ИБП для газовых котлов отопления: обзор бесперебойников

При установке отопительного котла с насосом и электронным управлением рекомендуется сразу приобретать источник бесперебойного питания (ИБП). Это устройство позволит продолжать согревать помещения даже при отсутствии электроэнергии.

Но не каждый ИБП для газовых котлов сможет обеспечивать работу оборудования длительное время.

Необходимость ИБП для отопительных котлов

Большинство современных газовых котлов требуют постоянного подключения к источнику электропитания. От сети работает циркуляционный насос, управляющий блок, система розжига, принудительная вентиляция, поэтому при отключении электроэнергии работа всего оборудования прекращается, а отапливаемое помещение начинает охлаждаться.

Проще установить ИБП и предотвратить возгорание электронных компонентов газового котла вследствие перегрузок, чем оплачивать последствия масштабного пожара

Электронные компоненты газовых котлов привередливы также к параметрам напряжения. Большая протяженность электросетей в загородных домах зачастую приводит к его понижению в сети, а также к ухудшению частотных характеристик тока. В результате котел может работать с перебоями или вообще не включаться.

Все электрические проблемы решаются путем установки ИБП, некоторые модели которых способны не только обеспечить резервное питание оборудования, но и исправить недостатки напряжения и частоты.

Автоматическая стабилизация напряжения бесперебойником позволяет снизить нагрузки на электропреобразователи платы газового котла и увеличить срок их службы

Преимуществами установки бесперебойника для газового котла являются:

1. Защита от перепадов напряжения. Стоимость ИБП в разы ниже, чем цена новой электронной платы для котла.
2. Простота монтажа, не требующая специальных навыков.
3. Автоматический контроль над электрическими параметрами сети.
4. Срок службы до 5-7 лет.
5. Отсутствие потребности в сервисном обслуживании.
6. Бесшумность работы.

При сильных морозах остановка отопительного оборудования даже на несколько часов может привести к разрыву труб, расположенных близко к улице. Поэтому обеспечение беспрерывности работы котла с помощью ИБП является не прихотью, а рациональным решением по экономии времени и средств.

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 бесперебойник 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.

Виды источников бесперебойного питания

Производители бесперебойников выпускают устройства для любого финансового бюджета, но чем оно дороже, тем выше его функциональность и автономное время работы. ИБП по принципу действия можно разделить на три основные категории: непрерывные (on-line тип), линейно-интерактивные и резервные (off-line тип). Более подробно каждый вид бесперебойников будет рассмотрен далее.

Вариант #1: резервные

При наличии в сети электроэнергии резервный или off-line бесперебойник исполняет роль посредника, передавая напряжение и ток с теми же характеристиками, которые имеются на входе в устройство. Лишь при отключении электроэнергии или выходе её параметров за рамки запрограммированного диапазона ИБП переводит подключенное оборудование на питание от аккумулятора.

Элементы управления недорогих резервных бесперебойников обычно ограничиваются одной кнопкой, различные комбинации нажатий на которую позволяют регулировать работу устройства

Резервные бесперебойники обычно комплектуются батареями емкостью 5-10 Ач, которых достаточно для непрерывной работы котла в течение 10-30 минут. Основными их функциями являются предотвращение мгновенной остановки отопительного оборудования и предоставление времени для его корректной ручной остановки.

Преимуществами off-line ИБП являются:

1. Отсутствие шума.
2. Высокий КПД при питании от сети.
3. Низкая цена.

Минусы off-line бесперебойников:

1. Время переключения на батарею составляет 4-12 м.
2. Невозможность корректировки характеристик напряжения и тока.
3. Работа от бензогенератора опасна для котла, потому что параметры синусоиды не выдерживаются.
4. Небольшая емкость аккумулятора.

Многие модели резервных бесперебойников предполагают установку внешних батарей, за счет которых время их автономной работы может быть увеличено. Но даже с мощным аккумулятором они так и останутся просто переключателями питания котла с сетевого на автономное.

Вариант #2: линейно-интерактивные

Бесперебойники линейно-интерактивного типа более продвинутые, чем резервные. Помимо аккумулятора, эти устройства имеют стабилизаторы напряжения, что позволяет им обеспечивать на выходе 220 В. Более дорогие модели способны анализировать вид синусоиды и переключать питание на аккумуляторы при её искажении более чем на 5-10%. Корректировать форму синусоиды при работе от сети такие ИБС неспособны.

Управление линейно-интерактивным ИБП более сложное. Оно обычно позволяет выставлять границы диапазона входящего напряжения и устанавливать время задержки включения присоединенного оборудования

Линейно-интерактивные модели с большой выходной мощностью часто устанавливают на входе в дом. Обычно к ним подсоединяются ёмкие внешние аккумуляторы.

Преимущества линейно-интерактивных ИБП следующие:

1. Небольшой интервал переключения в автономный режим – 2-10 мс, что практически не отражается на работе подключенного оборудования.
2. Высокий КПД при питании от сети.
3. Возможность стабилизации напряжения даже без аккумулятора.

Недостатки линейно-интерактивных бесперебойников:

1. Неспособность влиять на форму синусоиды при питании от сети.
2. Емкость ограничена 5 кВА.
3. Отсутствие корректировки частоты тока.

Линейно-интерактивные ИБП покупают чаще резервных, потому что они дополнительно оснащаются стабилизатором напряжения, позволяющим отопительному оборудованию работать более корректно.

Вариант #3: непрерывные

Выходные параметры электросети у непрерывных (on-line) бесперебойников не зависят от их входящих характеристик. Подключенное оборудование всегда питается от батареи, независимо от наличия напряжения на входе. Обеспечивается это за счет преобразования электроэнергии в два этапа.

Сначала входящее напряжение понижается, переменный ток выпрямляется, и электроэнергия используется для подзарядки батареи.

Непрерывные ИБП имеют дорогостоящую многокомпонентную схему, которая экономически оправдывает себя лишь при высокой мощности подключаемого оборудования и соответствующей емкости батарей

При отдаче электричества происходит обратный процесс. Электроэнергия снимается с контактов батареи, ток преобразуется в переменный, напряжение повышается и подается на выход бесперебойника.

В результате подключенное оборудование работает в полностью автономном режиме со стабильными электропараметрами. Ему не страшны скачки напряжения, искажения синусоиды и даже удары молнии. Внешние факторы могут привести к повреждению ИБП, но не присоединенного к нему газового котла.

Преимущества непрерывных бесперебойников:

1. При отключении электроэнергии питание подключенных устройств не прерывается.
2. Стабильные параметры напряжения и частоты, правильная синусоида, что особенно важно при подключении газового котла.
3. Защита от неожиданного повышения напряжения.
4. Беспроблемное подключения к бензогенератору для пополнения заряда.
5. Возможность корректировки выходящего напряжения.

Основные недостатки on-line бесперебойников:

1. Повышенный шум и тепловыделение при работе вентилятора.
2. Низкий КПД (80-94%)
3. Стоимость непрерывных бесперебойников превышает цену линейно-интерактивных моделей в два-три раза.

Преимущества ИБП on-line типа очевидны. Эти бесперебойники являются довольно дорогими, но обеспечивают максимально возможную электрозащиту газового котла. При подключении к ним АКБ с большой емкостью можно не беспокоиться о нормальной работе отопительного оборудования даже при отключении электроэнергии.

Типы аккумуляторных батарей

Для ИБП производятся исключительно свинцово-кислотные аккумуляторы (СЛА), которые тяжелее и больше литиевых, но значительно дешевле их. В бесперебойниках используется герметизированные батареи, которые безопасны и не требуют сервисного обслуживания.

Герметичность свинцово-кислотных аккумуляторов может быть обманчива, поэтому не стоит испытывать судьбу и переворачивать устройства набок или вверх дном

В продаже можно встретить аккумуляторы для ИБП двух типов:

• гелевые (GEL);
• стекловолоконные (AMG).

В электролит гелевых аккумуляторов добавлены соединения кремния, за счет чего он очень густой. В результате содержимое батареи не выплескивается при тряске и не выливается при опрокидывании устройства. Выделяемые в процессе работы кислород и водород поглощаются гелем и медленно взаимодействуют между собой с образованием воды. Таким образом, обеспечивается полная безопасность аккумуляторов.

Гелевый аккумулятор внутри не имеет жидкости в привычном её понимании. Он состоит из нескольких независимых колб, внутри которых располагаются синтетические электроды, покрытые вязким веществом

Внутреннее пространство в батареях AMG заполнено пористыми стекловолоконными матами, которые также способствуют замедлению взаимодействия кислорода и водорода. Минусом таких АКБ является жидкий электролит, который всё-таки может вытечь при повреждении аккумулятора или при его опрокидывании вверх дном.

При механическом повреждении стекловолоконного аккумулятора категорически запрещено собирать тряпкой вытекающую жидкость. Она является сильной кислотой, которая способна обжечь кожу

Из-за большей безопасности гелиевые аккумуляторы дороже стекловолоконных на 10-20% при схожей емкости. Но если ИБП для отопительного оборудования будет спокойно стоять на полу, то смысла переплачивать лишние деньги нет.

На многих бесперебойниках предусмотрена возможность подключения внешних аккумуляторов. При параллельном использовании нескольких АКБ важно, чтобы они имели одинаковые технические характеристики. Это позволит аккумуляторам равномерно разряжаться и заряжаться и увеличит ресурс каждого из них.

Правила выбора ИБП

Капризность электроники газовых котлов не позволяет экономить на надежности и функциональности бесперебойников. Далее будут рассмотрены критерии, по которым необходимо выбирать ИБП для отопительного оборудования, а также представлен рейтинг лучших устройств.

Критерии выбора бесперебойника

Выбор ИБП для отопительного котла довольно сложен из-за разнообразия их технических параметров и множества производителей оборудования. Но существует ряд характеристик бесперебойников, которые необходимо учесть в первую очередь.

1. Длительность непрерывной работы в автономном режиме.
2. Полная и активная мощность.
3. Характер синусоиды на выходе.
4. Границы рабочих диапазонов напряжения.
5. Возможность подключения внешних аккумуляторов.

Длительность непрерывной работы ИБП в автономном режиме напрямую зависит от емкости батареи. Если нет уверенности, что встроенных ресурсов будет достаточно, то можно приобрести ИБП с возможностью подключения дополнительных аккумуляторов.

Емкость системы бесперебойного питания можно всегда увеличить за счет приобретения новых аккумуляторов. Желательно при этом выбирать идентичные батареи

В технических характеристиках бесперебойников указываются значения полной и активной мощности. Желательно, чтобы второй параметр был в два раза выше суммарной линейной мощности отопительного оборудования. Это позволит ИБП без негативных последствий выдерживать пусковые токи двигателей насоса и вентилятора.

Значения граничных диапазонов рабочего напряжения особенно актуальны для загородных домов. В вечернее время на удаленных от трансформатора линиях оно может падать до 160-170 В. ИБП при этом будет постоянно переключать питание на батарею, поэтому лучше приобретать бесперебойник со встроенным стабилизатором и низким порогом рабочего напряжения.

Аппроксимированная (1) и чистая (2) синусоида. Все электронное оборудование газового котла спроектировано под работу на чистой синусоиде, поэтому её аппроксимированный тип может нарушать работу отдельных компонентов

Аппроксимированная синусоида плохо влияет на работу электродвигателей: они гудят, падает производительность. Микросхема газового котла также может работать нестабильно, из-за чего оборудование может самопроизвольно включаться или выключаться. Поэтому для питания отопительных систем предпочтительна покупка ИБП с плавной синусоидой, которая не будет создавать проблем.

У бесперебойников есть множество дополнительных технических характеристик, но их значения не так критичны для работы газового котла.

Рейтинг лучших ИБП для котла

Составленный рейтинг опирается на общую функциональность ИБП, обеспечивающую длительную и стабильную работу газового котла.

1 место. Лучшим вариантом для газового котла будет бесперебойник с непрерывным действием и внешним аккумулятором на 50Ач и более. Он обеспечит круглосуточную стабильную работу отопительного оборудования и его автономное функционирование в течение 3-5 часов. Хорошими моделями в этой категории являются Legrand DAKER DK 1kVA ,  LogicPower LPY-WPSW-1000VA, CyberPower OLS1000E, Luxeon UPS-1000LE и Delta Amplon N1K.

Бесперебойник LogicPower LPY-WPSW-1000VA является устройством с двойным преобразованием напряжения и будет идеальным решением для котлов с потребляемой мощностью до 500 Вт

2 место. Середину рейтинга занимают линейно-интерактивные приборы с широким диапазоном рабочих напряжений, плавной синусоидой на выходе и возможностью подключения внешнего аккумулятора. Стоимость устройств, которых будет достаточно для работы газового котла, находится в пределах 100 долларов.

Обычно такие ИБП уже содержат аккумулятор, который обеспечит 5-20 минут работы отопительного оборудования. Для более длительного действия можно подключить к бесперебойнику дополнительную батарею, емкость которой ограничена лишь размером кошелька. Лучшими моделями в этой категории являются REALEL HOME UPS-1000, Luxeon UPS-1000ZY, PowerWalker VI 1000PSW, APC SmartUPS XL 1000VA и LogicPower LPY-BPSW-800.

Бесперебойник Luxeon имеет минималистичный дизайн и подойдёт для большинства внутриквартирных газовых котлов. К нему может подключаться внешняя АКБ

3 место. На нем разместились приборы резервного типа с минимальной мощностью, небольшой емкостью встроенных батарей и аппроксимированной синусоидой. Резкие подъемы напряжения могут передаться через такие ИБП на плату котла отопления и привести к её поломке. А емкости АКБ таких бесперебойников хватит лишь на 10-30 минут беспрерывной работы отопительного оборудования, после чего оно всё равно выключится.

Популярными моделями в этой категории являются устройства FSP DP 450VA, CyberPower Value500EI, Powercom WOW-500U и Mustek PowerMust 424EG SVEN Pro+ 400. Купить эти устройства для газового котла можно только при недостаточности средств для приобретения более подходящего устройства.

Небольшой резервный ИБП больше подходит для автономной работы компьютера, чем газового котла. Поэтому подобные устройства редко рекомендуют для обеспечения работы отопительной системы

При покупке ИБП следует обращать внимание на дату его выпуска, потому что расположенный внутри аккумулятор со временем теряет емкость. А ведь оборудование может лежать на складе до попадания на прилавок несколько лет. Не стоит пренебрегать и советами продавца, особенно если они основаны на опыте предыдущих покупателей.

Советы по эксплуатации ИБП

Установить ИБП довольно просто – достаточно прочитать инструкцию и подключить все внешние устройства по описанной в ней схеме.

КПД мощных бесперебойников снижается за счет постоянной работы вентилятора, который обеспечивает охлаждение расположенных внутри преобразователей тока и батарей

Работа бесперебойников проста и не требует вмешательства человека. Однако существуют неописанные в инструкциях нюансы эксплуатации, с которыми необходимо обязательно ознакомиться.

1. Нельзя располагать ИБП и внешние аккумуляторы вблизи друг друга и источников тепла. Оптимальная температура для работы этого оборудования 20-25 °C.
2. Помещение с бесперебойниками не должно быть влажным, особенно опасно образование в нем водяного конденсата.
3. Нежелательно использование на выходе ИБП сетевых фильтров и тройников.
4. Если конструкцией бесперебойника предусмотрено наличие заземления корпуса, то его необходимо обеспечить.
5. ИБП после ввода в эксплуатацию должен быть постоянно подключен к сети.

Следование этим простым правилам продлит срок службы бесперебойника и обезопасит дом от пожара и короткого замыкания.

Выводы и полезное видео по теме

Представленные видеоролики помогут лучше понять принцип работы различных бесперебойников и оценить эффективность их работы.

Методика выбора ИБП для системы отопления:

Подключение и тестирование ИБП:

Обзор различных видов бесперебойников:

Подключение отопительного оборудования через источник бесперебойного питания продиктовано экономической целесообразностью. В случае запредельных сетевых перегрузок именно ИБП примет на себя основной удар, защитив от поломки более дорогой газовый котел. Поэтому в смете монтажа системы отопления всегда необходимо учитывать стоимость источника бесперебойного питания и идущих в комплекте АКБ.