У заміських будинках і котеджах, однією з найважливіших функцій, яку виконує побутова техніка, є опалення. Якщо без телевізора і комп'ютера ще можна обійтися, то в зимовий час без опалення жити в приватному котеджі неможливо. Тому до системи опалення обов'язково повинен бути підключений джерело безперебійного живлення для циркуляційного насоса опалення, який забезпечує роботу електроніки опалювального котла і, найголовніше, роботу насоса при аваріях напруги.
ДБЖ для циркуляційного насоса В опалювальній системі може бути один або кілька циркуляційних насосів. Вони забезпечують рух теплоносія по трубах і радіаторів. При цьому теплоносій (вода) забезпечує постійне перенесення тепла від газового котла до радіаторів, і остигнула води назад до системи підігріву. Циркуляційний насос дозволяє уникнути застою води в системі, що може привести до серйозної аварії. Тому джерелом аварійного живлення повинна бути обладнана кожна опалювальна система.
Види ІБП і принцип їх функціонування За своєю конструкцією та принципом роботи блоки аварійного живлення можна розділити на наступні групи: • Резервні джерела живлення; • лінійно-інтерактивні пристрої; • Блоки подвійного перетворення.
Блок живлення резервного типу відноситься до найбільш простих пристроїв. Він складається з наступних вузлів: • Пасивний фільтр придушення мережевих перешкод; • Акумуляторна батарея; • Інвертор-перетворювач; • Плата контролю і управління.
Якщо плата контролю визначає, що напруга мережі відповідає нормі з урахуванням допустимих відхилень, то споживач отримує електроживлення безпосередньо від мережі. Як тільки девіація напруги вийде за межі допуску, електроніка перемикає навантаження на живлення від акумулятора. Напруга, що знімається з батареї, надходить на простий інвертор, де перетворюється в 220 ст. Попередньо напруга мережі проходить через індуктивно-ємнісний фільтр, який дозволяє блокувати велику частину імпульсних високочастотних перешкод і поодинокі короткі викиди напруги. Форма струму на виході резервного джерела відрізняється від рівною синусоїди і має ступінчасту форму. Зазвичай в системах опалення використовуються асинхронні електродвигуни, яким для коректної роботи потрібно гладка синусоїда, тому резервні джерела живлення не рекомендується застосовувати в системах автономних газових котлів.
До переваг таких пристроїв можна віднести низьку вартість і безшумність в роботі. недоліки: • Спотворена синусоїда; • Велике час перемикання; • Вузький діапазон вхідної напруги; • Відсутність корекції напруги і частоти.
Лінійно-інтерактивний бесперебойник для насоса опалення має більш складну конструкцію. Схема такого блоку живлення виконана на тих же вузлах, які є у резервного джерела, крім того, в лінійно-інтерактивних пристроях передбачено ступінчастий стабілізатор напруги мережі, зазвичай виконаний на трансформаторі з перемикаються обмотками. Така схема дозволяє розширити діапазон напруги на вході пристрою. Але основні недоліки резервного блоку залишаються.
Тільки в деяких моделях використовуються схемні рішення, що дозволяють отримати на виході не апроксимувати синусоїда, а нормальний сигнал. Тому вибираючи лінійно-інтерактивний блок аварійного живлення, слід уточнити чи можна його використовувати для підключення насоса. Час перемикання на резервний режим у таких блоків значно менше, ніж у резервних джерел, а й ККД значно нижче. Верхній рядок рейтингу аварійних джерел живлення для насосів опалювальних систем займають ДБЖ подвійного перетворення. За конструкцією вони принципово відрізняються від інших типів резервних джерел. У таких пристроях здійснюється подвійне перетворення струму. Напруга мережі, пройшовши через двоступеневий L / C фільтр, надходить на вхід першого перетворювача. Там напруга випрямляється, коригується по потужності і частково надходить на зарядний пристрій для акумуляторів, де накопичується постійна напруга.
При відключенні мережі харчування починає практично миттєво надходити від акумуляторної батареї, оскільки вона постійно підключена на вхід другого інвертора. У цьому инверторе відбувається процес зворотного перетворення постійної напруги в змінну з величиною відповідної напрузі мережі. Інверторні перетворювачі ідеально підходять для харчування циркуляційних насосів, а так само будь-якої техніки, де використовуються електродвигуни асинхронного типу.
Вони мають ряд безперечних достоїнств: • Відсутність часу перемикання на батарейне харчування; • Можливість корекції напруги і частоти; • Неспотворена форма напруги (рівна синусоїда); • Хороший ККД.
Застосування ІБП для насоса опалення виконаного за схемою з подвійним перетворенням можна вважати оптимальним варіантом. Найсерйозніший недолік такого приладу не має відношення до електричних параметрів - це висока ціна. Крім того елементи схеми, особливо потужні транзистори інвертора, сильно нагріваються, що вимагає застосування вентилятора. Звідси невеликий шум при роботі.
Критерії вибору ДБЖ для насоса При виборі джерело аварійного живлення слід керуватися певними технічними характеристиками: • Потужність блоку живлення; • Ємність акумуляторної батареї; • Час роботи в автономному режимі; • Можливість установки додаткових акумуляторів; • Наявність або відсутність спотворень вихідного сигналу; • Час перемикання на резерв.
Потужність ДБЖ і її підрахунок Це, за визначенням, основний параметр, на який слід звернути увагу при виборі блоку аварійного живлення для циркуляційного насоса. Для того щоб правильно вибрати необхідну потужність пристрою необхідно її попередньо підрахувати за нескладною формулою. Оскільки електродвигун циркуляційного насоса є реактивним навантаженням, то вона обчислюється таким чином. У паспорті на циркуляційний насос зазвичай вказується потужність в ватах. Це, так звана, теплова потужність. Там же може бути зазначено додатковий коефіцієнт, який називається Cos φ (косинус фі). Для отримання повної потужності потрібно теплову потужність розділити на цю величину. Якщо Cos φ не вказано, для розрахунків береться величина 0,6.
У момент пуску електродвигуна струм різко зростає приблизно в 3 рази і цю величину так само слід враховувати. Тому остаточний вибір потужності ДБЖ буде виглядати так. P / Cos φ * 3. Якщо потужність насоса по паспорту дорівнює 120 W, то вийде 120 / 0,6 * 3 = 600. Безперебійник для циркуляційного насоса опалення зазвичай живить і плату електроніки газового котла. Потужність там невелика і з урахуванням невеликого резерву, необхідна потужність джерела аварійного живлення буде дорівнює 650-700 W. Від ємності акумуляторної батареї залежить час, протягом якого система опалення буде працювати при відключеній мережі. За співвідношенням ціна / ємність найбільш оптимальними будуть акумулятори 12 В на 100 А / ч.
Для того щоб дізнатися час роботи споживача від акумулятора необхідно ємність батареї помножити на її напруга і розділити на потужність навантаження. Наприклад, насос з повною потужністю 150 ват буде працювати - 100 * 12/150 = 8 годин. Деякі ІБП для циркуляційного насоса опалення допускають підключення додаткових зовнішніх батарей, що може в кілька разів збільшити час роботи в аварійному режимі. З усіх аварійних джерел живлення тільки пристрої з подвійним перетворенням напруги можуть видавати на виході ідеальну синусоїду. Серед дорогих лінійно-інтерактивних блоків так само можна підібрати ДБЖ з подібними характеристиками, але час перемикання на резерв у таких джерел набагато більше, ніж у інверторних пристроїв.
Установка блоку аварійного живлення Для того щоб джерело резервного живлення працював довго і без аварій слід дотримуватися деяких простих, але досить ефективні правила: • Температура повинна знаходитися в інтервалі + 18-25 градусів; • У приміщенні не повинно бути пилу і парів агресивних рідин; • Корпус блоку живлення повинен бути обов'язково заземлений; • Під підлоговий блок слід підкласти гумовий килимок; • Не можна будь-чим накривати джерела безперебійного живлення, • Не плутати полярність акумулятора.
При більш низьких температурах ІБП для циркуляційного насоса працювати, звичайно, буде, але час автономної роботи при цьому знизиться. Деякі моделі ДБЖ Інверторний джерело аварійного живлення ПН -1000 виробництва компанії «Енергія» є настінну конструкцію, що забезпечує високу точність напруги на виході з навантаженням до 1 кВт. В якості попереднього стабілізатора застосований автотрансформаторним релейний комутатор, який забезпечує нормальну роботу інвертора при напрузі на вході пристрою від 120 до 270 В. Управління роботою перетворювача здійснюється мікропроцесором за принципом широтно-імпульсної модуляції. Пристрій комплектується акумулятором 12 В на 100 А / ч. Схема приладу забезпечує максимальний зарядний струм 15 А. Блок має захист від перевантаження і від напруги, що виходить за вказані межі. Батарея захищена від критичного розряду і неправильної полярності при підключенні.
Теплоком STT 222/500 - це компактний стабілізатор спеціально адаптований для роботи з газовими котлами. Він забезпечує номінальне навантаження 222 ВА і максимально допустиму протягом 3-х хвилин 500 ВА. Пристрій забезпечує нормальне вихідна напруга при вхідних рівнях від 170 до 242 вольт.
СКАТ ST 1515 забезпечує номінальною напругою побутові пристрої потужністю до 1515 ВА. Пристрій працює при напрузі мережі від 140 до 260 В. і має автомат захисту і світлодіодну індикацію вхідної напруги. Після порівняння технічних характеристик різних моделей можна зробити висновок, що безперебійне живлення для насоса опалення може забезпечити тільки аварійне джерело подвійного перетворення з акумулятором 12 В на 100 А / ч.
