Система бесперебойного питания с использованием ИБП
С бурным ростом коттеджного строительства, где в основном для отопления применяется газовое топливо, в продаже появился большой выбор котлов с автоматикой, которые требуют качественной электрической сети. Нечего скрывать, электрические сети не успевают за ростом потребляемых мощностей и электросети переменного тока далеки от идеала.
Применение различных стабилизаторов для улучшения качества электроснабжения не решают проблему полностью, а лишь частично. Случаи пропадания или отсутствия электрической сети к сожалению встречаются довольно часто. В этих случаях возникает необходимость обеспечить питанием жизненно важные системы, такие как отопление реализованные на базе газовых котлов. В зимний период проблема с энергообеспечением становится особенно острой, это связанно с ростом нагрузки на сеть, а так же с неблагоприятными погодными условиями, которые приводят к кратковременным или длительным перебоям в электросети. Система автономного отопления, реализованная на базе газового котла, является одной из самых уязвимых.
Кратковременные отключения и скачки электроэнергии приводят к нестабильной работе газового котла, а так же выходу его строя.
Чтобы иметь представление о работе и потреблении электроэнергии газового котла, рассмотрим его конструкцию.
Рис.1 Примерная конструкция газового котла
Потребителями электроэнергии газового котла являются: циркуляционный насос, электронный блок, система розжига, вентилятор и датчики.
Запускается котел в режим «Отопление» при понижении температуры воздуха в помещении, которая контролируется термостатом. Циркуляционные насосы обеспечивают принудительную циркуляцию теплоносителя. Электронный блок управляет работой всего устройства. Газовый клапан обеспечивает подачу газа, к газовой горелке, теплоноситель нагревается в теплообменнике за счет энергии от сгорания газа, электрический вентилятор удаляет продукты горения из камеры сгорания.
Чтобы избежать проблем связанных с остановкой или выходом из строя отопительной системы, а также обеспечить непрерывную работу во время пропадания электроэнергии, необходимо правильно подобрать систему бесперебойного питания (ИБП + батареи). При выборе ИБП для бесперебойной системы питания котла, необходимо учесть форму выходного напряжения, она должна быть синусоидальной, так как компоненты котла критичны к форме выходного тока.
Основные критерии, рекомендуемые для выбора ИБП:
- Потребляемая мощность, в современных котлах она не большая и колеблется в пределах от 70 до 400Вт. ИБП по мощности необходимо подбирать с небольшим запасом.
- Время автономной работы - это период времени, при котором ИБП обеспечивает работу газового котла при отсутствии электропитания. Следует отдать предпочтение ИБП с внешними АКБ. От ёмкости АКБ зависит время автономной работы Вашего оборудования. Необходимая емкость батареи подбирается в зависимости от необходимого Вам времени резервирования.
Для того чтобы подобрать батареи, необходимо исходя из мощности нагрузки и примерного времени автономной работы выбрать из таблицы 1, суммарную емкость батареи. Исходя из выбранной ёмкости, подобрать конкретные аккумуляторы:
При выборе ИБП необходимо обратить внимание на наличие защиты от глубокого разряда батареи. При разряде ниже допустимого уровня, емкость батареи быстро падает, что ведет к сокращению времени работы. Рассчитать время можно по выставленному на нашем сайте калькулятору.
Встроенный стабилизатор напряжения. Одной из важных характеристик при выборе ИБП является диапазон входного напряжения стабилизатора, при широком диапазоне ИБП реже будет переходить в режим работы от батареи, тем самым увеличивая их срок службы.
Рекомендуем выбирать ИБП со встроенным автоматическим регулятором напряжения.
Данный комплект предназначен для обеспечения электроэнергией и бесперебойной работы подключенного к ней оборудования.
Для обеспечения более качественного электроснабжения наиболее подходят ИБП ON-Line типа. ИБП P-Com Pro 1H таковым является. Принцип работы On-Line ИБП основывается на двойном преобразовании, напряжение сети выпрямляясь преобразовывается в постоянное, для заряда батареи и питания выходного каскада.
В нормальном режиме работы инвертор преобразовывает постоянное напряжение в синусоидальное напряжение 220V. При понижении напряжения сети аккумуляторная батарея восполняет недостаток тока, в случае пропадания электроэнергии сети, питание осуществляется только от батареи.
Такие модели способны обеспечить наиболее оптимальные параметры выходного напряжения, а также работают с обширным диапазоном входных напряжений. Преимущество данной системы, это правильная синусоида на выходе ИБП представленная на рисунке 3.
Комплект системы бесперебойного питания, состоящий из ИБП P-Com PRO 1Н и аккумуляторных батарей CitiBat, разработан так, чтобы его сборка и подключение не вызывали трудностей для пользователей, не имеющих специальной подготовки.
Как правильно собрать и подключить аккумуляторные батареи CitiBat CT12-100 перемычкой и подключить их к источнику бесперебойного питания P-Com Pro 1H.
При подключении ИБП к котлу может возникнуть проблема с фазировкой, так как газовые котлы являются фазозависимыми, фазы котла, ИБП, и источника энергии (электрической розетки) должны совпадать.
Еще одно решение для обеспечения вашего коттеджа гарантированным бесперебойным питанием, совместное использование ИБП и генераторов ( дизельных, газовых или бензиновых).
Схема представлена на рис.4.
Рассмотрим требования предъявляемые к ИБП.
- ИБП должен быть онлайн типа, так как только такой продукт защищает нагрузку от всех неполадок электрической сети, что очень важно при питании ИБП от генератора у которого частота нестабильна.
- Исходя их требований нагрузки, выбирается мощность ИБП.
- Обязательным требованием является комплектация ИБП аккумуляторными батареями, так как по статистике 90% сбоев электросети длятся не более 1-4 мин, поэтому отказываться от аккумуляторных батарей будет неправильно. Частые пуски и остановки дизель- генератора значительно снижают срок его службы, так же ДГУ обладает механической и электромагнитной инерцией. Необходимое время, за которое двигатель выходит на номинальную частоту вращения составляет 5-10 с. Выходное напряжение на зажимах генератора достигает 6с.Такая инерция ДГУ допускает перерывы в питании до 10с. И может обесточить нагрузку на несколько секунд. Рекомендуемое минимальное время резервирования АКБ 5-10мин.
- ИБП представляет собой емкостную нагрузку для генератора, и при подключении может вызвать резкое увеличение выходного напряжения ДГУ, а так же срабатывание аварийной защиты. Каждый случай совместной работы ДГУ и ИБП должен рассматриваться индивидуально.
При выборе генераторной установки, необходимо учитывать следующее:
- мощность ИБП
- степень создаваемых им искажений входного тока.
- диапазон напряжения и частоты сети, при которых ИБП в режим автономной работы не переходит.
- изменения при 100%-ой нагрузки напряжения и частоты ДГУ.
В данном решении ДГУ используется совместно с АВР (автоматический ввод резерва).
Дополнительной функцией предлагаемого решения системы бесперебойного питания является контроль за системой отопления посредством GSM, реализованой на базе; теплоинформатора TEPLOCOM GSM. При звонке на номер теплоинформатора — в ответ придет СМС со всеми параметрами на момент звонка.
Настройка не требуется, вставляется СИМ-карта и теплоинформатор готов к работе. Андроид-приложение позволит контролировать систему отопления и настраивать теплоинформатор.
Вы получите тревожную СМС:
- при пропадании 220 В
- при попадании воды под датчик протечки
- при понижении температуры воздуха ниже 17 °C (температурные пороги можно поменять)
- при понижении температуры отопления ниже 40 °C (температурные пороги можно поменять)
Как показывает опыт, правильно выбранные звенья системы бесперебойного гарантированного питания с учетом приведенных выше требований, обеспечивает устойчивую совместную работу ИБП и дизель-генератора. Дополнительные преимущества данного решения, является возможность в автономном режиме практически неограниченное время работы, т.е. добиваемся полной независимости нагрузки от неполадок основной сети.
Всего вам хорошего и бесперебойного питания вашей технике!