Zdroj nepřerušitelného napájení pro topný kotel: princip činnosti + jemnost výběru zdrojů nepřerušitelného napájení

Znáte ten pocit, když zůstanete bez elektřiny v tu nejméně vhodnou chvíli? Souhlasíte, že je těžké najít vhodný čas pro odchod ze sítě. Mnoho soukromých domů je již vybaveno autonomními generátory pro případ delší ztráty energie. Bylo by hezké mít také napájecí zdroj pro kotel, protože toto zařízení má citlivé komponenty. Na tom závisí provozuschopnost a bezpečnost kotlového systému.

Kvalitní nepřerušitelný zdroj napájení vás uklidní: nebudete muset řešit nepochopitelné chyby, čekat na techniky nebo platit za opravy. Z tohoto článku se dozvíte informace o provozu napájecích zdrojů, jejich typech a kritériích pro bezchybný výběr zařízení za jakýchkoliv podmínek.

Záložní zdroje se objevily v souvislosti s potřebou ochrany před nestabilitou elektrických sítí a výpadky proudu. Za různých okolností je potřeba určitý typ nepřerušitelného napájení, ale od zbytku lze upustit. Více se o tom dozvíte v našem článku.

Účel a princip činnosti systémů nepřerušitelného napájení

V jednotlivých domech jsou kotle často jediným zařízením pro ohřev vody a vytápění. Problémy v elektrických sítích obsluhujících takové budovy způsobují velké nepříjemnosti.

Kotlové panely a řídicí jednotky, stejně jako jejich automatické instalace, přitom vyžadují kvalitní napájení.

Schéma provozu UPS v režimu „ze sítě“ a autonomním režimu na příkladu on-line modelu: v prvním případě je aktivován stabilizátor, ve druhém proudí akumulovaná energie z baterie do měniče a odtud na výstup

Vyhlazuje tento problém nepřerušitelný zdroj energie (UPS, nepřerušitelný napájecí zdroj, nepřerušitelný napájecí zdroj) je jednoduché zařízení, které poskytuje určitou dobu stabilní výdrže baterie.

Záložní napájecí zařízení se zapíná po poruchách a haváriích a zásobuje elektrickou energií celý řídicí systém kotle. UPS to zvládne několik desítek minut i více než půl dne.

Hlavním účelem UPS je napájet zařízení proudem a napětím v případě, že je hlavní napájecí síť přestane dodávat. Zejména v zimě dochází k mnoha přerušením, někdy kvůli mrazu, někdy kvůli úsporám. Kvůli tomuhle UPS pro kotle bude velmi relevantní ve velkých domácnostech. Kvůli častým výpadkům proudu v soukromých sektorech jsou UPS stále více žádané.

Druhou hlavní funkcí UPS je ochrana proti kolísání a abnormálním parametrům sítě. Pokud dojde k výpadku napájení nebo se změní mnoho parametrů, UPS se přepne na bateriový provoz.

UPS se často používá s kotle na tuhá paliva. Čerpadla takových kotlů zajišťují pohyb a cirkulaci v radiátorech. Protože palivo hoří i po vypnutí napájení, zbývající kapalina v kotli může vřít. Bez použití nepřerušitelného zdroje napájení tato situace skončí poruchou nebo úplným selháním kotle a je možný i výbuch.

Kotle na tuhá paliva vyžadují ve větší míře UPS - tyto kotle jsou výkonnější a hodí se jako hlavní i záložní zdroj vytápění

Neustálý provoz na tuhá paliva popř plynový kotel, jeho zapalovací a ovládací panel zajišťuje nejen vytápění nebo samotný ohřev vody, ale také chrání před zamrznutím chladicí kapaliny v potrubí, které může poškodit celý topný systém.

U většiny moderních modelů kotlů je cirkulace chladicí kapaliny řízena elektrická čerpadla. Termostat ovládá venkovní teplotu. Čerpadlo začne čerpat chladicí kapalinu, jakmile klesne pod přípustný limit. Poté se rozsvítí plynový ventil, hořák začne pracovat, energie spalování naplní chladicí kapalinu a ventilátor se zapne. Ovládání kotle je po celou dobu k dispozici v elektronické jednotce.

Téměř všechny konstrukční prvky z tohoto cyklu vyžadují vysoce kvalitní elektřinu s ideálním tvarem proudu:

• čerpadlo;
• plynový ventil;
• fanoušek;
• elektronickou jednotku.

V některých aplikacích bude mít špatný průběh proudu kritické důsledky.

Zdroje nepřerušitelného napájení mají různé principy činnosti a struktury. UPS pro kotle má většinou baterii (baterie, baterie) a přepíná na nouzové napájení.

Typy záložních zdrojů

Neexistují žádné nepřerušitelné zdroje energie speciálně pro plynové kotle nebo kotle na tuhá paliva. Existují pouze 3 typy UPS podle způsobu jejich fungování a všechny představují 3 různé cenové kategorie.

Jakékoli malé zakřivení sinusoidy opotřebovává kotel a jeho komponenty a u většiny systémů nepřerušitelného napájení se liší od klasického hladkého

Systémy topných kotlů jsou dodávány s následujícími UPS:

1. Offline (off-line, zálohování).
2. Linkově interaktivní.
3. Online (on-line, dvojí konverze).

Offline UPS - Jedná se o skupinu levných zařízení, která přepínají napájení na baterii a nevyrovnávají parametry napětí.Zahrnují spínací zařízení a baterii. V režimu napájení ze sítě získává čerpadlo a řídicí jednotka kotle energii přímo ze sítě.

Záložní napájení se spouští vypínačem. Off-line – nejméně spolehlivé a nejlevnější. Off-line UPS má stejný tvar napětí jako síť a doba přechodu na bateriový provoz je poměrně dlouhá. Hlavní upozornění je, že nedochází ke stabilizaci síťového napětí.

Line-interaktivní nepřerušitelné zdroje napájení mít vestavěný stabilizátor. Díky němu zařízení i při výrazných výkyvech napětí nadále funguje ze sítě a je tedy spolehlivější. Tato zařízení se nepřepnou na záložní napájení po malých přepětích, jako jsou off-line zařízení. Linkově interaktivní zařízení mají 2 hlavní podkategorie: UPS s pravidelnými a nepravidelnými sinusovými vlnami.

Budget line-interactive Luxeon UPS s vestavěným stabilizátorem, dobou přechodu na baterii 0,5 s a přesností stabilizace 10

Vlastnosti line-interactive:

• výstupní signál může být stupňovitý nebo hladký;
• dlouhá práce;
• dlouhá životnost;
• dlouhá doba provozu bez přepnutí na baterii;
• vyrovnání napětí stabilizátorem.

Online zařízení mají zásadně jinou strukturu než off-line a line-interactive. On-line zařízení přeměňují střídavý proud na stejnosměrný proud a poté opět na střídavý proud.

Jejich baterie se nabíjí sníženým konstantním napětím. Je neustále aktivní, nevyžaduje spínání a ihned začne pracovat, jakmile dojde ke ztrátě síťového napětí. Baterie také napájí kotel, pokud je síťové napětí dostupné, ale příliš nízké.

On-line parametry:

• vyrovnání frekvence a napětí;
• okamžité zapnutí záložního napájení;
• Sinusovka na výstupu je téměř ideální.

Pokud jde o sinusoidu, v on-line zařízeních je hladká, není stupňovitá a nemá žádné znatelné zkreslení. U mnoha plynových kotlů je přitom zásadně důležitá stabilita frekvence.

On-line modely poskytují 100% ochranu v jakémkoli provozním režimu. Týká se to bezpečnosti kotle, jeho částí a samotného nepřerušitelného napájení, spojené s problémy v elektrické síti. Ochrana funguje v případě jakýchkoliv poruch v jakékoli části sítě.

Součástí zařízení je usměrňovač, střídač a bypass. Usměrňovač převádí střídavý proud na konstantní, invertor provede opačnou akci a bypass je záložní napájecí vedení, které se používá při poruše částí UPS.

Zjednodušené schéma on-line zdroje nepřerušitelného napájení: proud, vstup a výstup, baterie, speciální prvky: usměrňovač, invertor, relé

Online modely jsou neocenitelné pro kritická nebo citlivá zatížení, kterými mnoho kotlových systémů je. S nízkou účinností a životností jsou on-line UPS nejvýkonnější.

Strukturálně jsou on-line UPS schopny interagovat s baterií a generátorem. Obvykle s oběma zdroji ve stejném modelu. On-line UPS má střídač, který neustále běží, což je jeho hlavní vlastnost. Všechny výkonné systémy UPS se nyní snaží využít toto online schéma.

Porovnání charakteristik různých UPS pro kotel

U starých stolních počítačů se používaly záložní zdroje nepřerušitelného napájení a ty byly většinou dostačující. V průmyslových a privátních sítích byla a je potřeba výkonnějších a komplexnějších zdrojů nepřerušitelného napájení.Moderní kotle a všechny kotle s čerpadly jsou špatně kompatibilní nebo nekompatibilní s offline UPS.

Téměř všechny offline zdroje nepřerušitelného napájení mají skromný výkon. Účinnost těchto UPS v případě problémů s napájením dosahuje až 60 %.

Spínací zařízení line-interactive UPS stabilizuje napětí a v tomto případě by výrazné odchylky napětí od normy neměly vést k přechodu do autonomního provozu. Line-interactive zařízení navíc podporují dva režimy: pro nestabilní parametry a úplnou ztrátu napájení.

Powerman Smart UPS pro napájení pumpy Oasis CN, výsledkem je 3,5 hodiny z baterie a konstantní napětí 220 V

Tyto UPS pracují s odchylkami vstupního napětí až 20 %. Výstupní napětí se téměř vždy rovná normě. Účinnost line-interactive je vyšší než u on-line a off-line a úroveň poskytované ochrany dosahuje 85 %.

On-line nepřerušitelný zdroj napájení dodává na výstupu vysoce kvalitní střídavý proud. Mezi jeho baterií a sítí není vůbec žádná doba přepínání. Online střídač UPS může pracovat bez síťového napájení.

Kromě těchto výhod existují i ​​nevýhody. Výdrž baterie při práci on-line je obvykle nižší, stejně jako účinnost celého zařízení. Ceny on-line modelů jsou výrazně vyšší. On-line má značnou hladinu hluku a značné vývin tepla.

Nejoblíbenější jsou line-interactive. Mají stabilizátor, i když ne nejpřesnější. Pokud síťové napětí odpovídá rozsahu nepřerušitelného zdroje napájení (například do 130 voltů), tento stabilizuje indikátor s přesností asi 10 %. Toto číslo je v každodenním životě považováno za přijatelné.K přepnutí na bateriový provoz dojde vždy, když stabilizátor nemůže splnit těchto 10 %.

Nepřerušitelný zdroj napájení Gewald Electric pro ochranu topného systému, hořáku, automatiky kotle, systému automatického uzavření plynu, oběhových čerpadel, filtrů na úpravu vody

Line-interactive se významem blíží off-line zařízením – mají také určitý rozsah, ve kterém zařízení pracuje v běžném režimu napájení ze sítě, nikoli v záložním režimu. Rozdíl je v tom, že přijatelný rozsah napětí pro off-line zařízení je mnohem užší. U off-line zařízení je kladen důraz spíše na ochranu proti náhlým výpadkům napájení než na přepětí.

Kritéria pro výběr nepřerušitelného zdroje napájení pro kotel

Celkem existuje více než 5 zásad pro úspěšný výběr zdroje nepřerušitelného napájení. Obecně by měla být dána přednost novějším a pokročilejším zařízením. Mějte na paměti zvláštnosti ruských energetických sítí – jsou v drtivé většině nestabilní.

Věnujte pozornost klíčovým vlastnostem:

1. Napájení.
2. Nabíjecí proud.
3. Kapacita baterie.
4. Možnost připojení externích baterií.
5. Doba provozu v autonomním/nouzovém režimu.
6. Doba přechodu na baterii.
7. Tvar výstupního signálu (napětí), tedy výstupní sinusovka.
8. Přítomnost přes nulu.

Napájení. Pro dvouokruhové kotle, ohřívá hodně vody z vodovodu, bude nepřerušitelný zdroj energie buď k ničemu, nebo krátkodobě podpoří práci a pouze pokud je velmi výkonný. Budete muset vzít v úvahu počet oběhových čerpadel (čím více, tím vyšší potřebný výkon) a výkon samotného kotle.

Pamatujte, že UPS do 200 W jsou užitečné pro kotle s nejnižším výkonem.Pokud kotel běží na plyn, má výkon přibližně 80 až 300 W a výše. Záložní zdroj by měl být zakoupen o 25% výkonnější než kotel. Obvykle je výkon UPS pro kotel omezen na 600 W.

UPS lze upgradovat a posílit z hlediska výkonu: pro zvýšení propustnosti se zvětší průřez vodičů, vymění se zásuvky

Výkon UPS se vypočítá pomocí vzorce A=B/C×D, kde:

• A - výkon baterie (W, watty);
• B - výkon kotle (W, watty);
• C je koeficient reaktivního zatížení (0,7);
• D - 3násobná rezerva startovacího proudu (3).

Výsledkem bude minimální požadovaná kapacita baterie, ale do rezervy by se k ní mělo přidat 30 %.

Výpočty musí také zahrnovat výkon všech čerpadel, pokud jsou v systému přítomna. Zadejte tento ukazatel do čitatele a přidejte jej k výkonu kotle.

Pokud jde o proud nabíječky u baterií pak 1 A bude stačit na provoz jedné 10 Ah baterie. Pro proud 8 A lze použít baterii o kapacitě 80-100 Ah. Pokud uděláte chybu při výběru baterie, pak samotná baterie i nepřerušitelný zdroj vydrží méně, než se očekávalo.

Velikost proudu omezuje možnost využití kapacity větší než určitá hodnota, proto byste měli okamžitě zvolit výkonnou nabíječku. Výběr zdroje nepřerušitelného napájení na základě aktuálního parametru je zároveň výběrem na základě doby trvání autonomního provozu.

Dalším hlavním parametrem je Kapacita baterie. Na základě toho jsou vhodná záložní zařízení s možností připojení externích baterií. Takové UPS fungují mnohem déle v nouzovém režimu, tedy po odpojení od sítě.Externí baterie se doporučuje plně nabíjet, protože pokud nejsou plně nabity, životnost baterie se zkrátí.

Pokud se gelová baterie přestala nabíjet, můžete ji zkusit obnovit destilovanou vodou, nalít ji injekční stříkačkou a počkat, až se vstřebá do sklolaminátu

Důležitým parametrem je autonomie. Maximální životnost baterie závisí na baterii nebo baterii. UPS s jednou vestavěnou baterií někdy poskytuje pouze 10-20 minut životnosti baterie.

Chcete-li vypočítat životnost baterie, musíte vynásobit počet interních a externích baterií a kapacitu každé z nich. V ideálním případě byste si měli koupit UPS pro mnoho baterií s připojením externí baterie a samotné baterie pak koupit samostatně. Tímto způsobem bude možné prodloužit životnost baterie na několik hodin, což také zabrání úplnému vybití.

Mělo by se to vzít v úvahu Napájení nabíječky UPS. Omezuje možnosti z hlediska offline režimu. Některé online UPS produkují více než 20 A, což vám umožňuje používat jednotky s 200-300 Ah.

Celková kapacita baterií je zvýšena díky paralelnímu připojení, sériové připojení sčítá napětí a to může být potřeba u nepřerušitelných zdrojů napájení, které nevyžadují stejnosměrné připojení 12 V. Vysoce výkonné UPS vyžadují vyšší napětí obvodu aby zařízení fungovalo ve vysoké kvalitě.

Životnost baterie dosahuje 10 hodin a více a hodně závisí na výkonu kotle, proudu nabíječky a kapacitě baterie. Je třeba vzít v úvahu pravidelnost síťových přepětí a výpadků proudu. V tomto případě dbejte na kvalitu ochranného systému proti výkyvům v síti.

Tabulka provozní doby baterie pro některé modely UPS s přihlédnutím k počtu současně pracujících baterií a výkonu kotle

Jednorázová výdrž baterie se vypočítá pomocí vzorce T = Q × U / W, kde:

• T – čas (hodiny);
• Q – kapacita baterie (Ah, ampérhodina);
• U je jeho napětí (V, volty);
• W je celkový výkon zátěže (W, watty).

Přepínání rychlosti na baterii ukazuje, jak rychle se nepřerušitelný zdroj přepne na bateriový provoz v případě výpadku proudu. Online zařízení se přepnou do „rezervy“ okamžitě, jiná to dělají se zpožděním ne menším než 0,002-0,015 sekundy a někdy i několik sekund.

Forma výstupního napětí. Signál, který vychází ze zdroje nepřerušitelného napájení a vstupuje do kotle, ovlivňuje jeho provoz. Pohyb elektromotorů oběhových čerpadel závisí na parametrech elektrické energie. UPS nízké a průměrné kvality při provozu na baterie a nestabilní elektrické síti produkují proud ve formě meandru, tedy ve formě nerovnoměrné nebo modifikované sinusovky. Kotel bude pracovat nerovnoměrně, což dále zvýší jeho zatížení a spotřebu elektrické energie.

Klíčový význam má průběh napětí na výstupu UPS. Může to vypadat jako přibližná sinusovka nebo lichoběžník. Takové parametry jsou oběhovými čerpadly špatně tolerovány. To bude indikováno viskózním hlukem a trhaným provozem. Zdroj nepřerušitelného napájení pro čerpadlo musí být vybrán s nejlepšími vlastnostmi, jinak se čerpadlo časem porouchá.

Lehčí a menší beztransformátorové UPS musí mít na výstupním bodě vyšší napětí – proto má zařízení boostery

UPS s dvojitou inverzí poskytují nejen téměř ideální sinusový průběh, ale mají také účinný systém proti přepětí v síti. Line-interactive jsou ideální pro drahé kotle a zařízení, která se často porouchají.

Pro spolehlivé sítě jsou stabilizátory potřeba v menší míře. S kvalitním síťovým napětím a stabilním provozem při vzácných výpadcích se levný off-line nepřerušitelný zdroj stává ziskovou variantou.

Při častých skocích je určitě potřeba stabilizátor. Pas pro nepřerušitelné zdroje napájení se stabilizátory ideálně uvádí tvar napětí. Bez těchto údajů byste UPS neměli kupovat.

Přes nulu. Kotle mohou být fázově závislé nebo fázově nezávislé. U kotlů závislých na fázi budete muset zvolit UPS s průchozí nulou a pod kotlem. Fázově nezávislé mohou dokonce pracovat z nepřerušitelného zdroje napájení počítače, pokud produkuje čistou sinusovku.

Všechny charakteristiky by měly být důležité s ohledem na skutečnost, že máte plynový kotel nebo kotel na tuhá paliva. Měli byste se zeptat přímo na místě, zda je kontraindikováno použití konkrétní UPS pro plynový kotel.

Při zohlednění všech kritérií jsou nejlepší volbou z hlediska poměru ceny a kvality, spolehlivosti, životnosti a výdrže baterie line-interaktivní UPS se správnou sinusovkou.

Pro úspěšný výběr nepřerušitelného zdroje napájení na základě účinnosti byste měli vzít v úvahu nejen typ UPS, ale také výkon samotného zařízení a připojenou zátěž

Instalace a provoz:

1. Záložní zdroje jsou instalovány v blízkosti topného systému, v místech, kde okolní podmínky neovlivňují kvalitu provozu UPS.
2. V dokumentaci je uvedena optimální teplota a vlhkost – dodržujte tyto pokyny.
3. Sledujte stav místnosti - neměly by tam být žádné výbušné nebo hořlavé kapaliny nebo páry agresivních činidel.
4. Připojte zdroj nepřerušitelného napájení ke kotli pomocí kabelů správného průřezu.
5. Uzemněte veškeré vybavení.

Zajímejte se o možnosti zařízení. Dobrá zařízení mají ochranu proti úplnému vybití baterie, přehřátí, zkratu a různému přetížení. Vestavěné stabilizátory relé poskytují hladkou sinusovku při nestabilním napětí.

Závěry a užitečné video k tématu

Jak vybrat UPS pro kotel, výpočet parametrů:

Recenze nepřerušitelného zdroje napájení kotle Volter UPS-300, návod k jeho obsluze:

Interakce mezi UPS a čerpadlem topného systému, kontrola nepřerušitelného napájení Powerman Smart:

Nepřerušitelné zdroje napájení zvyšují bezpečnost kotlů. Není to tak dávno, co UPS téměř nikdo nepoužíval. Nyní se v mnoha jednotlivých domácnostech a podnicích, kde je elektřina často dodávána s elektřinou nízké kvality, stále více používají nepřerušitelné zdroje napájení. UPS mohou být offline, linkově interaktivní a online. Offline jsou možností rozpočtu a v mnoha případech jsou zcela dostačující. Online UPS snižují pravděpodobnost poruch na minimum. Lineární interaktivní je ve většině případů ideální.

Pište komentáře a ptejte se na téma článku. Vyměňujte si informace s ostatními čtenáři. Vaše zkušenosti mohou být užitečné. Řekněte nám, jak jste si vybrali nebo koupili nepřerušitelný zdroj napájení. Kontaktní formulář je umístěn pod článkem.