ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ ГАЗОВЫХ КОТЛОВ

СТАБИЛИЗИРОВАННОЕ - БЕСПЕРЕБОЙНОЕ - РЕЗЕРВНОЕ

Большинство современных газовых котлов нуждаются в подаче электроэнергии для работы платы контроля и управления и для циркуляционного насоса в случае закрытой системы отопления. Все перечисленные компоненты предъявляют свои требования к характеристикам питающего напряжения.

Питание газовых котлов При нормальных условиях работы его параметры в домашней электропроводке полностью соответствуют необходимым требованиям:

Мало кто обращает внимание на значение частоты, но данная величина является критичной для работы циркуляционного насоса, который представляет собой асинхронный двигатель. Из данного требования вытекает еще одна важная характеристика – форма питающего напряжения. Она должна быть строго синусоидальной.

Любое отклонение от синусоиды вызывает появление гармонических колебаний более высокой частоты, для которых обмотки двигателя представляют собой коротко замкнутую цепь. Как результат будет снижение КПД и мощности насоса, его перегрев.

Наоборот, для платы электроники частота и форма не имеют особого значения, поскольку на входе устройства устанавливается инверторный блок питания, который обеспечивает требуемые параметры.

Еще одно условие, редко отображаемое в технической документации. Для нормальной работы системы розжига и контроля горения требуется наличие нулевого провода сети. В противном случае цепь ионизационного электрода горелки, не видя «массу» сети выдает сигнал ошибки и запрещает розжиг и отключает подачу газа.

Большинство бытовых блоков бесперебойного питания и автономных генераторов не имеют схемы «сквозного нуля».

Перебои в подаче электроэнергии могут вызвать сбои в микропроцессорной плате управления. «Зависание» микропроцессорных устройств и нарушение работы программного обеспечения достаточно широко распространены.

Некоторые модели газовых котлов не могут нормально восстановить работу после перебоев в электропитании, что чревато размораживанием системы отопления при отсутствии хозяев домовладения в холодное время года.

Само собой разумеется, что чрезмерные отклонения величины напряжения, особенно в большую сторону также могут послужить причиной аварии (перегорание предохранителей, силовых элементов блока питания и т.д.)

СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ В ГАЗОВЫХ СИСТЕМАХ ОТОПЛЕНИЯ

Для сглаживания отклонений величины питающего напряжения применяются различные типы стабилизаторов. Их задачей является приведение к норме напряжения на выходе блока вне зависимости от входного параметра. Наибольшее распространение получили следующие виды стабилизаторов:

Непрерывного действия:

Ступенчатого действия:

Наиболее точны стабилизаторы непрерывного действия. Однако, для установки с газовым оборудованием они не пригодны. Феррорезонансные — по причине сильного искажения формы сигнала, а электромеханические из-за крайне низкого быстродействия, исчисляемого секундами.

Ступенчатые стабилизаторы имеют широкий диапазон регулировок и при значительных изменениях на входе, значение выходного напряжения меняется не более, чем на 5-10 В, что является вполне приемлемым для работы большей части оборудования.

Среди недостатков релейного стабилизатора следует отметить некоторое время задержки переключения реле, в связи с чем возможны пропадания питания на выходе на несколько миллисекунд. Такое небольшое время, однако, может быть причиной сбоев микроконтроллера. Также переключения не происходит в момент перехода через ноль синусоиды, поэтому возникает всплеск помехи, способной вызвать сбой в работе.

Наиболее четкое переключение наблюдается у симисторных стабилизаторов. Их высокая стоимость оправдана надежностью работы и способностью защитить более дорогое оборудование.

Применение стабилизаторов абсолютно оправдано в местах, где часто наблюдается нестабильность сетевого электропитания, превышение или понижение его уровня относительно допустимых пределов.

В начало

БЕСПЕРЕБОЙНОЕ ПИТАНИЕ ГАЗОВЫХ ОТОПИТЕЛЬНЫХ КОТЛОВ

Самый совершенный стабилизатор не способен защитить аппаратуру даже от самых кратковременных от пропаданий электроэнергии ( в доли секунды). Подобные проблемы решаются при помощи устройств бесперебойной подачи питания. Общий принцип построения источников бесперебойного питания (ИБП) заключается в наличии встроенного аккумулятора, напряжение которого преобразуется до значения питающей сети при пропадании последнего.

Конструктивно выделяют три типа устройств:

Любой из них имеет в своем составе аккумулятор и инвертор, для преобразования постоянного напряжения батареи в переменное сетевое.

В off-line устройствах аккумулятор подключается только после пропадания сети или при выходе параметров за допускаемые нормы. Как следствие, имеется некоторая временная задержка при включении. Большинство недорогих источников бесперебойного питания (в том числе и для оргтехники) собраны по данной схеме. Самые существенные недостатки – форма напряжения существенно отличается от синусоидальной, отсутствует схема «сквозного нуля».

Более совершенные, Line-Interactive бесперебойники, могут в некоторых пределах стабилизировать сетевое напряжение, но основные недостатки у них такие же, как и у предыдущего типа.

Для бесперебойного питания газовых отопительных котлов наиболее пригодны On-Line устройства. Инвертор такого блока работает в непрерывном режиме. При нормальных условиях он использует выпрямленное напряжение сети, при авариях источником питания служит аккумуляторная батарея.

Если не вдаваться в схемотехнику, то условно можно считать, что аккумулятор постоянно включен в работу, но в нормальных условиях он работает в буферном режиме или заряжается.

Таким образом, понятие о времени переключения для On-Line ИБП полностью отсутствует. Другое достоинство – форма выходного напряжения максимально приближена к синусоиде. Микроконтроллерная схема управления следит не только за уровнем выходного напряжения, но и за его частотой.

В начало

РЕЗЕРВНОЕ И АВТОНОМНОЕ ПИТАНИЕ КОТЛА

ИБП целесообразны при кратковременных пропадания питания, длительностью от нескольких минут, до нескольких часов. Пояснить это можно на конкретном примере.

Допустим, что мощность потребления котла составляет 100 Вт. С учетом КПД преобразователя (80 – 90%), мощность, отбираемая от аккумуляторной батареи составит 125 Вт. При напряжении аккумулятора 12 В он должен будет отдавать ток до 10 А. Таким образом, для работы в течении 6 ч требуется аккумулятор с емкостью более 60 А/ч. Это уже автомобильная аккумуляторная батарея.

Дальнейшее увеличение времени работы требует пропорционального увеличения емкости аккумулятора. Здесь не учтено то, что при разряде аккумулятора, его напряжение падает и он отдает больший ток для обеспечения необходимой мощности, то есть реальная емкость должна быть еще больше. Полностью разряженный аккумулятор требует большого времени на подзарядку, в течении которого система отопления будет неработоспособна.

Таким образом, источники бесперебойного питания можно применять только при кратковременных пропадания напряжения сети. Длительное время требует увеличения емкости батарей, что существенно повышает стоимость устройства, требует наличия в нем возможности подключения внешнего аккумулятора.

Резервное питание газового котла или иного оборудования должно осуществляться сторонними источниками электроэнергии, в качестве которых могут выступать бензиновые, дизельные или газовые бытовые электростанции, солнечные или ветроэлектростанции. Резервный источник может обеспечивать питанием нужные устройства неограниченное время.

Основные условия применения внешних источников такие же как и для блоков бесперебойного питания – соответствие параметров выходного напряжения.

Обязательно нужно учитывать, что, являясь независимым источником, резервная электростанция не имеет связи с нулем питающей сети, поэтому, для нормальной работы электроники розжига, требуется организовать связь нуля отопительного котла с одной из фаз генератора.

Недостаток автономных источников электроэнергии заключается в большом расходе топлива (бензина или дизельного). Особенно это заметно, когда к генератору подключается только один газовый котел. Малая потребляемая мощность приводит к недогрузу генератора и тот работает практически на холостом ходу с минимальным КПД.

Солнечная электростанция требует больших капиталовложений и также требует наличия аккумуляторных батарей для работы в темное время суток или в пасмурную погоду. Ветроэлектростанции монтируются только в регионах со стабильными ветрами и также очень затратны как в финансовом плане, так и в трудоемкости.

Оптимальный вариант – сочетание блока бесперебойного питания с небольшой дизельной или бензиновой электростанцией. При кратковременных перебоях работает аккумуляторный преобразователь, а далее вступает в дело генератор, который в то же время заряжает аккумулятор бесперебойного блока.

Мощность любого из перечисленных устройств, стабилизатора, ИБП, генератора, должна превосходить максимальную мощность нагрузки.

В начало

© 2012-2018 г. Все права защищены.

Все представленные на этом сайте материалы имеют исключительно информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов