен простой стабилизатор. Он применяется для выравнивания напряжения. По сути это обычный автотрансформатор с электронным коммутатором. Если включить в схему ИБП такой стабилизатор — получим параметры выходного напряжения абсолютно не отличающиеся от номинального. Также такие устройства дополнены преобразователем напряжения, а также обязательным сетевым фильтром.

Плюсы:

  • Обладают высоким КПД;
  • Минимальный уровень шума;
  • Стабильное напряжение.

Минусы:

  • На переподключение уходит много времени;
  • Недостаточная точность;
  • Трапецевидная форма напряжения;
  • Может встречаться смещение по частоте.

Линейно-интерактивный ИБП

UPS с двойным инвертированием

Бесперебойник для насоса отопления с двойственным преобразованием в корне различается от предыдущих схем. Благодаря этой технологии появляется ряд преимуществ, которые отсутствуют у других резервных систем.

Здесь сетевое напряжение уже на входе выпрямляется и разделяется на два потока:

  • Часть уходит на батарею конденсаторов;
  • Часть преобразовывается из постоянного в переменный ток.

Конденсаторы двойного назначения:

  1. При высоком напряжении сохраняются излишки. Схема 1
  2. Если напряжение падает, выдает сохраненную энергию. Схема 2

Весь процесс автоматизирован за счет применения микроконтроллера с кварцевым генератором. Так удается выровнять с высокой точностью, как напряжение, так и частоту.

Такие ИБП способны работать не только для снабжения электричеством в автономном режиме, но служат средством повышения качества электроэнергии, от которого зависит работа самых ответственных систем энергообеспечения.

Схема 3

У ибп для насоса отопления с двойным инвертированием есть свои несомненные преимущества перед другими подобными системами.

Плюсы:

  • Функционируют в широчайшем спектре сетевого напряжения;
  • Очень достоверная корректность стабилизации;
  • Мгновенное переключение в автономный режим;
  • Правильная соразмерность частоты;
  • Не имеет помех на выходе;
  • Максимальный уровень защиты;
  • Безупречная конфигурация напряжения.

Минусы:

  • Дороговат по сравнению с прочими ИБП;
  • Не самый большой КПД;
  • Работающие вентиляторы создают посторонний шум.

бесперебойники

В идеале все бесперебойники должны работать с сохранением синусоидального типа сигнала на выходе. Исключительно устройства, сделанные по программе двойного преобразования, выдают четкую синусоиду.

Другие ИБП могут выдавать сигнал по форме в корне отличающийся от чистой синусоиды. Электромотор насоса будет работать и с такой синусоидой, но недолго. В конце концов, это приведёт к плохим результатам и потребуется полная замена двигателя.

Достоинство ИБП над такими источниками дополнительного питания как мини-электростанции или генераторы, как раз в том и состоит, что они способны при аварийных отключениях света переключиться на резервный режим практически мгновенно, за 3–11 миллисекунд.

бесперебойниках с двойным преобразованием

А в бесперебойниках с двойным преобразованием задержек с переключением не бывает вообще, что благоприятно сказывается на работе системы автоматики и не прекращает работу насоса, подающего воду в систему отопления.

На заметку! Циркуляционные насосы котельного оборудования очень взыскательны к форме рабочего напряжения. Предпочтительнее ИБП с чистой по форме синусоидой.

Если вы выбираете ибп для циркуляционного насоса отопления, рекомендуется внимательно изучить паспорт изделия. Как правило, там указан коэффициент искажений тока по синусоиде. Он не должен выходить за пределы 8 %.

С таким UPS работа насоса будет практически бесшумной, кроме того срок службы самого электродвигателя насоса можно существенно продлить.

Рейтинг лучших моделей

А теперь взглянем на наиболее покупаемые модели ИБП для циркуляционных насосов и котлов отопления. Рейтинг приборов составлен по популярности.

Место Внешний вид Бренд/модель Тип Мощность, Вт ном./макс. Диапазон входных напряжений, В Емкость батареи, А/ч Особенности Цена, руб.
1 Как выбрать источник бесперебойного питания для циркуляционного насоса отопления ИБП Энергия ПН-500 45/75AhКупить линейный интерактивный 300 / 500 145 … 265 45, 60 или 75 (опция) “холодный старт”, зарядный ток 8 А, принудительная вентиляция только при активной работе 14 500
2 Как выбрать источник бесперебойного питания для циркуляционного насоса отопления Hiden HPS20-0312+45ahКупить линейный интерактивный 300/400 140 … 275 45 “холодный старт”, зарядный ток 8 А 13 000
3 Как выбрать источник бесперебойного питания для циркуляционного насоса отопления Штиль +18ahКупить с двойным преобразованием 350/420 90 … 300 2 х 18 (встроенные) режим “ЭКО” (линейный интерактивный), зарядный ток 3 А, компактная настенная конструкция 25 600
4 Как выбрать источник бесперебойного питания для циркуляционного насоса отопления East Home 300w +30ahКупить линейный интерактивный 250 / 300 настраиваемый 30 настенная конструкция, настройка диапазона входного напряжения, зарядный ток 1 А 14 700
5 Как выбрать источник бесперебойного питания для циркуляционного насоса отопления Stark Country 1000 LI +100ahКупить линейный интерактивный 450 / 600 140 … 290 100 “холодный старт”, зарядный ток 10 А, принудительная вентиляция только при активной работе 25 200
6 Как выбрать источник бесперебойного питания для циркуляционного насоса отопления CyberPower SMP550EI+38ahКупить резервный (Off-Line); 200 / 300
  • режим 1 – 100 … 280;
  • режим 2 – 190 …260.
38 зарядный ток 3 А, бесшумная работа 13 908

Какие параметры нужно учесть при выборе ИБП для котла

Какими характеристиками обладают современные ИБП для циркуляционных насосов и на что следует обратить внимание?

Форма и частота выходного сигнала. Очень многие бытовые устройства оснащены импульсными блоками питания (тот же ПК или современный телевизор), а потому некритичны к частоте и форме питающего напряжения. Они отлично себя чувствуют при питании так называемой «аппроксимированной синусоидой», когда эта самая синусоида больше похожа на ступеньки лестницы. Двигатель циркуляционного насоса такое питание не потерпит – ему нужна чистая синусоида частотой 50 Гц. Таким образом, для насоса выбираем только ИБП с чистой синусоидой на выходе.

синусоида

Мощность. Этот параметр зависит от потребляемой мощности циркуляционного насоса или группы насосов, которые ИБП будет питать. Выбирая источник по этому критерию, нужно делать запас мощности для учета пусковых токов двигателя. Об этом мы поговорим чуть позже.

Стабильность выходного напряжения. От этого параметра будет зависеть качество работы, производительность и долговечность самого насоса. Чем стабильность хуже, тем хуже себя будет чувствовать насос.

Время переключения на резерв. Для циркуляционного насоса параметр не особо критичный. Если даже время переключения будет составлять секунды (что просто нереально много для любого типа ИБП), то кратковременная остановка и повторный пуск насоса не доставят никаких проблем.

Время автономной работы без подзарядки. Зависит от мощности циркуляционного насоса и емкости аккумуляторной батареи, идущей в комплекте.

Многие ИБП для циркуляционных насосов и котлов имеют клеммы для подключения внешних аккумуляторов. Такая архитектура удобна своей гибкостью – при покупке мы сможем укомплектовать свой ИБП батареей нужной емкости.

Примеры расчетов перед покупкой

А теперь попробуем рассчитать мощность и время автономной работы от ИБП циркуляционного насоса. В качестве примера возьмем насос, потребляющий 45 Вт. Какой ИБП выбрать? С учетом запаса мощности 20-30% теоретически подойдет прибор на 60 Вт. Но это не совсем так. Точнее, совсем не так. В момент включения любой электродвигатель потребляет повышенный, так называемый пусковой ток.

Для бытовых циркуляционных насосов это значение не особо велико, но может превышать номинальный ток втрое, а значит, и потребляемая мощность в момент пуска (обычно 2-3 секунды) увеличится втрое. Считаем:

 45 х 3 + 30% = 175 Вт

И снова не совсем верно, хотя и в этом случае все будет работать как часы. Дело в том, что в характеристиках всех ИБП для циркуляционных насосов указывается номинальная и максимальная (пиковая) мощность. Для прибора «ФОРТ Т300 – 300/600Вт» эти значения соответствуют 300 и 600 Вт соответственно. Так вот при расчете пусковой нагрузки нужно ориентироваться именно на максимальную мощность ИБП, а номинальная должна быть просто на 20-30% выше мощности насоса. Делаем расчет все для того же 45-ваттного циркуляционного насоса:

  1. Максимальная мощность ИБП не менее: 45 х 3 + 30% = 175 Вт.
  2. Номинальная мощность ИБП не менее: 45 +30% = 58 Вт.

Таким образом, для питания такого слабенького насоса достаточно 60-ваттного ИБП, выдерживающего пиковую мощность в 180 Вт. Вопрос только в том, найдем ли мы такой прибор? ИБП мощностью ниже 200-300 ватт – настоящая редкость.

Важно. Многие модели циркулярных насосов могут работать в нескольких режимах мощности. При расчете потребления энергии таким насосом необходимо использовать максимальные значения – ведь всегда может понадобиться включить циркуляцию системы отопления на полную.

циркуляционный насос

Осталось подобрать комплект, который обеспечит бесперебойное питание насоса без подзарядки в течение необходимого нам времени. Как было сказано выше, это время напрямую зависит от мощности насоса и емкости аккумуляторной батареи. Мощность насоса фиксированная, значит, нужно подобрать аккумулятор требуемой емкости. Измеряется последняя в ампер-часах.

батарея 60 А-ч

Аккумуляторная батарея емкостью 60 А-ч

Какой емкости аккумулятор нужно выбрать, чтобы наш сорокапятиваттный насос проработал, скажем, сутки? Для простого расчета воспользуемся следующей формулой (пусковые токи можно не учитывать):

Е = P* T/ U,

где Е — емкость аккумулятора в ампер-часах, Р — мощность насоса в ваттах, T – необходимое время работы в часах, U — напряжение аккумулятора в вольтах.

45 * 24 / 12 = 90 А-ч

Данная формула дает очень приблизительный и заниженный результат, поскольку в ней не учитываются:

  • KPD (коэффициент полезного действия инвертора) – 0,7-0,8;
  • KRA (коэффициент разряда аккумуляторов) – 0,7-0,9;
  • KDE (коэффициент доступной емкости) – 0,7-1,0.

Значение коэффициентов найти довольно сложно, они не являются постоянными величинами и зависят от скорости разряда (мощности нагрузки), температуры окружающей среды, «возраста», типа и состояния аккумулятора, скорости и периодичности зарядки АКБ. Для упрощения расчета можно принять значения всех коэффициентов равными среднему значению 0.5. В этом случае формула будет иметь вид:

E = (P * T / U) / 0.5

Подставляем наши значения и получаем результат:

(45 * 24 / 12) / 0.5 = 180 А-ч

Мнение экспертаАлексей БартошСпециалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники. Задать вопрос Выбирая аккумуляторную батарею для бесперебойника, необходимо отдавать предпочтение батареям AGM и GEL. Источники питания с жидким электролитом в ИБП быстро деградируют (теряют электрическую емкость) из-за расслоения электролита, когда из-за отсутствия качки и при небольших токах заряда кислота оказывается внизу аккумулятора, а вода – вверху.

Преимущества и недостатки различных типов ИБП

Идеального источника аварийного питания не существует, и каждая модель обладает своими достоинствами.

У резервного источника они следующие:

  • Высокий КПД;
  • Малый уровень шума и тепловыделения;
  • Самая низкая стоимость.

Недостатки резервного источника питания:

  • Большое время переключения;
  • Искажённая форма напряжения на выходе;
  • Отсутствует возможность коррекции амплитуды и частоты.

Параметры линейно-интерактивного источника несколько лучше:

  • Высокий КПД;
  • Отсутствие шумов;
  • Стабилизация напряжения с использованием автотрансформатора.

Минусы:

  • Длительное время переключения;
  • Низкая точность;
  • Форма напряжения приближена к трапеции;
  • У низкобюджетных моделей наблюдается отклонение по частоте.

Предлагаем вам посмотреть хороший видеоролик о видах и критериях выбора ИБП для котлов отопления и циркуляционных насосов:

Инверторные ИБП. Система аварийного электропитания с двойным инвертированием обладает целым рядом несомненных достоинств, которые ставят эту конструкцию на лидирующее место.

Плюсы:

  • Работа в широком диапазоне сетевого напряжения;
  • Высокая точность стабилизации;
  • Отсутствие времени на переключение;
  • Точное соответствие частоты;
  • Отсутствие любых помех на выходе;
  • Идеальная форма напряжения.

Минусы:

  • Высокая стоимость;
  • Постоянный шум от вентилятора.

Бесперебойник для насоса отопления должен обладать одним очень важным параметром – это синусоидальная форма сигнала на выходе. Если сигнал имеет форму меандра, трапеции или ступенчатой синусоиды, электродвигатель насоса будет работать в тяжёлом режиме, что в конечном итоге приведёт к необратимым последствиям и замене двигателя. Чёткую синусоиду выдаёт источник, выполненный по схеме с двойным преобразованием. В некоторых случаях можно использовать ИБП резервного типа. Это допустимо, когда напряжение питания отключается крайне редко и практически постоянно насос системы отопления работает от сети.

Критерии выбора ИБП для насоса

При выборе источника аварийного питания следует руководствоваться определёнными техническими характеристиками:

  • Мощность блока питания;
  • Ёмкость аккумуляторной батареи;
  • Время работы в автономном режиме;
  • Возможность установки дополнительных аккумуляторов;
  • Наличие или отсутствие искажений выходного сигнала;
  • Время переключения на резерв.

Каким должен быть ИБП для котла и насоса

Мощность ИБП и её подсчёт

Это, по определению, основной параметр, на который следует обратить внимание при выборе блока аварийного питания для циркуляционного насоса. Чтобы правильно выбрать необходимую мощность устройства, необходимо её предварительно подсчитать по несложной формуле. Поскольку электродвигатель циркуляционного насоса является реактивной нагрузкой, то она высчитывается следующим образом.

В паспорте на циркуляционный насос обычно указывается мощность в ваттах. Это, так называемая, тепловая мощность. Там же может быть указан дополнительный коэффициент, который называется Cos ϕ (косинус фи). Для получения полной мощности нужно тепловую мощность разделить на эту величину. Если Cos ϕ не указан, для расчётов берётся величина 0,6.

В момент пуска электродвигателя потребляемый ток резко возрастает примерно в 3 раза и эту величину так же следует учитывать. Поэтому окончательный выбор мощности ИБП будет выглядеть так:

P/Cos ϕ*3

Если мощность насоса по паспорту равна 120 W, то получится:

120/0,6*3=600

Бесперебойник для циркуляционного насоса отопления обычно питает и плату электроники газового котла. Мощность там небольшая, и с учётом небольшого резерва, требуемая мощность источника аварийного питания будет равна 650-700 W.

Ёмкость АКБ

От ёмкости аккумуляторной батареи зависит время, в течение которого система отопления будет работать при отключенной сети. По соотношению цена/ёмкость наиболее оптимальными будут аккумуляторы 12 В на 100 А/ч. Для того чтобы узнать время работы потребителя от аккумулятора необходимо ёмкость батареи умножить на её напряжение и разделить на мощность нагрузки.

Например, насос с полной мощностью 150 ватт будет работать:

100*12/150=8 часов.

Некоторые ИБП для циркуляционного насоса отопления допускают подключение дополнительных внешних батарей, что может в несколько раз увеличить время работы в аварийном режиме. Из всех аварийных источников питания только устройства с двойным преобразованием напряжения могут выдавать на выходе идеальную  синусоиду. Среди дорогих линейно-интерактивных блоков так же можно подобрать ИБП со сходными характеристиками, но время переключения на резерв у таких источников намного больше, чем у инверторных устройств.

Установка блока аварийного питания

Чтобы источник резервного питания работал долго и без аварий, следует соблюдать некоторые простые, но достаточно эффективные правила:

  • Температура должна находиться в интервале + 18-25 градусов;
  • В помещении не должно быть пыли и паров агрессивных жидкостей;
  • Корпус блока питания должен быть обязательно заземлён;
  • Под напольный блок следует подложить резиновый коврик;
  • Нельзя чем-либо накрывать ИБП;
  • Не путать полярность аккумулятора.

При более низких температурах ИБП для циркуляционного насоса работать, конечно, будет, но время автономной работы при этом снизится.

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.

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.

Выбираем UPS для циркуляционного насоса

Для тех, кто хочет обезопасить себя от неожиданного отключения света, мы сделали небольшую подборку обязательных параметров, на которые стоит сконцентрировать заинтересованность в первую очередь.

Параметры исходящего тока

Как уже писали выше, отличительная черта правильного UPS — чистая или правильная синусоида выходного сигнала. Отклонения в синусоиде недопустимы. Для исправной деятельности газового и твердотопливного котла с циркуляционными насосами подобные аппараты с сомнительными характеристиками абсолютно не пригодны.

Перед покупкой следует заглянуть в паспорт изделия, и поинтересоваться какого типа синусоида у этого ИБП.

синусоида

Пусковая мощность

Для надежной работы ИБП будет лучше, если его мощности будет с запасом хватать на все потребности подключенного оборудования. Нас в данном варианте больше интересует, чтобы мощности хватало для работы циркуляционного насоса котла. Луше всего если UPS перекрывает запас хотя бы в пять раз. А еще лучше, если он будет в 7 раз больше расчетной.

Узнать потребляемую мощность электрического насоса для котельной можно из его технического паспорта.

Источники

  • https://VashUmnyiDom.ru/elektropitanie/ups/besperebojnik-dlya-nasosa-otopleniya.html
  • https://udobnovdome.ru/ibp-dlya-cirkulyacionnogo-nasosa/
  • https://BurForum.ru/elektrooborudovanie/nasos-otopleniya-ot-akkumulyatora-2.html
  • https://www.h-energy.ru/ibp_dla_nasosa/
  • http://nabludaykin.ru/vybiraem-istochnik-besperebojnogo-pitaniya-dlya-cirkulyacionnogo-nasosa-otopleniya/
  • https://remont-system.ru/komplektuyushchie/bespereboynye-bloki-pitaniya-dlya-cirkulyacionnyh-nasosov
  • https://generatorexperts.ru/istochniki-besperebojnogo-pitaniya/ibp-dlya-doma/dlya-otopleniya/dlya-nasosa.html
  • https://Acums.ru/bespereboyniki-i-bloki-pitaniya/dlya-nasosa-otopleniya-tsirkulyatsionnogo-kak-vybrat-ibp-kakoy-akkumulyator
  • https://voltobzor.ru/stabilizatory/bespereboynik-dlya-nasosa-otopleniya
  • https://www.1000va.ru/actual/kak-vybrat-ibp-dlya-cirkulyacionnogo-nasosa/

[свернуть]
Ссылка на основную публикацию