Jednotka neprerušiteľného napájania pre vykurovací kotol: princíp činnosti + jemnosť výberu zdrojov neprerušiteľného napájania

Poznáte ten pocit, keď ostanete bez elektriny v tú najnevhodnejšiu chvíľu? Súhlasíte, je ťažké nájsť vhodný čas na odchod zo siete. Mnoho súkromných domov je už vybavených autonómnymi generátormi pre prípad dlhodobej straty energie. Bolo by pekné mať aj napájací zdroj pre kotol, keďže toto zariadenie má citlivé komponenty. Od toho závisí funkčnosť a bezpečnosť kotlového systému.

Kvalitný zdroj neprerušiteľného napájania vás udrží v pokoji: nebudete musieť riešiť nepochopiteľné chyby, čakať na technikov ani platiť za opravy. Z tohto článku sa dozviete informácie o prevádzke napájacích zdrojov, ich typoch a kritériách pre bezchybný výber zariadenia za akýchkoľvek podmienok.

Neprerušiteľné zdroje energie sa objavili v súvislosti s potrebou ochrany pred nestabilitou elektrických sietí a výpadkami elektriny. Za rôznych okolností je potrebný určitý typ neprerušiteľného napájania, ale zvyšok možno opustiť. Viac sa o tom dozviete v našom článku.

Účel a princíp fungovania systémov neprerušiteľného napájania

V individuálnych domoch sú kotly často jediným zariadením na ohrev vody a vykurovanie. Problémy v elektrických sieťach obsluhujúcich takéto budovy spôsobujú veľké nepríjemnosti.

Kotlové panely a riadiace jednotky, ako aj ich automatické inštalácie zároveň vyžadujú kvalitné napájanie.

Prevádzka UPS v 2 režimoch
Schéma prevádzky UPS v režime „zo siete“ a autonómnom režime na príklade on-line modelu: v prvom prípade je aktivovaný stabilizátor, v druhom prípade akumulovaná energia prúdi z batérie do meniča a odtiaľ na výstup

Vyhladzuje tento problém neprerušiteľný zdroj energie (UPS, neprerušiteľný zdroj napájania, neprerušiteľný zdroj napájania) je jednoduché zariadenie, ktoré poskytuje určitý čas stabilnej výdrže batérie.

Záložné energetické zariadenie sa zapína po poruchách a haváriách a zásobuje elektrinou celý riadiaci systém kotla. UPS to dokáže niekoľko desiatok minút a dokonca aj viac ako pol dňa.

Hlavným účelom UPS je napájať zariadenia energiou a napätím v prípade, že ich hlavná napájacia sieť prestane napájať. Najmä v zime dochádza k mnohým prerušeniam, niekedy kvôli mrazom, niekedy kvôli úsporám. Z tohto dôvodu UPS pre kotly bude veľmi dôležité vo veľkých domácnostiach. V dôsledku častých výpadkov elektriny v súkromných sektoroch sú UPS stále viac žiadané.

Druhou hlavnou funkciou UPS je ochrana proti výkyvom a abnormálnym sieťovým parametrom. Ak dôjde k výpadku prúdu alebo sa zmení veľa parametrov, UPS sa prepne na batériovú prevádzku.

UPS sa často používa s kotly na tuhé palivá. Čerpadlá takýchto kotlov zabezpečujú pohyb a cirkuláciu v radiátoroch. Keďže palivo horí aj po vypnutí napájania, zostávajúca kvapalina v kotli môže vrieť. Bez použitia neprerušiteľného zdroja energie sa táto situácia skončí poruchou alebo úplným zlyhaním kotla a je možný aj výbuch.

Kotol na tuhé palivo
Kotly na tuhé palivá vyžadujú vo väčšej miere UPS - tieto kotly sú výkonnejšie a sú vhodné ako hlavný aj záložný zdroj vykurovania

Neustála prevádzka na tuhé palivo resp plynový kotol, jeho zapaľovací a ovládací panel zabezpečuje nielen samotné vykurovanie či ohrev vody, ale chráni aj pred zamrznutím chladiacej kvapaliny v potrubí, ktoré môže poškodiť celý vykurovací systém.

Vo väčšine moderných modelov kotlov je riadená cirkulácia chladiacej kvapaliny elektrické čerpadlá. Termostat ovláda vonkajšiu teplotu. Čerpadlo začne čerpať chladiacu kvapalinu, akonáhle klesne pod povolenú hranicu. Potom sa rozsvieti plynový ventil, horák začne pracovať, energia spaľovania naplní chladiacu kvapalinu a ventilátor sa zapne. Riadenie kotla je po celú dobu dostupné v elektronickej jednotke.

Takmer všetky konštrukčné prvky z tohto cyklu vyžadujú kvalitnú elektrinu s ideálnym tvarom prúdu:

  • čerpadlo;
  • plynový ventil;
  • ventilátor;
  • elektronickú jednotku.

V niektorých aplikáciách bude mať zlý priebeh prúdu kritické dôsledky.

Neprerušiteľné zdroje napájania majú rôzne princípy fungovania a štruktúry. UPS pre kotly má zvyčajne batériu (batériu, batériu) a prepína na núdzové napájanie.

Typy záložných zdrojov

Neexistujú žiadne neprerušiteľné zdroje energie špeciálne pre plynové kotly alebo kotly na tuhé palivá. Existujú iba 3 typy UPS podľa spôsobu ich fungovania a všetky predstavujú 3 rôzne cenové kategórie.

Sínusový výstup
Akékoľvek malé zakrivenie sínusoidy opotrebováva kotol a jeho komponenty a pre väčšinu systémov neprerušiteľného napájania sa líši od klasického hladkého.

Systémy vykurovacích kotlov sú dodávané s nasledujúcimi UPS:

  1. Offline (off-line, zálohovanie).
  2. Line-interaktívne.
  3. Online (on-line, dvojitá konverzia).

Offline UPS - Ide o skupinu rozpočtových zariadení, ktoré prepínajú napájanie na batériu a nevyrovnávajú parametre napätia.Zahŕňajú spínacie zariadenia a batériu. V režime napájania zo siete získava čerpadlo a riadiaca jednotka kotla energiu priamo zo siete.

Záložné napájanie sa spúšťa pomocou vypínača. Off-line - najmenej spoľahlivé a najlacnejšie. Off-line UPS má rovnaký tvar napätia ako sieť a čas prechodu na prevádzku na batérie je pomerne dlhý. Hlavnou výhradou je, že nedochádza k stabilizácii sieťového napätia.

Line-interaktívne neprerušiteľné zdroje napájania majú vstavaný stabilizátor. Vďaka nemu zariadenie pokračuje v prevádzke zo siete aj pri výrazných výkyvoch napätia a je teda spoľahlivejšie. Tieto zariadenia sa neprepnú na záložné napájanie po malých prepätiach, ako napríklad off-line zariadenia. Linkovo ​​interaktívne zariadenia majú 2 hlavné podkategórie: UPS s pravidelnými a nepravidelnými sínusoidmi.

Lacný UPS so stabilizátorom
Interaktívny UPS Luxeon Budget line so vstavaným stabilizátorom, dobou prechodu na batériu 0,5 s a presnosťou stabilizácie 10

Vlastnosti line-interactive:

  • výstupný signál môže byť stupňovitý alebo hladký;
  • dlhá práca;
  • dlhá životnosť;
  • dlhá doba prevádzky bez prechodu na batériu;
  • vyrovnávanie napätia pomocou stabilizátora.

Online zariadenia majú zásadne inú štruktúru ako off-line a line-interactive. On-line zariadenia premieňajú striedavý prúd na jednosmerný prúd a potom opäť na striedavý prúd.

Ich batéria sa nabíja zníženým konštantným napätím. Je neustále aktívny, nevyžaduje spínanie a okamžite začne pracovať, akonáhle dôjde k strate sieťového napätia. Batéria tiež napája kotol, ak je k dispozícii sieťové napätie, ale je príliš nízke.

On-line parametre:

  • vyrovnávanie frekvencie a napätia;
  • okamžité zapnutie záložného napájania;
  • Sínusoida na výstupe je takmer ideálna.

Pokiaľ ide o sínusoidu, v on-line zariadeniach je hladká, nie stupňovitá a nemá žiadne viditeľné skreslenia. Zároveň je pre mnohé plynové kotly zásadne dôležitá stabilita frekvencie.

On-line modely poskytujú 100% ochranu v akomkoľvek prevádzkovom režime. Týka sa to bezpečnosti kotla, jeho častí a samotného neprerušiteľného napájania, spojeného s problémami v elektrickej sieti. Ochrana funguje v prípade akýchkoľvek porúch na ktorejkoľvek časti siete.

Súčasťou zariadenia je usmerňovač, menič a bypass. Usmerňovač konvertuje striedavý prúd na konštantný, menič vykoná opačnú činnosť a bypass je záložné napájacie vedenie, ktoré sa používa pri poruche častí UPS.

Princíp činnosti on-line UPS
Zjednodušená schéma on-line zdroja neprerušiteľného napájania: napájanie prúdu, vstup a výstup, batéria, špeciálne prvky: usmerňovač, menič, relé

Online modely sú neoceniteľné pre kritické alebo citlivé záťaže, akými sú mnohé kotlové systémy. S nízkou účinnosťou a životnosťou sú online UPS najvýkonnejšie.

Štrukturálne sú on-line UPS schopné interagovať s batériou a generátorom. Zvyčajne s oboma zdrojmi v rovnakom modeli. On-line UPS má invertor, ktorý neustále beží, čo je jeho hlavná vlastnosť. Všetky výkonné systémy UPS sa teraz pokúšajú využiť túto online schému.

Porovnanie charakteristík rôznych UPS pre kotol

So starými stolnými počítačmi sa používali záložné zdroje neprerušiteľného napájania, ktoré zvyčajne postačovali. V priemyselných a súkromných sieťach bola a je potreba výkonnejších a komplexnejších zdrojov neprerušiteľného napájania.Moderné kotly a všetky kotly s čerpadlami sú zle kompatibilné alebo nekompatibilné s offline UPS.

Takmer všetky offline zdroje neprerušiteľného napájania majú skromný výkon. Účinnosť týchto UPS v prípade problémov s napájaním dosahuje až 60%.

Spínacie zariadenie line-interactive UPS stabilizuje napätie a v tomto prípade by výrazné odchýlky napätia od normy nemali viesť k prechodu na autonómnu prevádzku. Line-interaktívne zariadenia navyše podporujú dva režimy: pre nestabilné parametre a úplnú stratu napájania.

UPS Powerman Smart
Powerman Smart UPS pre napájanie pumpy Oasis CN, výsledkom je 3,5 hodiny z batérie a konštantné napätie 220 V

Tieto UPS pracujú s odchýlkami vstupného napätia až do 20 %. Výstupné napätie sa takmer vždy rovná norme. Účinnosť line-interactive je vyššia ako účinnosť on-line a off-line a úroveň poskytovanej ochrany dosahuje 85 %.

On-line zdroj neprerušiteľného napájania dodáva na výstupe kvalitný striedavý prúd. Medzi jeho batériou a sieťou vôbec nedochádza k prepínaniu času. Online UPS invertor môže fungovať bez sieťového napájania.

Okrem týchto výhod existujú aj nevýhody. Výdrž batérie pri práci on-line je zvyčajne nižšia, rovnako ako účinnosť celého zariadenia. Ceny online modelov sú výrazne vyššie. On-line má značnú hlučnosť a značnú tvorbu tepla.

Najpopulárnejšie sú line-interactive. Majú stabilizátor, aj keď nie najpresnejší. Ak sieťové napätie zodpovedá rozsahu neprerušiteľného zdroja napájania (napríklad do 130 voltov), ​​tento stabilizuje indikátor s presnosťou asi 10%. Toto číslo sa v každodennom živote považuje za prijateľné.K prepnutiu na batériovú prevádzku dôjde vždy, keď stabilizátor nedokáže splniť týchto 10 %.

Elektrický UPS Gewald
Neprerušiteľný napájací zdroj Gewald Electric na ochranu vykurovacieho systému, horáka, automatiky kotla, systému automatického vypnutia plynu, obehových čerpadiel, filtrov na úpravu vody

Line-interactive sú významovo bližšie k off-line zariadeniam - majú tiež určitý rozsah, v ktorom zariadenie pracuje v bežnom režime napájania zo siete, a nie v záložnom režime. Rozdiel je v tom, že prijateľný rozsah napätia pre off-line zariadenia je oveľa užší. V off-line zariadeniach sa dôraz kladie skôr na ochranu pred náhlymi výpadkami napájania než na prepätia.

Kritériá pre výber neprerušiteľného napájania kotla

Celkovo existuje viac ako 5 zásad pre úspešný výber zdroja neprerušiteľného napájania. Vo všeobecnosti by sa mali uprednostňovať novšie a pokročilejšie zariadenia. Majte na pamäti zvláštnosti ruských energetických sietí - sú v drvivej väčšine nestabilné.

Venujte pozornosť kľúčovým vlastnostiam:

  1. Moc.
  2. Prúd nabíjačky.
  3. Kapacita batérie.
  4. Možnosť pripojenia externých batérií.
  5. Trvanie prevádzky v autonómnom/núdzovom režime.
  6. Čas prechodu na batériu.
  7. Tvar výstupného signálu (napätie), teda výstupná sínusoida.
  8. Prítomnosť cez nulu.

Moc. Pre dvojokruhové kotly, ohrievanie veľkého množstva vody z vodovodu, neprerušiteľné napájanie bude buď zbytočné, alebo krátkodobo podporí prácu a iba ak je veľmi výkonné. Budete musieť vziať do úvahy počet obehových čerpadiel (čím viac, tým vyšší potrebný výkon) a výkon samotného kotla.

Pamätajte, že UPS do 200 W sú užitočné pre kotly s najnižším výkonom.Ak kotol beží na plyn, má výkon približne 80 až 300 W a viac. Neprerušiteľný zdroj energie by sa mal zakúpiť o 25% výkonnejší ako kotol. Typicky je výkon UPS pre kotol obmedzený na 600 W.

Demontovaný UPS na modernizáciu
UPS je možné vylepšiť a posilniť z hľadiska výkonu: na zvýšenie priepustnosti sa zväčší prierez vodiča, vymenia sa zásuvky

Výkon UPS sa vypočíta pomocou vzorca A=B/C×D, Kde:

  • A - výkon batérie (W, watty);
  • B - výkon kotla (W, watty);
  • C je koeficient reaktívneho zaťaženia (0,7);
  • D - 3-násobná rezerva štartovacieho prúdu (3).

Výsledkom bude minimálny potrebný výkon batérie, no do rezervy by sa k nemu malo pridať 30 %.

Výpočty musia zahŕňať aj výkon všetkých čerpadiel, ak sú v systéme prítomné. Zadajte tento ukazovateľ do čitateľa a pridajte ho k výkonu kotla.

Čo sa týka nabíjacieho prúdu pri batériách potom 1 A bude stačiť na prevádzku jednej 10 Ah batérie. Pre prúd 8 A je možné použiť batériu s kapacitou 80-100 Ah. Ak sa pri výbere batérie pomýlite, batéria samotná aj zdroj neprerušiteľného napájania vydržia menej, ako sa očakávalo.

Množstvo prúdu obmedzuje možnosť využiť kapacitu väčšiu ako určitá hodnota, preto by ste mali okamžite zvoliť výkonnú nabíjačku. Výber neprerušiteľného napájania na základe aktuálneho parametra je zároveň výberom na základe trvania autonómnej prevádzky.

Ďalším hlavným parametrom je Kapacita batérie. Na základe toho sú vhodné záložné zariadenia s možnosťou pripojenia externých batérií. Takéto UPS fungujú oveľa dlhšie v núdzovom režime, teda po odpojení od siete.Externé batérie sa odporúča úplne nabiť, pretože ak nie sú úplne nabité, životnosť batérie sa skráti.

Obnova gélovej batérie
Ak sa gélová batéria prestala nabíjať, môžete ju skúsiť obnoviť destilovanou vodou, naliať cez injekčnú striekačku a počkať, kým sa nevstrebe do sklolaminátu

Dôležitým parametrom je autonómia. Maximálna výdrž batérie závisí od batérie alebo súpravy batérií. UPS s jednou vstavanou batériou niekedy poskytuje len 10-20 minút výdrže batérie.

Ak chcete vypočítať životnosť batérie, musíte vynásobiť počet interných a externých batérií a kapacitu každej z nich. V ideálnom prípade by ste si mali kúpiť UPS pre veľa batérií s pripojením externej batérie a potom si kúpiť samotné batérie samostatne. Takto bude možné predĺžiť výdrž batérie na niekoľko hodín, čím sa vyhnete aj úplnému vybitiu.

Malo by sa to vziať do úvahy Napájanie nabíjačky UPS. Obmedzuje možnosti z hľadiska offline režimu. Niektoré online UPS produkujú viac ako 20 A, čo vám umožňuje používať jednotky s 200-300 Ah.

Celková kapacita batérií sa zvyšuje vďaka paralelnému pripojeniu, sériové pripojenie sčítava napätie a to môže byť potrebné pri zdrojoch neprerušiteľného napájania, ktoré nevyžadujú jednosmerné pripojenie 12 V. Vysokovýkonné UPS vyžadujú vyššie napätie obvodu aby zariadenie fungovalo vo vysokej kvalite.

Životnosť batérie dosahuje 10 hodín a viac a veľa závisí od výkonu kotla, prúdu nabíjačky a kapacity batérie. Treba brať do úvahy pravidelnosť sieťových prepätí a výpadkov prúdu. V tomto prípade dbajte na kvalitu ochranného systému proti výkyvom v sieti.

Životnosť batérie
Tabuľka prevádzkového času batérie pre niektoré modely UPS, berúc do úvahy počet súčasne pracujúcich batérií a výkon kotla

Jednorazová výdrž batérie sa vypočíta podľa vzorca T = Q × U / W, Kde:

  • T – čas (hodiny);
  • Q – kapacita batérie (Ah, ampérhodina);
  • U je jeho napätie (V, volty);
  • W je celkový výkon záťaže (W, watty).

Prepínanie rýchlosti na batériu ukazuje, ako rýchlo sa zdroj neprerušiteľného napájania prepne na batériovú prevádzku v prípade výpadku prúdu. Online zariadenia sa prepnú na „rezervu“ okamžite, iné to urobia s oneskorením nie menším ako 0,002-0,015 sekundy a niekedy aj niekoľko sekúnd.

Forma výstupného napätia. Signál, ktorý vychádza zo zdroja neprerušiteľného napájania a vstupuje do kotla, ovplyvňuje jeho prevádzku. Pohyb elektromotorov obehových čerpadiel závisí od parametrov elektrickej energie. UPS nízkej a priemernej kvality pri prevádzke na batériové napájanie a nestabilný napájací prúd vo forme meandru, to znamená vo forme nerovnomernej alebo modifikovanej sínusoidy. Kotol bude pracovať nerovnomerne, čo ďalej zvýši jeho zaťaženie a spotrebu elektrickej energie.

Kľúčový význam má priebeh napätia na výstupe UPS. Môže to vyzerať ako približná sínusoida alebo lichobežník. Takéto parametre zle tolerujú obehové čerpadlá. Bude to indikované viskóznym hlukom a trhavým chodom. Neprerušiteľný zdroj energie pre čerpadlo musí byť vybraný s najlepšími charakteristikami, inak sa čerpadlo časom pokazí.

Schéma UPS bez transformátora
Ľahšie a menšie beztransformátorové UPS musia mať na výstupe vyššie napätie – preto má zariadenie zosilňovače

UPS s dvojitým invertovaním poskytujú nielen takmer ideálnu sínusovú vlnu, ale majú aj účinný systém proti prepätiu v sieti. Line-interactive sú ideálne pre drahé kotly a zariadenia, ktoré sa často pokazia.

Pre spoľahlivé siete sú stabilizátory potrebné v menšej miere. Vďaka kvalitnému sieťovému napätiu a stabilnej prevádzke počas zriedkavých výpadkov sa lacný off-line zdroj neprerušiteľného napájania stáva výhodnou možnosťou.

Pri častých skokoch je určite potrebný stabilizátor. V pase pre zdroje neprerušiteľného napájania so stabilizátormi sa ideálne uvádza forma napätia. Bez takýchto údajov by ste si UPS nemali kupovať.

Cez nulu. Kotly môžu byť fázovo závislé alebo fázovo nezávislé. Pre fázovo závislé kotly budete musieť zvoliť UPS s nulou a pod kotlom. Fázovo nezávislé môžu dokonca pracovať z počítačového neprerušiteľného zdroja napájania, ak vytvára čistú sínusovú vlnu.

Všetky charakteristiky by mali byť dôležité vzhľadom na skutočnosť, že máte plynový kotol alebo kotol na tuhé palivo. Hneď na mieste by ste sa mali opýtať, či je použitie konkrétneho UPS pre plynový kotol kontraindikované.

Ak vezmeme do úvahy všetky kritériá, najlepšou voľbou z hľadiska pomeru ceny a kvality, spoľahlivosti, životnosti a výdrže batérie sú line-interaktívne UPS so správnou sínusoidou.

Nuansy výpočtu efektívnosti
Pre úspešný výber neprerušiteľného napájacieho zdroja na základe účinnosti by ste mali brať do úvahy nielen typ UPS, ale aj výkon samotného zariadenia a pripojenú záťaž.

Inštalácia a prevádzka:

  1. Záložné zdroje sú inštalované v blízkosti vykurovacieho systému, na miestach, kde okolité podmienky neovplyvnia kvalitu prevádzky UPS.
  2. V dokumentácii je uvedená optimálna teplota a vlhkosť - postupujte podľa týchto pokynov.
  3. Sledujte stav miestnosti - nemali by tam byť žiadne výbušné alebo horľavé kvapaliny alebo výpary agresívnych činidiel.
  4. Pripojte zdroj neprerušiteľného prúdu ku kotlu pomocou káblov správneho prierezu.
  5. Všetky zariadenia uzemnite.

Zaujímajte sa o možnosti zariadenia. Dobré zariadenia majú ochranu pred úplným vybitím batérie, prehriatím, skratom a rôznym preťažením. Vstavané stabilizátory relé poskytujú hladkú sínusovú vlnu pri nestabilnom napätí.

Závery a užitočné video na túto tému

Ako si vybrať UPS pre kotol, výpočet parametrov:

Recenzia neprerušiteľného napájacieho zdroja Volter UPS-300 pre kotol, návod na jeho obsluhu:

Interakcia medzi UPS a čerpadlom vykurovacieho systému, kontrola neprerušiteľného napájania Powerman Smart:

Neprerušiteľné zdroje napájania zvyšujú bezpečnosť kotlov. Nie je to tak dávno, čo UPS takmer nikto nepoužíval. V súčasnosti sa v mnohých individuálnych domácnostiach a podnikoch, kde sa elektrina často dodáva s elektrickou energiou nízkej kvality, čoraz viac používajú zdroje neprerušiteľného napájania. UPS môžu byť offline, interaktívne a online. Offline sú možnosťou rozpočtu a v mnohých prípadoch úplne postačujú. Online UPS znižujú pravdepodobnosť porúch na minimum. Lineárna interaktívna je vo väčšine prípadov ideálna.

Píšte komentáre a pýtajte sa na tému článku. Vymieňajte si informácie s ostatnými čitateľmi. Vaše skúsenosti môžu byť užitočné. Povedzte nám o tom, ako ste si vybrali alebo zakúpili zdroj neprerušiteľného napájania. Kontaktný formulár nájdete pod článkom.

Pridať komentár

Kúrenie

Vetranie

Elektrika