Ибп для котла отопления своими руками

Введение

UPS указанной модели в случае отключения питания к силу своей схемной реализации способен лишь обесточить нагрузку, сам он остается включенным. В данной статье описывается, как устранить этот недостаток. Описанное здесь устройство можно использовать с любой моделью Back-UPS, но в этом случае приведенная здесь информация о коммуникационном порте может оказаться неверной.

Обзор UPS, коммуникационного порта и интерфейсного кабеля 940-0020B

Источник бесперебойного питания APC Back UPS 600I имеет топологию StandBy (Off-Line) – рис. 1.

Рис. 1. Топология StandBy

UPS, построенный по данной схеме, нередко называют термином «Off-Line UPS». В каждый конкpетный момент вpемени он может находиться в одном из 2 pежимов pаботы — Stand-by или On-line. В случае, когда напpяжение в сети находится в допустимых пpеделах (Standby mode), transfer switch пеpеключен на пpотекание тока нагpузки по цепи «Surge suppressor — Filter». В этом pежиме UPS ничем не отличается от обыкновенного сетевого фильтpа. Hикакой стабилизации напpяжения не пpоисходит. Во вpемя pаботы в этом pежиме также пpоисходит заpядка аккумулятоpных батаpей UPS.

В случае выхода напpяжения сети за допустимые пpеделы, transfer switch пеpеключается на питание нагpузки по цепи «Battery — DC/AC inverter» (On-line mode), т.е. от энеpгии аккумулятоpной батаpеи, пpеобpазуемой инвеpтоpом в AC 220V. Так как пеpеключение контактов и запуск инвеpтоpа не могут пpоисходить мгновенно, питание нагpузки будет пpеpвано на некотоpое вpемя (Transfer Time). Большинство Standby UPS обеспечивают Transfer Time поpядка 4-8 ms. Особенность данной системы в том, что пеpеключение в On-Line пpи выходе напpяжения сети за допустимые пpеделы пpоисходит немедленно, а возвpат в Standby mode — с обязательной задеpжкой в несколько секунд. Иначе, пpи многокpатных бpосках напpяжения в сети, происходило бы непpеpывное пеpеключение Standby/On-Line и обpатно, что пpивело бы к значительным искажениям тока нагpузки и возможному выходу ее из стpоя или к сбою в ее pаботе.

Пpи этом следует учесть, что данная схема обычно не обладает возможностью стабилизации напpяжения пpи pаботе в Standby mode и, следовательно, пеpеходит в On-Line пpи каждом отклонении напpяжения сети. Разpяд аккумулятоpной батаpеи пpоисходит намного быстpее, чем обpатный заpяд. Мощность battery charger’а для данной схемы обычно выбиpается сpавнительно малой, и pасхода энеpгии от батаpей во вpемя brownout’ов не компенсиpует. Следовательно, для применения в случае низкого качества питающей сети данная топология UPS малопpигодна по двум пpичинам:

• а) Пpи частых пеpеходах в On-Line батаpея достаточно быстpо pазpяжается, не успевая восстановить заpяд за вpемя Standby mode, в pезультате чего UPS теpяет способность обеспечить аваpийное питание нагpузки в течение тpебуемого вpемени;
• б) Частое повтоpение циклов pазpяд/заpяд сокpащает сpок службы аккумулятоpных батаpей.

Описание топологии взято из (см. список используемых источников в конце статьи).

Коммуникационный порт

UPS имеет коммуникационный порт (рис. 2) для связи с COM-портом компьютера.

Рис. 2. Коммуникационный порт APC Back UPS

Назначение ножек порта:

1. 1. Shutdown UPS. При батарейном питании напряжение высокого уровня RS-232 вызывает отключение инвертора и обесточивание нагрузки. UPS реагрует на этот сигнал только при питании нагрузки от батареи. На сайте APC указано, что сигнал должен действовать в течении 1 секунды, однако экспериментальная проверка показала, что UPS реагирует на сигнал немедленно.
2. 2. Line Fail. В уровнях RS-232. Высокий уровень означает переход на батарейное питание.
3. 3. Line Fail. Открытый коллектор. Нормально открыт.
4. 4. GND
5. 5. Battery Low. Открытый коллектор. Нормально открыт.
6. 6. Line Fail. Открытый коллектор. Нормально закрыт.
7. 7. Не используется.
8. 8. Не используется
9. 9. GND

Высокий уровень RS-232 – около +12в относительно земли порта, низкий – около –12в.

Примечание: при разработке каких-либо промежуточных схем можно использовать и ТТЛ уровни. UPS и COM-порт на них реагируют нормально.

Информация о разводке порте и назначении его контактов официальная, взята из (см. список используемых источников в конце статьи).

Как сделать бесперебойник для котла

Стоит ли собирать ИБП своими руками? Возможно. Все зависит от того, насколько вы разбираетесь в электротехнике. Но даже самые лучшие устройства, собранные своими руками, очень часто уступают по надежности и качественным показателям промышленным аналогам. Какой может быть экономия?  Если собирать ИБП из готовых блоков, то сэкономить удастся порядка 30% стоимости, если делать все самому – порядка 60-70%.

Приведем пример самодельного UPS большой мощности, который может обеспечивать бесперебойную работу большого количества электроники и бытовых приборов. Максимальная мощность всех приборов – 1 кВт, принцип действия — on-line, т.е. включен постоянно, форма выходного напряжения — синусоида.

ИБП для котла своими руками. Принципиальная схема

Что необходимо для ИБП

• Импульсный блок питания с высоким КПД и мощностью, именно 28,8 В на 50 А. Такое напряжение дает возможность подключить аккумуляторы напрямую без переходников и обеспечить их полный и постоянный заряд  (схема работает уже 8 лет и никаких проблем не возникло).
• Два свинцовых автомобильных аккумулятора на 12 В и 200 А/ч.
• Инвертор, который на выходе дает меандр 310 В и коэффициент заполнения 1.
• Силовой резонансный фильтр высших гармоник. Его придется изготовить самостоятельно.

Все составляющие покупаете на рынке или в магазинах, соединяете, как показано на схеме, и ИБП своими руками готов, причем поддерживает он работу не только котла и насоса, а также компьютера, освещение, работу насоса водоснабжения и т.д. Главное, чтобы суммарная мощность не превышала предельно допустимую. Но, понятно, чем меньшая будет нагрузка, тем дольше будут работать приборы. Хотя, при низких нагрузках именно этот ИБП имеет низкий КПД: на холостом ходу он сажает батареи за 35 часов.

Советы по сборке фильтра высших гармоник

Главная трудность во всей схеме – собрать резонансный фильтр высших гармоник, которые позволит на выходе получить переменное напряжение в 50 Гц и формой, близкой к синусоиде. Схема его проста. Основное – расчет параметров. Элементы контуров рассчитываются и изготавливаются одинаково, собираются только потом по-разному – один контур последовательный, второй – параллельный, но оба настроены на частоту 50 Гц.

Силовой резонансный фильтр высших гармоник

Конденсаторы были взяты не полярные на мкФ. Можно собрать из двух фазосдвигающих по 50 мкФ, соединив их параллельно.

Далее нужно произвести расчет параметров катушек индуктивности под тот сердечник, который есть у вас в наличии. Чтобы получился нужный дроссель, в сердечнике нужно будет сделать зазор (если нужен зазор в 1 мм, прокладка в Ш-образном сердечнике должна быть в два раза тоньше – 0,5 мм).

Вот формулы для расчета параметров:

• {Зазор, мм} = 1.257E-3*{Максимально возможная сила тока, А}*{Количество витков}
• {Количество витков} = 1.257E6*{Максимально возможная сила тока, А}*{Индуктивность дросселя, Гн} /{Площадь сечения сердечника,мм2} – полученное значение округляем в большую сторону
• Для параллельного контура {Максимально возможная сила тока, А} = 1.4*220 В/ 28* {Частота сигнала, Гц – 50Гц}*{ Индуктивность дросселя, Гн}
• Для последовательного контура: {Максимально возможная сила тока, А} =1.4*{Мощность нагрузки, Вт}/220 В.

Пример расчета приведен ниже

Расчет параметров на 1кВт мощности

 Советы по сборке ИБП своими руками

Аккумуляторы должны быть подключены параллельно на небольшом расстоянии от бесперебойника – чтобы уменьшить снижение напряжения при работе под нагрузкой. Все соединения делать толстым многожильным медным проводом, так как пиковые значения силы тока могут быть до 100 А

Соединения делать максимально надежными, особое внимание уделять местам соединения проводов с клеммами аккумуляторов. Эти соединения потребуется периодически проверять, так как они часто окисляются, повышая сопротивление и ухудшая работу системы. Из технического обслуживания понадобиться еще только регулярное отслеживание уровня электролита в АКБ

Из технического обслуживания понадобиться еще только регулярное отслеживание уровня электролита в АКБ.

Расчет времени резервного питания

Продолжительность автономной работы котла напрямую зависит от ёмкости аккумуляторных батарей. Как правило, в сопроводительной документации к АКБ, указывается, сколько времени она сможет поддерживать работу приборов при разной нагрузке.

Для того чтобы рассчитать время самостоятельно, нужно знать три величины:

1. Рабочее напряжение батареи (например, 12 Вольт).
2. Ёмкость батареи (указывается в Ампер-часах в документации).
3. Общую мощность всех приборов, которые будут к ней подключены.

Формула расчёта времени:

T = E × U ÷ P

• Т – Время независимой работы.
• E – Ёмкость АКБ.
• U– Напряжение батареи.
• P– Полная мощность в ВА (Вольт Амперах), а не Вт. Суммарную мощность приборов в Вт нужно разделить на 0,7 чтобы получить значение в ВА.

Результаты будут приблизительными (на практике время будет чуть меньше), поскольку нужно учитывать коэффициенты полезного действия, разряда аккумулятора и т.д.

Примерный расчёт к АКБ на 100 Ач показывает, что при нагрузке в 0,5 кВт, его работы хватит на 2 часа. Тот же аккумулятор при 300 Вт поддержит работу в течение почти 3,5 часов.

Важно помнить, что со временем ёмкость батарей падает. Хороший уход – это содержание в чистоте, температурный режим и проветривание

Особенно быстро батареи «садятся», при длительных простоях, без заряда-разряда.

Советуют раз в три – четыре месяца «тренировать» АКБ. Имитировать отключения электроэнергии, чтобы дать ей поработать.

Как профессионально выбрать ИБП для котла

Подбор модификации ИБП для газовых котлов отопления весьма трудоемок по причине многообразия важных технологических параметров, кроме того российский рынок перенасыщен различными модификациями бесперебойников, как западного, так и отечественного производства.

Для работы отопительного оборудования с газовым источником нагрева наиболее важными параметрами выбора ИБП являются:

• Тип искривления выходящего напряжения — аппроксимированная/традиционная синусоида. Первая менее желаемая, поскольку не подходит для подавляющей массы электронных приборов и вызывает их быстрый износ.
• Максимальная выходная мощность. Электродвигатели центробежного электронасоса и дутьевого электровентилятора обладают значительными пусковыми токами, в связи с этим предельная продуктивность ИБП обязана в 2 раза превосходить общий размер потребления электричества котла и его вспомогательных устройств.
• Величина скорости перевода питания на запасной источник.
• Электроемкость, от которой будет зависеть продолжительность функционирования системы теплоснабжения. Для увеличения ее размера в схему ИБП смогут интегрироваться вспомогательные внешние аккумуляторные батареи.
• Срок службы, который определяется режимом эксплуатации системы ИБП и внутренним устройством аккумуляторов.
• Диапазон допустимых входящих параметров электросети, который позволяет ИБП вырабатывать разрешенные параметры тока без переключения на АКБ.
• Наличие “сквозного” нуля.

Наилучший комплект ИБП + АКБ

Источник бесперебойного питания для газового котла выпускаются только со свинцово-кислотными аккумуляторными батареями (СЛА), которые существенно тяжелее и имеют большие габариты. чем литиевые. Предпочтительность их установки объясняется низким стоимостным показателем. Кроме того к преимуществу относится возможность герметичного изготовления, что существенно повышает безопасность эксплуатации. Последнее также способствует тому факту, что СЛА не нуждаются в сервисном ремонте.

На многих ИБП учтена возможность включения внешних аккумуляторных батарей — АКБ

В схемах с параллельным включением ряда АКБ важно, чтобы они обладали равными техническими параметрами. Это даст возможность батареям упорядоченно разряжаться/заряжаться и повысить эксплуатационный ресурс. В торговой сети доступны аккумуляторные батареи для ИБП 2-х типов:

В торговой сети доступны аккумуляторные батареи для ИБП 2-х типов:

• Аккумуляторы гелевые, мультигелевые (GEL);
• батареи из стекловолоконных мат (AMG).

В электролит GEL введены добавки кремния, по этой причине он обладает повышенной густотой. Поэтому начинка не может вылиться при переворачивании прибора. Кислород и водород, которые выделяются в ходе функционирования батареи, впитывается гелем и, постепенно взаимодействуя друг с другом, выделяют воду. Такой принцип работы гарантирует абсолютную безопасность подобного типа аккумуляторных батарей.

Аккумулятор 18650 и его разновидности

Основной элемент будущего бесперебойника это аккумулятор литий-ионного типа 18650. По форме и размерам — аналог стандартных пальчиковых батареек ААА или АА.

Емкость пальчиковых аккумуляторов находится в границах 1600–3600 мАч. С выходным напряжением в 3.7 В.

Есть несколько разновидностей батарей класса 1865. Различия только по химическому составу:

1. Литий-марганцевые (Lithium Manganese Oxide).
2. Литий-кобальтовые (Lithium Cobalt Oxide).
3. Литий-железо-фосфатные (Lithium Iron Phosphate или феррофосфатные).

Все они с успехом применяются:

• в телефонных зарядках;
• в ноутбуках;
• фонариках и так далее.

Требования к ИБП для газовых котлов и их характеристики

Выбирая ИБП для котла, следует ознакомиться с их разновидностями. Они представлены двумя основными видами – это offline и online UPS. Оффлайн-системы представляют собой самые простые устройства бесперебойного питания. Они не умеют стабилизировать напряжение, переключаясь на батареи только тогда, когда вольтаж падает ниже определенного значения – только в этом случае на выходе появляются стабильные 220 В (в остальное время UPS работают как бы в режиме байпаса).

Выбирайте ИБП с ровной синусоидой, это поспособствует более стабильной работе вашего отпительного оборудования.

ИБП для котла онлайн-типа выполняют двойное преобразование электроэнергии. Сначала переменный ток напряжением 220 В преобразуется в 12 или 24 В постоянного напряжения. Затем постоянный ток снова преобразуется в переменный – напряжением 220 В и частотой 50 Гц. Для того чтобы снизить потери, в их конструкции используются высокоэффективные инверторные преобразователи.

Таким образом, ИБП для котла не всегда является стабилизатором, в то время как отопительное оборудование любит стабильное напряжение. Также оно любит, когда на выходе получается чистая синусоида, а не ее прямоугольный аналог (меандр или ступенчатая аппроксимация синусоиды). Кстати, ступенчатую форму синусоиды дают дешевые компьютерные ИБП с аккумулятором небольшой емкости. Поэтому для питания газовых котлов они не подходят.

Источник бесперебойного питания для котла, в лице компьютерного ИБП, не подходит и тем, что емкость аккумуляторов здесь крайне мала – запаса хватит на 10-30 минут работы.

Теперь мы рассмотрим требования к аккумуляторам. Придя в магазин, чтобы выбрать хороший ИБП для газового котла, не забудьте приобрести модель с аккумулятором подключаемого типа – он должен быть внешним, а не встроенным. Все дело в том, что внешние батареи обладают более высокой емкостью, до нескольких сотен А/ч. Они обладают внушительными габаритами, поэтому они не встраиваются в оборудование, а стоят рядом с ним.

Давайте посмотрим, как выбрать ИБП для газового котла, ориентируясь на максимальное время автономной работы. Учитывая, что аварии на линиях сегодня устраняются очень быстро, а максимальное время проведения профилактических работ составляет не больше одного рабочего дня, то нам достаточно 6-8 часов работы от аккумуляторов. Для того чтобы высчитать, сколько будет работать источник бесперебойного питания для газового котла на полной зарядке, нам потребуются следующие данные:

• Емкость аккумулятора в ампер/часах;
• Напряжение аккумулятора (может принимать значение 12 или 24 В);
• Нагрузка (указывается в паспорте на газовый котел).

Попробуем рассчитать, сколько будет работать бесперебойное питание для котла при потребляемой мощности 170 Вт от аккумулятора емкостью 75 А/ч и напряжением 12 В. Для этого умножаем напряжение на ток и делим на мощность – (75х12)/170. Получается, что газовый котел сможет проработать от выбранного ИБП более 5 часов. А если учесть тот факт, что оборудование работает в циклическом режиме (не постоянно), то можно рассчитывать на 6-7 часов непрерывного питания.

Таблица подбора емкости АКБ бесперибойника в зависимости от мощности котла.

При использовании маломощных газовых котлов и двух аккумуляторов емкостью 100 А/ч каждый и напряжением 12 В, продолжительность автономной работы составит около 13-14 часов.

Планируя купить бесперебойник для котла, необходимо обратить внимание и на такую характеристику, как зарядный ток. Все дело в том, что он должен составлять 10-12% от емкости АКБ. Например, если АКБ обладает емкостью 100 А/ч, то ток заряда должен составлять 10%

Если этот показатель будет меньше или больше, то батарея прослужит меньше, чем это положено

Например, если АКБ обладает емкостью 100 А/ч, то ток заряда должен составлять 10%. Если этот показатель будет меньше или больше, то батарея прослужит меньше, чем это положено.

Необслуживаемые аккумуляторы могут заряжаться и при меньших токах, но время полной зарядки будет достаточно большим.

От чего зависит мощность ИБП

Мощность ИБП зависит от величины подключаемой нагрузки: необходимо, чтобы её хватало на запуск котла и насосов, благодаря которым циркулирует вода в системе отопления.

Обычно с газовым котлом используется циркуляционный насос. У обоих приборов в паспортах указываются потребляемые мощности в Вт или ВА. Казалось бы, нужно сложить эти мощности и подобрать подходящий ИБП. Однако этого недостаточно — причина в особенностях работы насосов.

Насосы работают на электродвигателях, а значит для запуска им нужен большой пусковой ток. Иначе говоря, в момент включения насосы потребляют мощность больше той, что в характеристиках.

2 группа: ИБП для продолжительных (от 2 ч) и частых (от 5 раз в год) отключений

Эти бесперебойники будут незаменимы, если вы живете в доме с нестабильным напряжением, а электричество отключают в самый неподходящий момент.

АКБ для 2 подгруппы

АКБ	Энергия АКБ 12-100	Энергия АКБ 12-200
Ёмкость, А*ч	100	200
Цена, руб.	13 900	27 400

Они обеспечат бесперебойную работу от 3 до 7 часов: например, этого хватит, чтобы переждать ремонт упавшего столба ЛЭП или оборванных проводов после сильного ветра. Для первых двух ИБП рекомендуем использовать АКБ на 200 А*ч. Для третьего вполне подойдет АКБ на 100 А*ч.

Остальные характеристики ИБП Pro 1000 совпадают с ИБП Pro 500. Исключением будут более высокая масса и габариты, что не повлияет на установку прибора: его можно поставить на поверхность или повесить на стену.

Основные характеристики Энергии ИБП Pro 1000 12В

Параметр	Характеристики
Мощность	300 Вт
Входное напряжение	170-280 В
Время переключения на аккумулятор	6 мс
Форма напряжения	синусоида
КПД	98%
Рабочая температура	от -5 до +40 °С
Охлаждение	естественное+принудительное
Подключение аккумулятора к инвертору	клеммы
Подключение котла к ИБП	розетка 220 В
Размеры	405х385х250 мм
Масса	9,3 кг

Судя по отзывам, бесперебойник Энергии можно эффективно использовать для любых приборов — газовых котлов, автоматических входных ворот и сигнализации. Покупатели ценят быструю доставку при онлайн-заказе, универсальную установку прибора и повышенную точность выходного напряжения — погрешность не более 5%.

Познакомьтесь с техническим паспортом линейки ИБП Pro: здесь можно подробно рассмотреть, насколько информативный дисплей у инвертора.

Когда подключённая мощность к Энергии ПН-1000 выше заявленной, срабатывает защита. Например, если мощность достигает примерно 720 Вт, инвертор будет работать 30 секунд, после чего выключится. У линейки Pro при аналогичной перегрузке защита сработает через 1 минуту. Чем выше перегрузка, тем быстрее срабатывает отключение прибора — это можно проследить в характеристиках.

Скорости переключения инверторов с сети на АКБ тоже разная. У линейки ПН он происходит за 8 мс против 6 мс у линейки Pro. Поэтому для дорогих котлов с чувствительной электроникой больше подходит вторая линейка.

Основные характеристики Энергии ИБП ПН-1000 12В

Параметр	Характеристики
Мощность	600 Вт
Входное напряжение	155-275 В
Время переключения на аккумулятор	8 мс
Форма напряжения	синусоида
КПД	98%
Рабочая температура	от -5 до +40 °С
Охлаждение	естественное+принудительное
Подключение аккумулятора к инвертору	клеммы
Подключение котла к ИБП	розетка 220 В
Размеры	210х160х340 мм
Масса	7,8 кг

Главное, что привлекает покупателей в этом инверторе — качественная сборка от отечественного производителя, адекватная цена и высокий КПД. Из минусов — 10% погрешность выходного напряжения 220 В, что впрочем регламентируется нашими законами как норма.

В видеообзоре владелец Энергии ПН-1000 тестирует работу прибора под нагрузкой. Также он демонстрирует информацию на дисплее — какое напряжение даёт инвертор при работе от сети, а какое — от АКБ.

Инвертор быстро переключается на АКБ — для этого ему нужно не больше 4 мс. Поэтому производители разрешают подключать его к приборам любого типа, и котлы с насосами не исключение. Инвертор заряжает севшие батареи до 100% за 8-12 часов: это один из лучших показателей среди рассматриваемых моделей в статье.

Основные характеристики ELTENA (INELT) Intelligent 500LT2

Параметр	Характеристики
Мощность	300 Вт
Входное напряжение	145-275 В
Время переключения на аккумулятор	4 мс
Форма напряжения	синусоида
Рабочая температура	от 0 до +40 °С
Охлаждение	принудительное
Подключение аккумулятора к инвертору	клеммы
Подключение котла к ИБП	розетка 220 В
Размеры	129х189х359 мм
Масса	11 кг

Принцип работы бесперебойника

Главная задача работы ИБП – подача в сеть напряжения достаточной мощности при отключении света. Перевод на электропитание от аккумуляторных батарей (АКБ) должен произойти за доли секунды, чтобы подключенное оборудование не успело выключиться.

Бесперебойники также способны стабилизировать напряжение, выпрямлять синусоиду и поддерживать частоту тока в пределах нормы. Но дополнительными функциями обладают не все модели.

При выборе бесперебойника для отопительной системы можно взять более мощное устройство, чтобы можно было при необходимости дополнительно подключать к нему другие приборы

Устройство ИБП неодинаково.

В максимальной комплектации состоит из следующих элементов:

• корпус;
• аккумуляторная батарея;
• преобразователи тока и напряжения (инверторы, выпрямители и пр.);
• переключатель;
• управляющая микросхема.

Для работы подключенного оборудования важны такие характеристики ИБП:

1. Вид кривой выходного напряжения: аппроксимированная или обычная синусоида. Первый вариант менее предпочтительный, потому что является непривычным для большинства электронных устройств и приводит к их повышенному износу.
2. Потребляемая мощность. Двигатели насоса и вентилятора имеют высокие пусковые токи, поэтому максимальная производительность ИБП должна минимум в 2 раза превышать уровень потребления электроэнергии котлом.
3. Скорость переключения на резервный источник питания. Чем она выше, тем лучше для подключенного оборудования.
4. Электрическая емкость. От неё зависит время автономной работы всей отопительной системы. Для увеличения емкости к ИБП могут подключаться дополнительные внешние аккумуляторы.
5. Срок службы. Он зависит от режима эксплуатации и внутренней структуры батарей.
6. Диапазон входящих параметров сети, позволяющих бесперебойнику выдавать приемлемые напряжение, частоту и синусоиду без переключения на АКБ.
7. Наличие заземления («сквозного» ноля).

В автономном режиме ИБП способны выдавать 2 вида синусоиды:

• плавную;
• аппроксимированную.

Плавная синусоида является более приемлемой и всегда гарантирует нормальную работу подключенного оборудования.

Указанные сроки работы оборудования от бесперебойника являются ориентировочными. Точное время можно узнать путем тестирования конкретного комплекта оборудования

Стоимость бесперебойников напрямую зависит от емкости аккумуляторов, дополнительного функционала, а также соответствия выходящих параметров тока и напряжения нормативным значениям. Однако даже самый дешевый ИБП лучше, чем его полное отсутствие.

Лучшие ИБП с двойным преобразованием

Stark Country 1000 Online

22 350

Продолжает наш рейтинг лучших ИБП для газовых котлов Stark Country 1000 Online. На эту модель ИБП могут ориентироваться пользователи, любящие лично настраивать каждый параметр своей системы электропитания. В частности, силу тока на первой ступени заряда, а также величину напряжения на второй и третьей, что позволяет максимально продлить жизненный цикл практически любых используемых аккумуляторов или, при необходимости, предельно ускорить их зарядку. Отметим, что аналогичная гибкость у бесперебойников этой ценовой категории встречается крайне редко. Например, у Stark Country 1000 Online есть два режима чувствительности к отклонению входной частоты: 45-55 и 50 Гц. Первый гарантирует хорошую совместимость с генераторами, а второй обеспечивает более высокие КПД и выходную мощность. Или режим сегментирования нагрузки. Кто еще из прямых конкурентов может похвастать наличием программируемого порта и умением отключать второстепенных потребителей при достижении заданного порога резервирования?

Основные плюсы:

развитые возможности по настройке системы резервного питания.

Минусы:

шумный вентилятор.

ELTENA (INELT) Monolith E1000LT

21 200

Если в простейшей системе отопления ключевыми потребителями электроэнергии являются котел и один насос, то уже при наличии «теплого пола» количество активных элементов возрастает, как и требования к мощности ИБП и емкости его батареи. С этой точки зрения, обеспечение автономности более-менее продвинутой системы обогрева следует поручить бесперебойнику с некоторым запасом по характеристикам, оптимальными же мы считаем тысячные модели. Примерно равноценных вариантов много, а нам понравился ИБП с двойным преобразованием Monolith E1000LT

Наше внимание он привлек наличием модификаций под один и два последовательно соединенных аккумулятора. Первая предпочтительнее при потребности в умеренном времени резервирования, вторая при достаточно большом

Рекомендуемая модель без проблем работает с разными генераторами (входная частота может изменяться в пределах 40-70 Гц, имеется слот SNMP/Сухой контакт для управления АВР), есть холодный старт и ЭКО-режим использования байпас.

Основные плюсы:

• большая терпимость к изменению входной частоты;
• возможность автоматического включения байпас при качественном сетевом напряжении.

Минусы:

• нет сквозной нейтрали;
• шум от постоянно работающего вентилятора.

БАСТИОН Teplocom-1000

25 200

Преимуществом бесперебойников этой марки является официальная пожизненная гарантия. Причем производитель обещает бесплатно ремонтировать свои ИБП в течение всего заявленного срока службы прибора, даже если они вышли из строя по вине владельцев. В целом, качество продукции БАСТИОН такому «альтруизму» вполне соответствует. Рекомендуемый тысячный Teplocom имеет весь функционал, необходимый для работы системы отопления, включая формирование «правильной» нейтрали, совместимость с генераторами и автоматическое шунтирование при перегрузках

Обратите внимание, в линейке компании есть специальная модификация Teplocom-1000 (исп.D), предназначенная для систем с большими пусковыми токами. Если «обычная» версия включает байпас уже при перегрузке 101% (через 20 с), то специальной для этого требуется 130% номинала

Кстати, не обманитесь, модели Teplocom-600 и 300 не относятся к ИБП с двойным преобразованием.

Основные плюсы:

• пожизненная гарантия;
• есть проброс нейтрали;
• может работать с автомобильными аккумуляторами;
• терпимость к нестабильности частоты входного напряжения.

Минусы:

высокая цена.

East EA900Pro-H 1kVA

19 000

Хороший вариант бесперебойника для котла при построении бюджетной системы резервирования питания с акцентом на генератор. Причем генератор также может быть далеко не идеалом с точки зрения стабильности частоты выдаваемого напряжения. Модификация EA900Pro-S имеет встроенный аккумуляторный блок, емкости батарей которого как раз хватит на неспешный запуск упомянутого генератора, а модель с индексом ‘H’ относится к устройствам типа «Long Time» с внешними накопителями энергии.

Интересной особенностью рассматриваемого ИБП можно считать гибридный режим работы. Если он активирован, на малых нагрузках автоматически включается байпас, что минимизирует собственное энергопотребление. В торговой сети эта же модель встречается под именем EA901PH и имеет полного «близнеца» — Lanches L900Pro-H 1 kVA.

Основные плюсы:

• нормально работает с нестабильными генераторами;
• полезный гибридный байпас;
• низкая цена.

Минусы:

могут быть проблемы с сервисом.

Принцип действия и конструкция ИБП

Само название показывает назначение прибора – обеспечивать бесперебойное питание от резерва при отключении основного источника. Первые бесперебойники появились после создания компьютеров и предназначались для поддержания качественного электропитания и кратковременного продолжения работ после отключения основного питания. ИБП фильтрует входящее напряжение, а при его несоответствии требуемым параметрам или исчезновении, он автоматически подаёт электропитание потребителю.

Состоит бесперебойник из следующих основных узлов:

• силовая коммутирующая система (байпас);
• зарядное устройство;
• преобразователь постоянного тока в переменный;
• управляющий орган;
• аккумулятор.

Внутренние компоненты

Коммутатор необходим для переключения источника напряжения. Рабочим элементом могут быть силовое реле (в дешёвых моделях), тиристоры, а в последнее время стали использовать IGBT транзисторы. Время срабатывания колеблется в пределах 6–10 мс. Способность переключать ток определённой мощности сказывается на мощности всего устройства. В интерактивных схемах коммутатор используется также для переключения выводов обмоток автотрансформатора.

Блок зарядного устройства преобразует входное переменное напряжение сети в выпрямленное напряжение необходимой величины для зарядки аккумулятора. От этого устройства будет зависеть, какие аккумуляторы могут быть заряжены.

Конвертация постоянного тока аккумулятора в переменное напряжение осуществляется инвертором. Именно он отвечает за качество напряжения и мощность ИБП. Аккумулятор является источником энергии для такого преобразования, и от его ёмкости будет зависеть, как долго сможет бесперебойник давать энергию потребителям.

Принципиальная схема

В качестве управляющего органом выступают электрические компоненты, кнопки, переключатели. Для визуального контроля могут использоваться жидкокристаллические экраны. По принципу работы ибп для отопления бывают:

• резервные;
• интерактивные;
• двойного преобразования.

Чтобы понять, в чём их отличие, стоит разобрать каждую схему, в дальнейшем это поможет решить вопрос, как выбрать ибп?

Резервные

Самая простая схема, на входе используется простейший фильтр, способный задержать высоковольтные и электромагнитные импульсы, выполняется в виде конденсатора (С) или катушки и конденсатора (LC). Нагрузка подключается непосредственно к сети. При значительном ухудшении качества электроэнергии или при его исчезновении напряжение питания поступает от ИБП. Используется в простых и дешёвых моделях. Часто применяется для питания компьютеров, имеет высокий КПД около 99%.

Внешний вид компьютерного ибп

Недостатком является полное отсутствие возможности изменения амплитуды напряжения и частоты сетевого тока. Схема инвертора максимально упрощена, что приводит к искажениям формы синусоиды. Вместо синусоиды, идут, как правило, сигналы прямоугольной формы. Для компьютера они не страшны, поскольку ток сразу выпрямляется.

Для осветительных и обогревательных приборов форма сигнала не имеет значения.

Линейно-интерактивные

Эта схема больше подходит источнику бесперебойного питания для всех насосов системы отопления. Главное отличие от предыдущей схемы заключается в способности менять входное напряжение. Для этого во входной цепи устанавливается трансформатор, первичная обмотка которого имеет несколько выводов, он исполняет роль стабилизатора.

При номинальном напряжении корректировка не вносится, а если равновесие нарушается – автоматически подключаются или отключаются дополнительные витки. Такое ступенчатое переключение позволяет меньше задействовать аккумулятор, что значительно продлевает его срок работы.

Схема интерактивного ибп

Используемые инверторы выдают прямоугольное, трапецеидальное, ступенчатое или синусоидальное напряжение, всё зависит от сложности прибора. Естественно, это сказывается на стоимости.

Инверторные

Инверторная или схема двойного преобразования сильно отличается от предыдущих двух. Прямого подключения нагрузки к сети нет, а подключение происходит по следующей схеме: напряжение сети проходит сетевой фильтр, выпрямитель, после чего часть энергии, если необходимо, идёт на зарядку аккумулятора, а остальная поступает на инвертор, преобразуется в переменный ток и выходит к потребителю.

Внешний вид инверторного ибп

Полностью автоматизированная система, способная контролировать амплитуду и частоту, форма выходного сигнала максимально приближена к синусоиде. При отключении напряжения сети ИБП продолжает работать от аккумулятора, что практически никак не сказывается на выходном сигнале.

Нюансы сборки фильтра внешних гармоник

А поможет нам в этом так называемая гармоничная система для фильтров напряжения.

Вы и здесь можете проявить инициативу и сделать её самостоятельно, но лучше всё-таки хотя бы для начала установить и найти проверенную схему. Такие фильтры состоят из различных резисторов, трансформаторов и других вспомогательных устройств.

Правильно собранная система должна гарантированно стабилизировать любой из источников электрического тока.

Впрочем, схема такого фильтра несложна, её можно увидеть ниже.

Главная трудность здесь заключается в расчёте параметров. Элементы же контура рассчитываются и делаются идентично, лишь собираются разными способами — один последовательный, другой параллельный, однако в обоих случаях настраиваются на частоту 50 Гц.

Следует выполнить расчёт параметров катушек индуктивности под имеющийся в наличии сердечник.

В сердечнике также понадобится сделать зазор между витками.

Формулы для расчёта параметров следующие:

1. Зазор в миллиметрах = 1,257E-3 * макс. сила тока в амперах * количество витков.
2. Количество витков = 1,257E6 * макс. сила тока в амперах * индуктивность дросселя в Гн * площадь сечения сердечника в квадратных миллиметрах — результат округляем до большего
3. Для последовательного контура: максимум силы тока в амперах равен 1,4 * {мощность нагрузки, Вт} / 220 В.
4. Для параллельного контура: максимум силы тока в амперах равен 1,4 * 220 В/ 28 * {частота сигнала, Гц – 50 Гц} * { индуктивность дросселя, Гн}.