Как подключить аккумулятор к котлу отопления?

Выбираем источник бесперебойного питания (бесперебойник) для газового котла

Современные газовые котлы напичканы сложной электроникой которой необходимо постоянное и качественное электропитание. При перебоях с подачей электроэнергии или при аварии в электросети ваш отопительный прибор просто перестанет работать и вы останетесь замерзать в своем частном загородном доме. Для того, чтобы это не случилось владельцы используют источник бесперебойного питания (ИБП) для газовых котлов.

В этой статье мы расскажем о том зачем нужен бесперебойник и какие бывают виды, как выбрать лучший и правильно подключить своими руками. В заключении мы рассмотрим наиболее востребованные у потребителей модели источников бесперебойного питания (UPS) и приведем несколько отзывов владельцев об их работе.

Для твердотопливного котла применение теплового аккумулятора полностью оправдано. Ведь при эффективной работе топливо сгорает с наименьшим количеством остатков, в которые входят кислоты, зола и деготь. А работает котел на полную мощность и с максимальным КПД. Регулировать мощность можно только, ограничив поступление воздуха в топке. Такая система означает, что радиаторы раскаляются на полную мощность, а затем остывают. Естественно такой режим работы приносит к быстрому изнашиванию труб, соединений и температура в помещении становится некомфортной.

При использовании теплового аккумулятора тепло, которое вырабатывается котлом при полной мощности, будет уходить на подогрев воды в баке. При этом после того как топливо сгорело, вода продолжает циркуляцию между баком и батареями, забирая тепло постепенно.

При установке теплоаккумулятора расход топливо значительно снизится, а система отопления прослужит дольше, и котел будет работать в щадящем режиме.

Рачёт и выбор ИБП для газового котла как подобрать ИБП

Современные газовые котлы водяного отопления эффективные и экономичные, но, в отличие от старых, у них есть слабое место. Все новые котлы отопления оборудованы системой автоматики, а система включает в себя циркуляционный насос, требующие качественного и бесперебойного электропитания. Более того, котел может отключится по внутренней защите при пониженном напряжении сети. Если проблему импульсных помех и перепадов напряжения можно решить подключением котла и оборудования системы отопления через стабилизатор, то в случае отключения электричества стабилизатор уже не поможет — автоматика отключит котёл, и запустить его будет возможно только после появления электроснабжения. Отключение системы отопления может быть фатальным для всей системы, особенно в сильный мороз. И даже если у Вас нет проблем с электроснабжением, ни кто не застрахован от сюрпризов природы, порывов линий и прочих аварийных ситуаций. А пониженное напряжение в некоторых населенных пунктах бывает чуть ли не нормой. Поэтому настоятельно рекомендуется подключение котла газового отопления через источник бесперебойного питания — ИБП (UPS).

Надо отметить, что альтернативой ИБП является автономная дизельная или бензиновая электростанция. Но и такие системы автономного электроснабжения целесообразно использовать в связке с UPS, при больших отапливаемых мощностях и возможностью установки такого генератора. В подавляющем большинстве случаев оптимальным решением будет источник бесперебойного питания, правильно подобранный по мощности и техническим параметрам. Намного выгоднее это будет и по цене, к тому же не требует поточных затрат на топливо (бензин, дизтопливо). А современных аккумуляторов в ИБП хватает на 10-15 лет эксплуатации. Есть еще вариант автономной энергосистемы на солнечных батареях.

Что необходимо знать при выборе источника бесперебойного питания (ИБП) для котла отопления ?

Сразу отметим, что подключить обычный автомобильный аккумулятор напрямую к газовому котлу не получится, т.к аккумулятор выдает только постоянный ток напряжением в 12 В или 24 В. Поэтому для подключения автономного электропитания к котлу необходимо устройство, которое преобразует постоянное напряжение аккумулятора на переменное сетевое 220В. К тому же преобразование должно быть достаточно качественным (форма синусоиды), для питания электронных компонентов системы. Вот такие устройства и называются источником бесперебойного питания, сокращенно ИБП или UPS.
Функции таких устройств — инвертировать постоянное напряжение от аккумулятора в 220В переменного тока при отсутствии напряжения в сети, стабилизация выходного в 220 В, при наличии на различного на входе (например от 100 В до 300 В), Исключить броски перенапряжения, а также зарядка аккумулятора при необходимости. Такое устройство полностью автоматическое и обеспечивает безударный переход на автономное питание без разрыва питания котла и системы отопления. При появлении питания, автоматически отключает батарее и переходит в режим зарядки аккумуляторов. Зарядка аккумуляторов происходит по определенному алгоритму, позволяющему намного увеличить срок эксплуатации батарей.

Но не все UPS обеспечивают все эти функции. ИБП есть двух типов:

• Первый тип — это ИБП типа off-line. Автоматически переключают питание от батареи при пропадании электричества в сети и автоматически заряжают аккумулятор, когда это необходимо. Т.е. при наличии напряжения в сети устройство никак не задействовано, ток идет через него транзитом и, соответственно, не стабилизируется. Если на входе 180 В, то и на выходе будет 180 В. Самые дешевые бесперебойники для компьютера именно такого типа. Стоит отметить, что импульсные блоки питания компьютеров, телевизоров позволяют нормально работать в широком диапазоне входного напряжения (140В-250В, и более широком диапазоне). Газовые котлы, в основном, намного требовательны в этом плане и при напряжении меньше 190-200В могут отключаться. В инструкциях не указывают это предел — смотрите по форумах или узнавайте у специалистов касаемо марки Вашего котла.
• Второй тип — это ИБП on-line, которые задействованы все время. Напряжение в ИБП типа on-line стабилизируется с помощью инвертора двойного преобразования: сначала переменное напряжение в 220В преобразуется в постоянное 12 В или 24 В, затем постоянное напряжение трансформируется в переменное напряжение 220В. Поскольку постоянное напряжение в 12 В или 24 В всегда стабильно, то при преобразовании этого напряжения в переменный ток 220В также никаких колебаний, проседаний или бросков напряжения не происходит. В результате, ИБП on-line на выходе всегда дают стабильную синусоиду и напряжение. Различаются еще по качеству сформированной синусоиды. Кроме того, ИБП со встроенным стабилизатором напряжения позволяет обеспечить стабильное напряжение для потребителей без перехода в режим работы от аккумулятора. Это позволяет существенно сэкономить ресурс батареи. Источник бесперебойного питания со стабилизатором напряжения двойного преобразования являются на сегодня самыми точными и надежными, и к сожалению, самыми дорогими.

Еще несколько замечаний по выбору UPS для системы отопления

— Недорогие компьютерные ИБП имеют прямоугольную форму сигнала на выходе, что недопустимо при работе насосов, вентиляторов и другой индуктивной нагрузки. Для работы котла необходимо напряжение с чистой синусоидой на входе (обеспечение плавного крутящего момента двигателя).

— Стартерные аккумуляторные батареи предназначены для работы на кратковременных мощных нагрузках (запуск стартера), требуют обслуживания и выделяют пары серной кислоты в процессе работы (не допускаются к использованию в закрытых помещениях в непосредственной близости от людей). Средний срок службы автомобильного аккумулятора в системе ИБП не более одного года.

Как рассчитать мощность ИБП для газового котла и системы отопления

В классическом варианте электрическая мощность оборудования отопления (не путайте с тепловой ) состоит из потребляемой мощности самого котла и циркуляционного насоса. Эти данные можете взять из документации или на шильдиках оборудования.

В газовых котлах до 25 кВт по теплу, как правило, находится один насос. В более мощных, промышленных котлах, может быть два и более насосов. В большинстве случаев котел с одним насосом потребляет при включенном насосе 90-150Вт электроэнергии и такому котлу достаточно стабилизатора или ИБП мощностью до 300 Вт. Соответственно, если в Вашей системе отопления применяется два насоса — то необходимо брать ИБП как минимум 400-500Вт. В целом же мощность ИБП должна соответствовать совокупной мощности всех устройств, запитанных от него. И не забывайте также о запасе по мощности, хотя бы в 20-30%.

Очевидно, что чем больше емкость аккумулятора — тем дольше время автономной работы ИБП. Приблизительное время беспрерывной работы ИБП можно определить согласно ниже приведенной таблице.

Еще один важный показатель у ИБП — это мощность зарядного устройства. Как известно, чем больше емкость аккумулятора — тем большая сила тока необходима, чтобы зарядить аккумулятор полностью. Приблизительное соотношение — 1 к 10. Т.е. для зарядки аккумулятора емкостью 60 А/ч потребуется ток заряда 6А. Можно заряжать и большими токами, но это приводит к быстрому износу аккумулятора. Если ток заряда будет меньше положенного, то аккумулятор не дозарядится, в результате чего будет «закоксовываться» (технический термин — сульфатизация), что также приведет к снижению срока службы.

Расчет времени работы источника бесперебойного питания

Упрощенная формула

Расчет времени автономной работы можно осуществить по упрощенной формуле. Для этого: Емкость аккумулятора в Ампер-часах, умножаем на напряжение аккумуляторов, в вольтах, делим на постоянную нагрузку в ваттах и получаем = Количество часов непрерывной автономной работы.
Например, котел, который потребляет 180 В, с батареей на 50 Ампер-часов будет непрерывно работать в течении 3,3 часов (50*12/180).

Уточненный расчет

Если Вы решили углубиться в технические характеристики ИБП и самостоятельно рассчитать время непрерывной автономной работы Вашего котла и системы отопления — пожалуйста! Чтобы произвести расчет воспользуемся единственным верным методом, но для этого необходимо знать не только мощность котла, но и несколько важных параметров ИБП для котла:

Т — время автономной работы ИБП при отключении сети, ч;
Uаб — напряжение одной аккумуляторной батареи, В;
Сак — емкость аккумуляторной батареи, А* ч;
К — количество аккумуляторов в батарее;
h — КПД преобразователя (h=0,75-0,8);
Кр — коэффициент глубины разряда 0,8 –0,9 (80%-90%);
Кg — коэффициент доступной емкости, зависит от режима разряда и температуры:
— при одночасовом режиме разряда, tокр=20°С 0,7 (70%)
— при двухчасовом режиме разряда, tокр=20°С 0,85 (85%)
— при десятичасовом режиме разряда, tокр=20°С 1,0(100%);

Т = Uаб * Сак * К * h * Кр * Кg / Рнагр

где Рнагр — мощность нагрузки.

Чтобы детальней рассмотреть расчет источника бесперебойного питания для котла подставим примерные значения:

Uаб = 12 В;
Сак = 84 А* ч;
К = 1,0;
h = 0,8;
Кр = 0,9;
Кg = 1,0.

T = 12 x 84 x 1,0 x 0,8 x 0,9 x 1,0 / 150 ≈ 4,84 часа

Таким образом, если Ваш отопительный котел имеет мощность 150 ВА и питается при помощи источника бесперебойного питания с аккумулятором емкостью 84А*ч на 12В, то срок автономного питания составит 4,84 часа.

Какой самый оптимальный аккумулятор для котла?

Наилучшее соотношение цена качество имеет батарея 12В 100А. Разница в стоимости между аккумуляторами 50 ампер и 100 ампер всего 30-40%, а между АКБ 100 ампер и 120 ампер уже около 50%. Таким образом в качестве одной или нескольких резервных батарей имеет смысл смотреть в сторону АКБ 12В 100А.

Это справочные данные, а Вам не составит труда по любой формуле определить необходимы параметры ИБП для конкретного котла и системы отопления, а по известным параметрам уже будете выбирать модель UPS — которых сейчас на рынке довольно много, как говорится на любой карман и вкус.

Как проверить правильность подключения ИБП к газовому котлу

Простое отключение ИБП из сети не обеспечит корректной работы котла: просто разорвется нейтраль, которая является общей для источников. То есть в каждом отверстии каждой розетки будет напряжение – индикаторная отвертка определит фазу. Разница потенциалов в розетке составит как раз 220 В. Но это разница между -110 В в одном отверстии и 110 В в другом. Как же быть?

Чтобы на 100% быть уверенным в правильности выполненных действий, существует простая процедура проверки для фазозависимого котла – оборудования, горелка которого не загорится при неправильно подключенной фазе.

В щитке нужно отключить однополюсный автомат. Двухполюсный в таком деле не подойдет, так как он отключит и нейтраль, что в данный момент совсем не нужно. Этот автомат разорвет фазовый проводник, а нейтраль сохранится. Таким образом, на выходе у бесперебойника в одном отверстии розетки должен быть ноль, а в другом — строго фаза.

Если ИБП запищит, а котел не включится, значит, вы ошиблись в подключении к сети. Не стоит расстраиваться. Ведь исправить это очень просто: нужно поменять фазы. Для этого надо вытащить вилку из гнезда, развернуть ее на 180° и снова воткнуть.

Выбор источника бесперебойного питания и его правильное подключение — вот залог долгой и стабильной работы газового котла. Если вы все же сомневаетесь в собственных силах, то рекомендуем обратиться в наш Отдел по установке. Специалисты выполнят работу быстро, качественно и по разумной цене. Позвоните по телефону 8-800-333-83-28 — менеджер сообщит всю необходимую информацию.

Правила установки и расчет

Принцип подключения теплоаккумулятора является таким же, как и у гидрострелки, а основное отличие заключается только в теплоизоляции и объеме. Эти механизмы нужно монтировать между двумя трубопроводами, идущими от котла – обратным и подающим. Подающий элемент подключается к верхней части резервуара, в то время как обратный – к нижней. Читайте также: «Как подобрать теплоаккумулятор для котлов отопления – принцип работы, преимущества использования».

Для того чтобы рассчитать тепловую емкость устройства, можно воспользоваться следующей формулой: Q = mc (T2-T1). В данном случае Q – это количество накопленного тепла, m – масса, которой обладает вода в емкости, c – показатель удельной теплоемкости, измеряемый в Дж/(кг*К) и равный 4200, а Т2 и Т1 – исходный и конечный параметр температуры воды. Читайте также: «Как работает буферная емкость для отопления – преимущества, правила выбора и использования».

Пример использования теплоаккумулятора в схеме отопления:

Правила эксплуатации

Стоимость аккумуляторов для котла отопления, хотя и варьируется емкости и качества, в любом случае высока. Чтобы добиться долгой и надежной работы, придется следовать эксплуатационным требованиям:

• Соблюдайте рекомендации производителя по зарядке/разрядке;
• Выполняйте требования по хранению и использованию, в том числе, соблюдению температурного режима эксплуатации.

На видео показано подключение ИБП к аккумулятору:

• Элементы подсоединения тщательно заизолируйте, а шины заземлите. Клеммы плотно затяните. Следите за чистотой поверхности аккумулятора.
• Соблюдайте расстояние до котла и элементов системы отопления – менее 75 см, если не предусмотрены тепловые экраны. Аккумулятор надежно закрепите.
• Не реже раза в три месяца проверяйте напряжение. Хорошо заряженный аккумулятор покажет на тестере 12,6-12,9 вольт. Если заряд меньше, требуется подзарядка. Если батарея обслуживаемая, то раз в три месяца проверяйте уровень и плотность электролита. Жидкость должна закрывать платины на 1 см. Плотность – в пределах от 1,2 до 1,3 в зависимости от температуры наружного воздуха.
• Для соединения используйте медные провода с сечением 7-8 мм длиной не более 2-3 метров.

Не допускайте длительного перезаряда (свыше 14,6 В).

ИБП для котла

«Teplocom 300» это источник бесперебойного питания для газового котла, он способен работать с нагрузкой до 200 Вт. Бесперебойник имеет модуль зануления для правильной работы газового котла, а также устройство защиты от перегрузки. Teplocom 300 может работать от автомобильного аккумулятора, а время его работы в резерве зависит только от емкости установленных АКБ.

Цена ИБП «Teplocom 300» — 12310 рублей.

Расчет теплового аккумулятора

Емкость для накопления тепловой энергии можно как приобрести в готовом виде, так и сделать самостоятельно. Но возникает закономерный вопрос: а какой вместительности должен быть резервуар? Ведь маленький бак не даст должного эффекта, а слишком большой влетит в копеечку. Ответ на этот вопрос поможет найти расчет теплового аккумулятора, но сначала надо определить исходные параметры для вычислений:

• тепловые потери дома или его квадратура;
• длительность бездействия основного источника тепла.

Определим вместительность аккумулирующей емкости на примере стандартного дома площадью 100 м2, для обогрева которого требуется количество тепла в размере 10 кВт. Предположим, что чистое время простоя котла составляет 6 часов, средняя температура теплоносителя в системе – 60 °С. По логике, в промежуток времени, пока отопительный агрегат бездействует, аккумулятор должен отдавать в систему 10 кВт каждый час, всего выходит 10 х 6 = 60 кВт. Это количество энергии, что следует накопить.

Поскольку температура в баке должна быть как можно выше, для вычислений примем значение 90 °С, на большее бытовые котлы все равно неспособны. Потребная емкость теплового аккумулятора, выраженная в массе воды, рассчитывается так:

• m = Q / 0.0012 Δt

• Q – количество накапливаемой тепловой энергии, у нас это 60 кВт;
• 0.0012 кВт / кг ºС – это удельная теплоемкость воды, в более привычных единицах измерения – 4.187 кДж / кг ºС;
• Δt – разница между максимальной температурой теплоносителя в резервуаре и отопительной системе, ºС.

Итак, водяной аккумулятор должен вмещать 60 / 0.0012 (90 – 60) = 1667 кг воды, по объему это примерно 1.7 м3. Но тут есть один момент: расчет производится при самой низкой температуре на улице, что бывает нечасто, исключая северные регионы. Кроме того, по истечении 6 часов вода в баке остынет только до 60 ºС, значит, при отсутствии холодов аккумулятор можно «разряжать» и дальше, пока температура не упадет до 40 ºС. Отсюда вывод: для дома площадью 100 м2 хватит накопительной емкости объемом 1.5 м3, если котел будет бездействовать 6 часов.

4. Точность выходного напряжения

Точность выходного напряжения – 220±3%. Если применяется линейно-интерактивный ИБП, обращайте внимание на выходную точность напряжения при работе от сети. В дешёвых моделях применяются очень грубые стабилизаторы напряжения, которые имеют разброс выходного напряжения до 15-20В, что может стать причиной некорректной работы котла. В таких случаях лучше приобретать OFF-LINE инвертор напряжения, а с течением времени устанавливать стабилизатор напряжения для всего дома или квартиры.

5. Классическая схема подключения котла к ИБП

При помощи отвертки-индикатора фазы нужно найти нейтральный провод в розетке, куда подключить ИБП (инвертор напряжения) соответствующим образом. Украинские производители инверторов и ИБП указывают на вилке обозначение фазы (L) или нейтрали (N).

6. Схема подключения котла к ИБП через изолирующий трансформатор

В том случае, если котел, подключенный к ИБП, не работает и были испробованы варианты изменения фазировки подключения вилки ИБП в сеть, потребуется после ИБП добавить разделительный трансформатор тока 220/220В, чтобы сделать принудительную гальваническую развязку ИБП и котла отопления, на выходе которого определить наличие нейтрального проводника и к нему подключить сетевую нейтраль.

Внимание!
Мощность разделительного трансформатора должна быть на 10-20% больше, чем мощность котла отопления.

7. Вывод

При выборе Online источников бесперебойного питания для котлов следует уделять больше внимания их работе с нейтралью, а также брать в расчет более частое сервисное обслуживание и замену необслуживаемых аккумуляторов, особенно в случае ярко выраженных бюджетный решений.

В случае с выбором линейно-интерактивных ИБП, следует обращать внимание на точность стабилизации напряжения в режиме работы от сети.

Оптимальным решением является применение инверторов напряжения, работающих по Off-Line топологии с общим стабилизатором. В этом случае все потребители получают защиту от скачков напряжения, а отопительная техника обеспечена надежной системой резервного электропитания с аккумулятором длительного срока службы.

По вопросам приобретения и установки ИБП, обращайтесь по нашим телефонам к менеджерам по продажам. Желательно знать электрическую мощность вашей отопительной техники и решить, на какое время вам требуется резервное электропитание. Этих данных будет достаточно для расчета подходящего комплекта. Вам будет предоставлена информация о комплектах разного уровня и стоимости, чтобы получить профессиональное технико-коммерческое предложение, отправьте письмо на наш email: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. .