Jak vypočítat UPS pro plynový kotel?

Moderní plynové kotle na ohřev vody jsou účinné a ekonomické, ale na rozdíl od starých mají slabé místo. Všechny nové topné kotle jsou vybaveny automatizačním systémem a součástí systému je oběhové čerpadlo, které vyžaduje kvalitní a nepřerušované napájení. Navíc se kotel může vypnout kvůli vnitřní ochraně při nízkém síťovém napětí. Pokud lze problém impulzního hluku a poklesů napětí vyřešit připojením kotle a zařízení topného systému přes stabilizátor, pak v případě výpadku proudu stabilizátor již nepomůže – automatika vypne kotel a bude možné jej spustit až poté, co bude k dispozici napájecí zdroj. Vypnutí topného systému může být smrtelné pro celý systém, zvláště při silných mrazech. A i když nemáte problémy s napájením, nikdo není imunní vůči překvapením přírody, výpadkům vedení a dalším nouzovým situacím. A nízké napětí je v některých lokalitách téměř normou. Proto se důrazně doporučuje připojit plynový kotel přes nepřerušitelný zdroj napájení – UPS.

Je třeba poznamenat, že alternativou k UPS je autonomní dieselová nebo benzínová elektrárna. Je však vhodné používat takové autonomní napájecí systémy ve spojení s UPS, s velkými topnými kapacitami a možností instalace takového generátoru. Optimálním řešením bude v naprosté většině případů nepřerušitelný zdroj napájení, správně zvolený z hlediska výkonu a technických parametrů. Bude to mnohem výhodnější z hlediska ceny a také nevyžaduje in-line náklady na palivo (benzín, nafta). A moderní baterie v UPS vydrží 10-15 let provozu. Existuje také možnost autonomního solárního systému – docela slibný, ale stále trochu drahý.

Co potřebujete vědět při výběru zdroje nepřerušitelného napájení (UPS) pro kotel?

Okamžitě poznamenejme, že běžnou autobaterii nebude možné připojit přímo k plynovému kotli, jelikož baterie vyrábí pouze stejnosměrný proud o napětí 12 V nebo 24 V. Proto ke kotli připojit autonomní napájecí zdroj , potřebujete zařízení, které převádí stejnosměrné napětí baterie na střídavé síťové napětí 220V. Kromě toho musí být převod dostatečně kvalitní (tvar sinusovky) pro napájení elektronických součástek systému. Tato zařízení se nazývají nepřerušitelný zdroj napájení, zkráceně UPS nebo UPS.
Funkce takových zařízení je invertovat stejnosměrné napětí z baterie na 220 V AC při absenci napětí v síti, stabilizovat výstup na 220 V, když je jiný vstup (například ze 100 V na 300 V), eliminujte rázy přepětí a v případě potřeby také nabijte baterii. Takové zařízení je plně automatické a zajišťuje bezrázový přechod na autonomní napájení bez přerušení napájení kotle a topného systému. Když se objeví napájení, automaticky se vypne baterie a přejde do režimu nabíjení baterie. Baterie se nabíjejí podle specifického algoritmu, který umožňuje výrazně zvýšit životnost baterií.

Ale ne všechny UPS poskytují všechny tyto funkce. Existují dva typy UPS:

Prvním typem je off-line UPS. Automaticky přepne napájení z baterie, když dojde k výpadku proudu, a v případě potřeby baterii automaticky nabije. Tito. pokud je v síti napětí, zařízení se nijak neaktivuje, proud jím protéká při průchodu a není tedy stabilizován. Pokud je vstup 180 V, pak výstup bude 180 V. Nejlevnější zdroje nepřerušitelného napájení pro počítač jsou tohoto typu. Za zmínku stojí, že spínané zdroje pro počítače a televizory umožňují běžný provoz v širokém rozsahu vstupního napětí (140V-250V a širší rozsah). Plynové kotle jsou v tomto ohledu obecně mnohem náročnější a dokážou se vypnout při napětí menším než 190-200V. Návod tento limit neuvádí – podívejte se na fóra nebo se zeptejte specialistů na značku vašeho kotle.

Druhým typem je on-line UPS, které jsou neustále aktivní. Napětí v on-line UPS je stabilizováno pomocí střídače s dvojitou konverzí: nejprve se střídavé napětí 220 V převede na konstantní napětí 12 V nebo 24 V, poté se stejnosměrné napětí transformuje na střídavé napětí 220 V. Protože stejnosměrné napětí 12 V nebo 24 V je vždy stabilní, při přeměně tohoto napětí na střídavý proud 220 V nedochází k žádným výkyvům, poklesům nebo napěťovým rázům. Výsledkem je, že on-line UPS vždy vytváří stabilní sinusový průběh a napětí na výstupu. Liší se také kvalitou vytvořené sinusoidy. Kromě toho UPS s vestavěným stabilizátorem napětí umožňuje poskytovat spotřebitelům stabilní napětí bez přepínání do režimu baterie. To vám umožní výrazně šetřit životnost baterie. Záložní zdroj se stabilizátorem napětí s dvojitou konverzí je dnes nejpřesnější a nejspolehlivější a bohužel i nejdražší.

Několik dalších poznámek k výběru UPS pro váš topný systém

– Levné počítačové UPS mají obdélníkový výstup, což je nepřijatelné při provozu čerpadel, ventilátorů a jiných indukčních zátěží. Pro provoz kotle je potřeba napětí s čistou sinusoidou na vstupu (poskytující plynulý točivý moment motoru).

– Startovací baterie jsou navrženy tak, aby fungovaly při krátkodobém silném zatížení (nastartování startéru), vyžadují údržbu a během provozu uvolňují výpary kyseliny sírové (není dovoleno používat v uzavřených prostorách v těsné blízkosti osob). Průměrná životnost autobaterie v systému UPS není delší než jeden rok.

Jak vypočítat výkon UPS pro plynový kotel a topný systém

Pokud zvolíte UPS pro plynový nebo jiný kotel Je třeba vzít v úvahu, že tvar výstupního napětí zdroje nepřerušitelného napájení musí být sinusový, protože kotel obsahuje spotřebiče, které jsou kritické pro tvar vstupního proudu (ventilátor, oběhové čerpadlo, plynový ventil, elektronická jednotka) .

Správně vypočítaný a zvolený systém nepřerušitelného napájení kotle vám umožní vyhnout se problémům spojeným s vypínáním kotle nebo jeho poruchou v důsledku napěťových rázů a také zajistit jeho autonomní provoz po požadovanou předpokládanou dobu.

V klasickém provedení se elektrický výkon topného zařízení (nezaměňovat s tepelným výkonem) skládá z příkonu samotného kotle a oběhového čerpadla. Tyto údaje můžete převzít z dokumentace nebo na štítcích zařízení.

V plynových kotlích do 25 kW tepla je zpravidla jedno čerpadlo. Výkonnější průmyslové kotle mohou mít dvě nebo více čerpadel. Ve většině případů kotel s jedním čerpadlem spotřebuje při zapnutí čerpadla 90-150 W elektřiny a takový kotel vyžaduje stabilizátor nebo UPS s výkonem do 300 W. Pokud tedy váš topný systém používá dvě čerpadla, musíte mít UPS alespoň 400-500W. Obecně platí, že výkon UPS musí odpovídat celkovému výkonu všech zařízení z něj napájených. A nezapomeňte také na rezervu chodu, alespoň 20-30%.

Je zřejmé, že čím větší je kapacita baterie, tím delší je životnost baterie UPS. Přibližnou dobu provozu UPS lze určit podle níže uvedené tabulky.

Dalším důležitým ukazatelem pro UPS je výkon nabíječky. Jak víte, čím větší je kapacita baterie, tím větší je proud potřebný k úplnému nabití baterie. Přibližný poměr je 1 ku 10. To znamená. Pro nabíjení baterie s kapacitou 60 A/h je potřeba nabíjecí proud 6A. Můžete nabíjet vysokými proudy, ale to vede k rychlému opotřebení baterie. Pokud je nabíjecí proud menší, než je požadováno, nedojde k dobití baterie, což má za následek „koksování“ (technický termín je sulfatace), což také povede ke snížení životnosti.

Výpočet provozní doby zdroje nepřerušitelného napájení

Zjednodušený vzorec

Životnost baterie lze vypočítat pomocí zjednodušeného vzorce. Chcete-li to provést: Kapacita baterie v ampérhodinách, vynásobte napětím baterie ve voltech, vydělte konstantní zátěží ve wattech a získáte = Počet hodin nepřetržité životnosti baterie.
Například kotel, který spotřebovává 180 V s 50 ampérhodinovou baterií, bude pracovat nepřetržitě po dobu 3,3 hodiny (50 * 12/180).

Rafinovaný výpočet

Pokud se rozhodnete ponořit se do technických charakteristik UPS a nezávisle vypočítat dobu nepřetržitého autonomního provozu vašeho kotle a topného systému – prosím! Pro výpočet použijeme jedinou správnou metodu, ale k tomu potřebujete znát nejen výkon kotle, ale také několik důležitých parametrů UPS pro kotel:

Т – životnost baterie UPS při odpojení sítě, h;
Uab – napětí jedné baterie, V;
Sak – kapacita baterie, A* h;
К – počet baterií v baterii;
h – účinnost měniče (h=0,75-0,8);
Kr – koeficient hloubky výboje 0,8 –0,9 (80%-90%);
Кg – koeficient dostupné kapacity, závisí na režimu vybíjení a teplotě:
– s jednohodinovým režimem vybíjení, tamb=20°C 0,7 (70%)
– s dvouhodinovým vybíjecím režimem, tamb=20°C 0,85 (85%)
– s desetihodinovým režimem vybíjení, tamb=20°C 1,0 (100%);

T = Uab * Sak * K * h * Kr * Kg / Pnagr

kde Rnagr – zátěžový výkon.

Abychom se blíže podívali na výpočet nepřerušitelného napájení kotle, dosadíme přibližné hodnoty:

Uab = 12 V;
Sak = 84 A*h;
K = 1,0;
h = 0,8;
Kr = 0,9;
Kg = 1,0.

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

Pokud má tedy váš topný kotel výkon 150 VA a je napájen nepřerušitelným zdrojem s 84V 12Ah baterií, pak bude výdrž baterie 4,84 hodiny.

Jaký je nejprodávanější kotel UPS?

Na základě nejžádanějších počátečních údajů je nejběžnější konfigurací UPS pro kotel UPS s dvojitou konverzí (má konstantní, stabilní výstupní napětí), provozní výkon 300 W a krátkodobé špičkové zatížení až 1000 W.

Baterie 12V 100A má nejlepší poměr cena/kvalita. Rozdíl v ceně mezi 50 ampérovými a 100 ampérovými bateriemi je pouze 30-40 % a mezi 100 ampérovými a 120 ampérovými bateriemi je již asi 50 %. Jako jednu nebo více záložních baterií má tedy smysl poohlédnout se po 12V 100A baterii.

Jedná se o referenční údaje a nebude pro vás obtížné pomocí jakéhokoli vzorce určit požadované parametry UPS pro konkrétní kotel a topný systém a na základě známých parametrů si již vyberete model UPS – kterých je poměrně dost teď hodně na trhu, jak se říká, pro každou kapsu a chuť.

Plynové kotle jezdí na elektřinu, ale mimo město s ní bývají problémy. Nepřerušitelný zdroj napájení (UPS) ochrání zařízení před náhlým vypnutím a prudkými napěťovými rázy.

Zeptali jsme se elektrikáře s 25letou praxí, jak vybrat správnou UPS, aby váš domov měl vždy teplou vodu a teplo a kotel déle vydržel.

1. Vypočítejte požadovaný výstupní výkon

Chcete-li to provést, sečtěte výkon všech zařízení, která připojíte přes UPS, a vynásobte součet dvěma. Při spouštění elektrických spotřebičů se zapínací proudy zvyšují nejméně jeden a půl až dvakrát.

Máte například 150W plynový kotel s přídavným 85W oběhovým čerpadlem. Celkový výkon zařízení pak bude (150 + 85) × 2 = 470 W. Vhodná je UPS s výkonem 0,5 kW, tedy 500 W.

Upozornění: pro výpočet výkonu UPS budete potřebovat elektrický výkon plynového kotle. Nepleťte si to s tepelným – množstvím tepla, které kotel vyrobí. Například 18 kW v charakteristice kotle Buderus Logamax U072-18K je právě tepelný výkon. Informace o výstupním výkonu je třeba nalézt v technickém listu nebo na obalu zařízení.

2. Určete životnost baterie UPS

Zaznamenejte dobu trvání a frekvenci výpadků ve vaší oblasti. Pokud žijete v domě dlouhou dobu, pravděpodobně jste nashromáždili své vlastní statistiky. Pokud jste si ho právě koupili, zeptejte se svých sousedů.

Vyberte UPS, která vydrží požadovanou dobu. To závisí na kapacitě baterie. Například UPS s baterií 75 Ah poskytne kotli 200 W energii na téměř tři hodiny a s baterií 180 Ah – sedm hodin. Pokud k UPS připojíte další zařízení, baterie se rychleji vybije.

Dobu podpory nebude možné přesně vypočítat, protože plynový kotel spotřebovává energii nerovnoměrně. Při spouštění elektromotorů se zvyšují zapínací proudy a tím se snižuje životnost baterie UPS. A aby se udržela konstantní teplota chladicí kapaliny, automatika buď zapálí, nebo zhasne hořák.

Abychom vám usnadnili výběr UPS, vypočítali jsme přibližnou životnost baterie v závislosti na kapacitě baterie a výkonu připojeného zařízení – s rezervou pro startovací proudy.

Pokud je výkon kotle 100 W a světla ve vaší prázdninové vesničce jsou obvykle vypnuta na dobu ne delší než čtyři hodiny, pak je vhodná baterie s kapacitou 55 Ah

Pokud kontrolka zhasne zřídka a do jedné hodiny, postačí UPS s vestavěnou baterií, například UPS Ippon Innova G2 1000. Taková zařízení zabírají málo místa, snadno se připojují a vydrží offline až 10 minut. Pokud se odstavení protáhne, stihnete kotel správně odstavit. V zimě vydrží teplo ještě hodinu a půl.

Pokud k výpadkům dochází více než dvakrát za měsíc a trvají déle než jednu hodinu, potřebujete UPS s externí baterií. Zařízení a baterie se obvykle prodávají samostatně. V ideálním případě by zařízení měla být od stejného výrobce – např. pro UPS BASTION Teplocom je lepší zvolit externí baterii stejné značky.

Externí baterie je připojena k UPS pomocí vodičů, které se obvykle dodávají se zařízením

V technické dokumentaci obvykle výrobce uvádí, které baterie jsou vhodné pro UPS podle typu, napětí a kapacity.

Požadavky na externí baterii pro UPS BASTION Teplocom

Pokud neexistují žádné informace nebo jste na pochybách o svém výběru, ověřte si kompatibilitu u prodejce. V Citylink to lze provést přímo na stránce produktu v sekci „Otázky a odpovědi“.

3. Zjistěte rozsah úbytků napětí

Standardní napětí v elektrické síti je 220 V. V důsledku nehod a přetížení může klesat nebo stoupat – to lze snadno zaznamenat poruchami domácích spotřebičů a blikajícími žárovkami. I ve městě indikátory často skáčou až na 140 V nebo až na 280 V. Pro měření napětí v síti použijte speciální tester – multimetr nebo kontaktujte elektrikáře.

Mnoho UPS se snadno vyrovná s napěťovými rázy v rozsahu 180–250 V. Pokud je však změna větší, může se zařízení jednoduše vypnout a s ním i plynový kotel.

Pro velké poklesy zvolte UPS s vestavěným stabilizátorem, který vyrovná výpadky. Například UPS STARK COUNTRY Online 1000 udržuje výstupní napětí 220 V během rázů ve vnější síti od 110 do 300 V.

4. Vyberte typ UPS podle tvaru vlny

UPS má dvě formy výstupního napětí:

1. Čistá sinusovka.
2. Přibližná sinusoida. Ve vlastnostech zařízení může být také nazýván „quasi-sinus“ nebo „modifikovaný obdélníkový průběh“.

Čím větší jsou kroky, tím silnější je rušení a „špinavější“ signál – to je pro plynový kotel nebezpečné

Topné zařízení je velmi citlivé na kvalitu výstupního signálu. Proto musí nepřerušitelný zdroj napájení produkovat čistou sinusovku, jako UPS Ippon Innova G2.

• Typ: online
• Aktivní výkon: 900W
• Zdánlivý výkon: 1000 VA

U plynového kotle s vysoce citlivou elektronikou nelze použít UPS, které produkují kvazi-sinusový signál. To může vést k poruchám funkce řídicí jednotky, přehřívání a rychlému opotřebení oběhových čerpadel.

UPS se dělí do tří typů podle typu stabilizace napětí a tvaru signálu:

Offline nebo zpět. Zařízení nestabilizuje napětí, při sepnutí vykazuje zpoždění až 6 ms a vytváří „špinavý“ kvazisinusový signál. Pro plynový kotel byste neměli volit offline UPS.

1. Linkově interaktivní. Zařízení vyrovnává napěťové rázy, ale nezaručuje čistotu sinusovky. Zpoždění sepnutí je 2–4 ms. Line-interaktivní UPS je vhodná pro jednoduché plynové kotle bez vysoce citlivé automatiky, ale oběhová čerpadla budou vydávat hluk.
2. Online. UPS okamžitě přepne záložní napájení kotle, stabilizuje frekvenci a napětí na ideální hodnoty. Jedná se o nejefektivnější řešení pro moderní topná zařízení.

5. Ujistěte se, že UPS může být umístěna uvnitř

Obvykle je pro kotel přidělena malá plocha v domě – od 4 m2 pro plynový kotel s tepelným výkonem do 30 kW. Musíte se ujistit, že UPS se vejde do následujících rozměrů: