+7 343 219-57-41
Ваша корзина
пуста
Перейти в корзину

ИБП INELT для котлов: Рекомендации по выбору ИБП для защиты отопительного оборудования

Рекомендации по выбору ИБП для защиты отопительного оборудования.

Проблему выбора мощности ИБП для обеспечения бесперебойным питанием отопительно оборудования необходимо рассматривать комплексно, учитывая как пожелания потребителя, так и возможности и технические характеристики Источников Бесперебойного Питания.

Потребитель, как правило, выбрав конкретную модель ИБП, хочет получить обеспечение защиты всего своего оборудования, не всегда отдавая себе отчет в том, что мощность оборудования и планируемое время автономной работы не всегда корректно согласуются с характеристиками и параметрами ИБП.

Задача: помочь потребителю выбрать конфигурацию системы бесперебойного питания, полностью обеспечивающую потребностям потребителя.

При выборе ИБП необходимо учитывать несколько параметров:

1. Фазозависимость отопительного оборудования;

2. Максимально возможную мощность отопительного оборудования.

3. Планируемое время автономной работы системы бесперебойного питания

4. Прочее

1. Фазозависимость отопительного оборудования.

Современное отопительное оборудование для корректной и безопасной работы, как правило, требует на входе наличие «гарантированной», «жесткой» и т. п. нейтрали, т. е. на вход отопительного оборудования должна быть подана входная нейтраль.

При работе ИБП в режиме от входного напряжения, как правило, с наличием входной нейтрали на входе отопительного оборудования, т. е. на выходе ИБП, проблем не возникает.

Но при сбое входного напряжения, в режиме работы от аккумуляторных батарей, многие модели ИБП физически (с помощью реле) отключают входную нейтраль, и на выходном фазном проводе ИБП присутствует выходное напряжение синусоидальной формы, амплитудой 220 В и частотой 50 Гц, но относительно «своей», созданной в ИБП нейтрали, не имеющей никакого отношения к входной (сетевой) нейтрали.

Получается, что при наличии входного напряжения система «ИБП — Котел» работает корректно, но при сбое входного напряжения, когда ИБП работает от батарей, отопительное оборудование отключается из-за отключения входной нейтрали ИБП.

Для корректной работы фазозависимого отопительного оборудования на выходе ИБП (на входе котла) всегда должна быть входная нейтраль. Это условие может быть выполнено двумя способами:

а) соответствующей конструкцией ИБП;

б) внешним дополнительным оборудованием.

Конструктивно, для корректной работы фазозависимого оборудования, необходимо, что бы внутри ИБП входная и выходная нейтрали физически были объединены.

Объединение входной и выходной нейтрали конструктивно предусмотрено только в ИБП ИНЭЛТ серий Intelligent LT2 и Intelligent II.

Т.о. Для защиты фазозависимого оборудования в первую очередь можно рекомендовать применение ИБП ИНЭЛТ серий Intelligent LT2 и Intelligent II.

Единственная проблема при использовании ИБП серии Intelligent LT2 и Intelligent II для защиты фазозависимого отопительного оборудования — корректная фазировка входного напряжения ИБП во входной розетке (на распределительном щите) и корректная фазировка входного напряжения отопительного оборудования в выходной розетке ИБП, т.е положение двух вилок в двух розетках. Эти положения определяются экспериментальным путем.

Для защиты фазозависимого отопительного оборудование возможно применение ИБП других моделей, структуры On-Lne (серия Monolith), но для этого необходимо на вход отопительного оборудования (читай — на выход ИБП) подать входную нейтраль. Просто объединить входную и выходную нейтрали ИБП нельзя из-за опасности возникновения на выходе ИБП «встречного» напряжения. При использовании для защиты отопительного оборудования ИБП, которые в режиме работы от батарей «обрывают» входную нейтраль, необходимо гальванически развязать выход ИБП и вход отопительного оборудования, и на вход отопительного оборудования подать входную нейтраль.

Это можно сделать с помощью дополнительного разделительного трансформатора, на первичную обмотку которого подается выходное напряжение ИБП, а с вторичной обмотки, к одному из выводов которой подсоединена входная нейтраль, снимается напряжение для питания отопительного оборудования (см. рисунок).

rekom_ibp_kotel.jpg

Внимание: входная нейтраль подключается к одному из выводов вторичной обмотки разделительного трансформатора отдельным проводом.

Мощность разделительного трансформатора должна быть не меньше номинальной мощности ИБП, а лучше — на 15%~ 20% больше.

2. Максимально возможная мощность отопительного оборудования.

Один из главных и очень важных параметров при выборе ИБП для защиты отопительного оборудования — мощность отопительного оборудования и её соответствие номинальной мощности ИБП.

Как правило, современное отопительное оборудование включает в себя электронную часть (управление, автоматика) и один или несколько насосов, для обеспечения циркуляции теплоносителя в системе отопления.

Мощность электронной части, как правило не велика и для её защиты хватает практически любого, даже маломощного ИБП.

А вот мощность циркуляционных насосов, особенно пусковая мощность, может быть значительна.

Циркуляционный насос, как и любой электродвигатель, кроме номинальной мощности имеет еще и так называемую, пусковую мощность, т. е. когда эл.двигатель раскручен и работает в номинальном режиме, он потребляет номинальную, как правило, не очень большую мощность. Но в момент пуска эл.двигателя, в первый момент, пусковая мощность может значительно превышать номинальную.

И именно в момент пуска двигателя насоса, из-за превышения пусковой мощности циркуляционного насоса (насосов) над номинальной возможен переход ИБП на Байпас из-за перегрузки, а возможно и полное отключение ИБП.

В технической литературе встречается превышение пусковой мощности над номинальной в 3-5 раз. Но влияние реактивной составляющей пусковой мощности различно при питании нагрузки от разных источников. В случае питания реактивной нагрузки через стабилизатор, трансформатор, генератор, на выходе которых практически те же самые обмотки, что и на роторе электродвигателя, вполне допустимо считать превышение пусковой мощности над номинальной в 3-5 раз.

Для ИБП, у которого на выходе стоят "голые" IGBT-транзисторы (полевые), воздействие реактивной составляющей пускового тока несколько иное.

Реактивная мощность (Когда Атстает Ток - КАТушка) в первую половину периода не уходит в нагрузку, а как-бы накапливается на выходе ИБП, а во вторую половину периода, когда напряжение сменило знак, возвращается в ИБП. Есть такое выражение: "ток течет в другую сторону". Т.о. превышение пусковой мощности над номинальной, именно при работе с ИБП, нужно еще умножить на 2. И получается, что именно для ИБП, превышение пусковой мощности над номинальной при работе на реактивную нагрузку, может быть в 6-10 раз больше.

Т.о. для обеспечения надежной и стабильной работы системы «ИБП-Котел», а точнее для обеспечения бесперебойного питания именно циркуляционных насосов, при подсчете общей мощности отопительного оборудования, необходимо учитывать 6-10 кратное возможное превышение пусковой мощности эл.двигателей насосов над номинальной, во избежание отключения ИБП по перегрузке и выхода ИБП из строя.

Вполне законный вопрос о внутренней защите ИБП. ИБП защищен от перегрузки, и в случае подключения активной нагрузки (ТЭНы, лампы накаливания) защита срабатывает и ИБП отключается по перегрузке. При питании же нагрузки с реактивной составляющей (электродвигатель), часто бывает так, что, пусковой ток настолько короткий по времени и мощный по амплитуде, что пока измерительные цепочки ИБП измерят выходной ток, пока передадут в процессор, пока процессор «сообразит» что у него на выходе перегрузка и даст команду реле (тиристору) на отключение выхода, пока реле отключит выход -за это время успевают выйти из строя выходные транзисторы.

Еще один вопрос, требующий обсуждения. Современные электродвигатели с «плавным» пуском. Да, такие существуют и широко применяются в качестве циркуляционных насосов в отопительном оборудовании. И максимальная пусковая мощность этих эл.двигателей, как правило не превышает номинальную более чем на 25% ~ 30%. Но, что бы рекомендовать для защиты отопительного оборудования ИБП конкретной мощности, необходимо твердое убеждение, а еще лучше, документальное подтверждение значений пусковой мощности эл.двигателей. В противном случае, если в документах производителя нет четкого и однозначного указания пусковой мощности, необходимо считать превышение пусковой мощности над номинальной до 10 раз.

Нельзя утверждать, что пусковая мощность превышает номинальную именно в 10 раз. Может быть в 10, может быть в 8, может быть в 6, а может быть и всего в 4 раза. Это зависит от многих факторов: качества изготовления эл.двигателя, качества подшипников и их смазки, температуры окружающей среды и т. п. Измерить пусковой ток (пусковую мощность) эл.двигателя очень тяжело, т. к. пусковой ток очень короткий по времени и большой по амплитуде.

В свое время удалось измерить пусковой ток петли размагничивания монитора с электронно-лучевой трубкой. При номинальной мощности монитора 200 Вт — 250 Вт, в момент включения, когда срабатывает петля размагничивания, ток, потребляемый монитором достигает значения 40 А, т. е. в момент включения монитор потребляет до 8 кВт.

Средняя номинальная мощность отопительного оборудования, как правило, составляет порядка 120 — 130 Вт. Из них, в среднем 50Вт потребляет электронная часть (управление, автоматика и т.д) и порядка 70Вт — 80 Вт потребляют циркуляционные насосы. Электронная часть отопительного оборудования, как правило работает постоянно, а вот циркуляционные насосы периодически включаются и выключаются. И в момент включения циркуляционный насос может потребить до 700 Вт, а учитывая потребление электронной части, общее потребление может достигать 750 Вт.

Исходя из этого рекомендуется применять для защиты отопительного оборудования ИБП мощностью не менее 1000VA, т. е. не менее 600 Вт - 700 Вт. А может быть и больше.

В любом случае при выборе мощности ИБП для защиты отопительного оборудования необходимо учитывать наличие в системе эл.двигателей циркуляционных насосов и их пусковую мощность.

Технические характеристики и более подробную информацию об ИБП см. Руководство по эксплуатации на конкретный ИБП.

Планируемое время автономной работы ИБП (UPS).

При выборе ИБП для защиты отопительного оборудования, желаемое время автономной работы, как правило, укладывается в формулу «Чем больше — тем лучше». Вполне понятно желание пользователя иметь максимально возможное время работы оборудования при сбое входного напряжения. Но при этом, очень часто пользователь забывает, что энергия из ничего не получится, и увеличение времени автономии влечет за собой увеличение емкости аккумуляторных батарей, и, как следствие — увеличение количества батарей, их объема и площади, необходимой для их размещения.



При выборе ИБП для защиты отопительного оборудования, желаемое время автономной работы, как правило, укладывается в формулу «Чем больше — тем лучше». Вполне понятно желание пользователя иметь максимально возможное время работы оборудования при сбое входного напряжения. Но при этом, очень часто пользователь забывает, что энергия из ничего не получится, и увеличение времени автономии влечет за собой увеличение емкости аккумуляторных батарей, и, как следствие — увеличение количества батарей, их объема и площади, необходимой для их размещения.


Время автономной работы ИБП определяется, в основном, емкостью подключенных к ИБП аккумуляторных батарей и мощностью нагрузки, которую ИБП обеспечивает энергией от батарей.


В свою очередь максимальная емкость подключаемых к конкретному ИБП батарей ограничивается мощностью зарядного устройства.


ИБП с внутренними батареями, как правило, малой емкости, и имеющими небольшое время автономной работы от этих батарей в данном контексте рассматриваться не будут. Время автономии в пределах 15-20 минут не устроит ни одного пользователя, выбирающего ИБП для защиты отопительного оборудования. Для обеспечения длительного времени автономии в любом случае должны применяться ИБП с индексом LT (Long Time), имеющие мощные зарядные устройства с максимальным зарядным током не менее 6 А.


При выборе ИБП можно воспользоваться таблицей, в которой указаны наиболее подходящие для защиты отопительного оборудования модели ИБП ИНЭЛТ, с указанием максимального зарядного тока и максимальной емкости батарей для подключения к каждой модели.



Модель ИБП ИНЭЛТ

Максимальный зарядный ток

(А)

Максимальная емкость батарей

(А/ч)

Примерное время автономии (нагрузка - 100%)

Примечания

Intelligent 500LT2

8

240

8 часов

Для отопительного оборудования без циркуляционных насосов

Intelligent 1000LT2

10

300

8 часов


Intelligent II 600RMLT

8

240

8 часов

Для отопительного оборудования без циркуляционных насосов

Intelligent II 1000RMLT

10

300

8 часов


Monolith II 1000LT

8

250

11 часов

Возможны проблемы с «гарантированной» нейтралью (см. Фазозависимость отопительного оборудования)

Monolith II 3000RMLT

9,6

280

10 часов

Monolith K 1000LT

5

150

6 часов

Monolith K 3000LT

10

300

10 часов



Подключение к ИБП батарей большей, чем указано в таблице емкости не рекомендуется из-за не приемлемо большого времени заряда батарей.

При эксплуатации ИБП с нагрузкой, меньшей чем 100%, время автономной работы соответственно, увеличивается (см. Руководства по эксплуатации на конкретный ИБП).


Более точный расчет примерного времени автономной работы ИБП с батареями определенной емкости с конкретной нагрузкой возможен только при использовании разрядных таблиц производителя на используемые батареи.


Т.о. при выборе ИБП для защиты отопительного оборудования планируемое время автономной работы системы бесперебойного питания от батарей может варьироваться от нескольких минут, до 20-30 часов (при работе ИБП с нагрузкой много меньшей, чем номинальная).


Обеспечение более длительного времени автономии связано с использованием батарей очень больших емкостей, что не всегда приемлемо как по характеристикам ИБП, так и из-за проблем со стоимостью и размещением большого количества батарей.


При желании пользователя иметь время автономии более суток-полутора, можно рекомендовать применение дизельных или бензиновых генераторов.



4. Прочее.

4.1 Структура ИБП.

Принципиальной разницы для защиты отопительного оборудования ИБП структуры Line-Interactiv или On-Line не существует.

Время переключения (типичное — 4 мс), ИБП структуры Line-Interactiv не оказывает какого-либо влияния на работоспособность как электронной части (автоматика) отопительного оборудования, так и на циркуляционные насосы.


Т.о. для защиты отопительного оборудования можно рекомендовать как ИБП структуры Line-Interactiv (модели серий Intelligent LT2 и Intelligent II) , так и ИБП двойного преобразования структуры On-Line (модели серий Monolith).


4.2. Форма выходного сигнала.


Важный параметр при выборе ИБП для защиты отопительного оборудования.


Не всякое отопительное оборудование, тем более циркуляционные насосы корректно работают с формой выходного напряжения ИБП в виде ступенчатой аппроксимации синусоиды, т. е.проще говоря, с выходным прямоугольным напряжением амплитудой 220 В и частотой 50 Гц.


Поэтому, как правило, для защиты отопительного оборудования применяются ИБП с чистым выходным синусоидальным напряжением в режиме работы от батарей. Этому условию соответствуют все ИБП ИНЭЛТ, представленные в таблице в п. 3.