UPS за газови котли за отопление: как да изберете, ТОП-12 най-добри модела, съвети за поддръжка

При инсталиране на отоплителен котел с помпа и електронно управление се препоръчва веднага да закупите източник на непрекъсваемо захранване (UPS). Това устройство ще ви позволи да продължите да отоплявате помещенията дори при липса на електроенергия. Но не всеки уред може да осигури работа на оборудването за продължително време.

Ще ви разкажем как правилно да изберете UPS за газови котли. В предложената от нас статия подробно са описани на практика използваните разновидности, както и е представена класация на най-добрите модели UPS. Като вземете предвид нашите препоръки, изборът и експлоатацията на устройството, както и на отоплителната система като цяло, няма да създадат никакви проблеми.

Необходимост от UPS за отоплителни котли

Повечето съвременни газови котли изискват постоянно свързване към източник на електрозахранване. От мрежата работят циркулационна помпа, управляващ блок, система за запалване, принудителна вентилация.

Напредналите потребители на отоплително оборудване инсталират GMS-модули, които позволяват управлението на системите от разстояние. При изключване на електрозахранването работата на целия набор от изброени устройства спира, а отопляваното помещение започва да се охлажда.

По-лесно е да се инсталира UPS и да се предотврати запалване на електронните компоненти на газовия котел вследствие на претоварвания, отколкото да се плащат последиците от мащабен пожар.

Електронните компоненти на газовите котли са взискателни и към параметрите на напрежението. Голямата дължина на електропреносните мрежи в крайградските къщи често води до понижаване на напрежението в мрежата, както и до влошаване на честотните характеристики на тока. В резултат на това котелът може да работи с прекъсвания или изобщо да не се включва.

Всички електрически проблеми се решават чрез инсталиране на UPS, като някои модели могат не само да осигурят резервно захранване на оборудването, но и да коригират недостатъците на напрежението и честотата.

Автоматичната стабилизация на напрежението от UPS позволява да се намалят натоварванията върху електропреобразувателите на платката на газовия котел и да се увеличи срокът на тяхната експлоатация.

Предимствата на инсталирането на UPS за газов котел са:

1. Защита от колебания на напрежението. Цената на UPS е многократно по-ниска от цената на нова електронна платка за котела.
2. Лесен монтаж, който не изисква специални умения.
3. Автоматичен контрол върху електрическите параметри на мрежата.
4. Срок на експлоатация до 5-7 години.
5. Липса на необходимост от сервизно обслужване.
6. Безшумна работа.

При силни студове спирането на отоплителното оборудване дори за няколко часа може да доведе до разкъсване на тръби, разположени близо до улицата. Ето защо осигуряването на непрекъснатост на работата на котела с помощта на UPS не е прищявка, а рационално решение за спестяване на време и средства.

Принцип на работа на UPS

Основната задача на UPS е да подава в мрежата напрежение с достатъчна мощност при изключване на тока. Преминаването към захранване от акумулаторни батерии (АКБ) трябва да стане за части от секундата, за да не успее свързаното оборудване да се изключи.

UPS-ите също така могат да стабилизират напрежението, да изправят синусоидата и да поддържат честотата на тока в нормални граници. Но не всички модели притежават допълнителни функции.

При избора на UPS за отоплителна система може да се вземе по-мощно устройство, за да може при необходимост допълнително да се свързват към него други уреди.

Устройството на UPS не е еднакво.

В максималната комплектация UPS се състои от следните елементи:

• корпус;
• акумулаторна батерия;
• преобразуватели на ток и напрежение (инвертори, изправители и др.);
• превключвател;
• управляваща микросхема.

За работата на свързаното оборудване са важни следните характеристики на UPS:

1. Вид на кривата на изходното напрежение: апроксимирана или обикновена синусоида. Първият вариант е по-малко предпочитан, защото е необичаен за повечето електронни устройства и води до повишеното им износване.
2. Консумирана мощност. Двигателите на помпата и вентилатора имат високи пускови токове, поради което максималната производителност на UPS трябва да бъде поне 2 пъти по-висока от нивото на потребление на електроенергия от котела.
3. Скорост на превключване към резервен източник на захранване. Колкото по-висока е, толкова по-добре за свързаното оборудване.
4. Електрически капацитет. От него зависи времето за автономна работа на цялата отоплителна система. За увеличаване на капацитета към UPS могат да се свързват допълнителни външни акумулатори.
5. Срок на експлоатация. Той зависи от режима на експлоатация и вътрешната структура на батериите.
6. Диапазон на входящите параметри на мрежата, които позволяват на UPS да предоставя приемливи напрежение, честота и синусоида без превключване към АКБ.
7. Наличие на заземяване („презен нул“).

В автономен режим UPS-ите могат да предоставят 2 вида синусоида:

• плавна;
• апроксимирана.

Гладката синусоида е по-приемлива и винаги гарантира нормалната работа на свързаното оборудване.

Посочените срокове на работа на оборудването от UPS са ориентировъчни. Точното време може да се разбере чрез тестване на конкретния комплект оборудване.

Цената на UPS-ите зависи пряко от капацитета на акумулаторите, от допълнителния функционал, както и от съответствието на изходните параметри на тока и напрежението с нормативните стойности. Въпреки това дори най-евтиният ИБП е по-добър от пълното му отсъствие.

Видове източници на непрекъсваемо захранване

Производителите на UPS-и произвеждат устройства за всеки финансов бюджет, но колкото е по-скъпо, толкова по-висока е неговата функционалност и автономното време за работа.

ИБП според принципа на действие могат да се разделят на три основни категории: непрекъснати (on-line тип), линейно-интерактивни и резервни (off-line тип). По-подробно всеки вид UPS ще бъде разгледан по-нататък.

Вариант #1: резервни

При наличие на мрежово електричество резервният или off-line UPS изпълнява ролята на посредник, предавайки напрежение и ток със същите характеристики, които са налице на входа на устройството.

Единствено при прекъсване на електрозахранването или при излизане на неговите параметри извън границите на програмирания диапазон ИБП превключва свързаното оборудване на захранване от акумулатор.

Елементите за управление на евтините резервни UPS-ове обикновено се ограничават до един бутон, различни комбинации от натискания на който позволяват да се регулира работата на устройството.

Резервните UPS-ове обикновено се комплектуват с батерии с капацитет 5-10 Ач, които са достатъчни за непрекъсната работа на котела в продължение на 10-30 минути. Основните им функции са предотвратяване на мигновеното спиране на отоплителното оборудване и предоставяне на време за неговото правилно ръчно спиране.

Предимствата на off-line ИБП са:

1. Липса на шум.
2. Висок КПД при захранване от мрежа.
3. Ниска цена.

Недостатъци на off-line UPS-ите:

1. Времето за превключване на батерия е 4-12 мс.
2. Невъзможност за коригиране на характеристиките на напрежение и ток.
3. Работата от бензинов генератор е опасна за котела, защото параметрите на синусоидата не се поддържат.
4. Малък капацитет на акумулатора.

Много модели резервни UPS-ове предполагат инсталиране на външни батерии, благодарение на които времето им за автономна работа може да бъде увеличено. Но дори и с мощен акумулатор те си остават просто превключватели на захранването на котела от мрежово на автономно.

Вариант #2: линейно-интерактивни

UPS-овете от линейно-интерактивен тип са по-напреднали от резервните. Освен акумулатора, тези устройства разполагат със стабилизатори на напрежението, което им позволява да осигуряват на изхода 220 V.

По-скъпите модели могат да анализират вида на синусоидата и да превключват захранването към акумулаторите при нейно изкривяване с повече от 5-10%. Такива UPS не могат да коригират формата на синусоидата при работа от мрежата.

Управлението на линейно-интерактивния UPS е по-сложно. То обикновено позволява да се задават границите на диапазона на входното напрежение и да се установи време на закъснение за включване на присъединеното оборудване.

Линейно-интерактивните модели с голяма изходна мощност често се инсталират на входа на електрическата инсталация в къщата. Обикновено към тях се свързват външни акумулатори с голям капацитет.

Предимствата на линейно-интерактивните UPS са следните:

1. Малък интервал на превключване в автономен режим – 2-10 мс, което практически не се отразява на работата на свързаното оборудване.
2. Висок КПД при захранване от мрежа.
3. Възможност за стабилизиране на напрежението дори без акумулатор.

Недостатъци на линейно-интерактивните UPS:

1. Невъзможност да влияят на формата на синусоидата при захранване от мрежата.
2. Капацитетът е ограничен до 5 кВА.
3. Липса на корекция на честотата на тока.

Линейно-интерактивните UPS се купуват по-често от резервните, защото те допълнително се оборудват с стабилизатор на напрежението, който позволява на отоплителното оборудване да работи по-коректно.

Вариант #3: непрекъсваеми

Изходните параметри на електромрежата при непрекъсваемите (on-line) UPS не зависят от техните входни характеристики. Свързаното оборудване винаги се захранва от батерията, независимо от наличието на напрежение на входа. Това се осигурява чрез преобразуване на електроенергията в два етапа.

Първо входното напрежение се понижава, променливият ток се изправя, и електроенергията се използва за презареждане на батерията.

Непрекъсваемите UPS имат скъпа многокомпонентна схема, която икономически се оправдава само при висока мощност на свързваното оборудване и съответен капацитет на батериите.

При отдаване на електричеството протича обратен процес. Електроенергията се взема от контактите на батерията, токът се преобразува в променлив, напрежението се повишава и се подава на изхода на UPS.

В резултат на това свързаното оборудване работи в напълно автономен режим със стабилни електропараметри. Не се страхува от скокове на напрежението, изкривявания на синусоидата и дори от удари на мълния. Външните фактори могат да доведат до повреда на UPS, но не и на присъединената към него газова колонка или подов котел.

Предимства на непрекъсваемите UPS:

1. При изключване на електроенергията захранването на свързаните устройства не се прекъсва.
2. Стабилни параметри на напрежението и честотата, правилна синусоида, което е особено важно при свързване на газов котел.
3. Защита от неочаквано повишаване на напрежението.
4. Безпроблемно свързване към бензинов генератор за попълване на заряда.
5. Възможност за коригиране на изходящото напрежение.

Основни недостатъци на on-line UPS:

1. Повишен шум и топлоотделяне при работа на вентилатора.
2. Нисък КПД (80-94%)
3. Цената на непрекъсваемите токоизправители надвишава цената на линейно-интерактивните модели два-три пъти.

Предимствата на ИБП от on-line тип са очевидни. Тези UPS-и са доста скъпи, но осигуряват максимално възможна електрическа защита на газовия котел. При свързване към тях на АКБ с голям капацитет не е нужно да се притеснявате за нормалната работа на отоплителното оборудване дори при изключване на електрозахранването.

Правила за избор на UPS

Капризността на електрониката на газовите котли не позволява да се пести от надеждност и функционалност на ИБП. Изборът на ИБП за отоплителен котел е доста сложен поради разнообразието на техническите им параметри и множеството производители на оборудване.

Но съществуват редица характеристики на ИБП, които е необходимо да се вземат предвид на първо място:

1. Продължителност на непрекъсната работа в автономен режим.
2. Пълна и активна мощност.
3. Характер на синусоидата на изхода.
4. Граници на работните диапазони на напрежение.
5. Възможност за свързване на външни акумулатори.

Продължителността на непрекъсната работа на ИБП в автономен режим зависи пряко от капацитета на батерията. Ако не сте сигурни, че вградените ресурси ще бъдат достатъчни, можете да закупите ИБП с възможност за свързване на допълнителни акумулатори.

Капацитетът на системата за непрекъсваемо захранване винаги може да се увеличи чрез закупуване на нови акумулатори. Препоръчително е при това да се избират идентични батерии.

В техническите характеристики на ИБП се посочват стойностите на пълната и активната мощност. Препоръчително е вторият параметър да бъде два пъти по-висок от общата линейна мощност на отоплителното оборудване. Това ще позволи на ИБП да издържа без негативни последици пусковите токове на двигателите на помпата и вентилатора.

Стойностите на граничните диапазони на работното напрежение са особено актуални за извънградските къщи. Вечер по отдалечените от трансформатора линии то може да падне до 160-170 V. В този случай UPS непрекъснато ще превключва захранването към батерията, затова е по-добре да закупите непрекъсваемо захранване с вграден стабилизатор и нисък праг на работното напрежение.

Апроксимирана (1) и чиста (2) синусоида. Цялото електронно оборудване на газовия котел е проектирано за работа с чиста синусоида, поради което апроксимираният ѝ тип може да наруши работата на отделни компоненти.

Апроксимираната синусоида влияе зле на работата на електродвигателите: те бръмчат, производителността пада.

Микросхемата на газовия котел също може да работи нестабилно, поради което оборудването може да се включва или изключва самопроизволно. Затова за захранване на отоплителните системи се предпочита закупуването на UPS с гладка синусоида, която няма да създава проблеми.

Непрекъсваемите захранвания имат множество допълнителни технически характеристики, но техните стойности не са толкова критични за работата на газовия котел.

Типове акумулаторни батерии

За UPS се произвеждат изключително оловно-киселинни акумулатори (SLA), които са по-тежки и по-големи от литиевите, но значително по-евтини от тях. В непрекъсваемите захранвания се използват херметизирани батерии, които са безопасни и не изискват сервизно обслужване.

Херметичността на оловно-киселинните акумулатори може да бъде измамна, затова не си струва да изпитвате съдбата и да обръщате устройствата настрани или с главата надолу.

В продажба могат да се срещнат акумулатори за UPS от два типа:

• гелови (GEL);
• стъкловлакнести (AMG).

В електролита на геловите акумулатори са добавени силициеви съединения, поради което той е много гъст. В резултат съдържанието на батерията не се разплисква при разтърсване и не се излива при обръщане на устройството.

Кислородът и водородът, отделяни по време на работа, се абсорбират от гела и бавно взаимодействат помежду си, образувайки вода. Така се осигурява пълна безопасност на акумулаторите.

Геловият акумулатор вътре няма течност в обичайния ѝ смисъл. Той се състои от няколко независими колби, вътре в които са разположени синтетични електроди, покрити с вискозно вещество.

Вътрешното пространство в батериите AMG е запълнено с порести стъкловлакнести мати, които също допринасят за забавяне на взаимодействието между кислорода и водорода. Недостатък на такива акумулаторни батерии е течният електролит, който все пак може да изтече при повреда на акумулатора или при обръщането му с главата надолу.

При механично повреждане на стекловлакнестия акумулатор е категорично забранено да се събира с парцал изтичащата течност. Тя е силна киселина, която може да изгори кожата.

Поради по-голямата безопасност гелиевите акумулатори са по-скъпи от стекловлакнестите с 10-20% при сходен капацитет. Но ако UPS за отоплителното оборудване ще стои спокойно на пода, то няма смисъл да се плащат излишни пари.

На много UPS-и е предвидена възможност за свързване на външни акумулатори. При паралелно използване на няколко АКБ е важно те да имат еднакви технически характеристики. Това ще позволи на акумулаторите да се разреждат и зареждат равномерно и ще увеличи ресурса на всеки от тях.

Съвети за експлоатация на UPS

Инсталирането на UPS е доста лесно – достатъчно е да прочетете инструкцията и да свържете всички външни устройства по описаната в нея схема.

КПД на мощните UPS-и намалява поради постоянната работа на вентилатора, който осигурява охлаждане на разположените вътре преобразуватели на ток и батерии.

Работата на UPS-ите е проста и не изисква намеса на човек.

Въпреки това съществуват неописани в инструкциите нюанси на експлоатация, с които трябва задължително да се запознаете:

1. Не трябва да поставяте UPS-а и външните акумулатори близо един до друг и до източници на топлина. Оптималната температура за работа на това оборудване е 20-25 °C.
2. Помещението с UPS-ите не трябва да е влажно, особено опасно е образуването в него на воден кондензат.
3. Не е желателно използването на изхода на UPS-а на мрежови филтри и тройници.
4. Ако конструкцията на UPS-а предвижда наличие на заземяване на корпуса, то трябва да го осигурите.
5. UPS-ът след въвеждане в експлоатация трябва да бъде постоянно свързан към мрежата.

Следването на тези прости правила ще удължи срока на служба на UPS-а и ще обезопаси дома от пожар и късо съединение.

Изводи и полезно видео по темата

Представените видеоклипове ще помогнат да разберете по-добре принципа на работа на различните UPS-и и да оцените ефективността на тяхната работа.

Видео #1. Методика за избор на UPS за отоплителна система:

Видео #2. Свързване и тестване на UPS:

Видео #3. Обзор на различните видове UPS-и:

Свързването на отоплителното оборудване чрез източник на непрекъсваемо захранване е продиктувано от икономическа целесъобразност. В случай на прекомерни мрежови претоварвания именно UPS-ът ще поеме основния удар, предпазвайки от повреда по-скъпия газов котел.

В сметата за монтаж на отоплителната система винаги трябва да се отчита цената на източника на непрекъсваемо захранване и включените в комплекта АКБ.

Пишете, моля, коментари в блока, намиращ се под текста на статията. Задавайте въпроси по спорните моменти, публикувайте снимки с придобитото устройство или със стъпките по инсталирането му. Споделете с посетителите на сайта полезна информация, която ще бъде полезна при монтажа и експлоатацията на UPS-а.