Надежное отопление в частном доме
Большинство автономных отопительных систем — принудительные. Это значит, что теплоноситель перекачивает циркуляционный насос, который нуждается в постоянной подаче электричества. Если же с ней возникают проблемы, стоит запастись резервным источником питания.Источники бесперебойного питания
При отключении электропитания газовый котел гасит горелку и переходит на аварийный режим. Таким образом, даже при кратковременном перебое в электроснабжении котел выключается, и запустить его можно только вручную.
Чтобы предотвратить такие ситуации, используют источники бесперебойного питания (ИБП) с длительным временем действия и относительно малой мощностью энергопотребления (мощность циркуляционных насосов — 30—100 Вт). Их подключают к циркуляционным насосам и контроллеру котла.
Преимущества ИБП:
- высокий коэффициент надежности;
- большое время наработки на отказ;
- отсутствие необходимости в периодическом обслуживании и замене расходных материалов;
- бесшумность работы;
- отсутствие эксплуатационных расходов;
- простота монтажа и подключения.
Видео: самая надежная и простая система отопления для Сибири
Видео: Самая простая и самая надежная схема отопления! Подробный разбор...
Принцип работыПри исчезновении напряжения в сети источник бесперебойного питания должен мгновенно переключить оборудование на питание от инвертора, преобразующего постоянное напряжение аккумуляторов в переменное, аналогичное сетевому.
Как только напряжение в сети восстанавливается, ИБП переключает приборы обратно, отключает инвертор и ставит батарею на зарядку. Лучшие ИБП способны выполнять сразу три функции: стабилизатора и сетевого фильтра, когда напряжение в сети есть, а также источника бесперебойного питания, когда напряжение в сети отсутствует.
Технологию их работы нельзя назвать сложной. Однако образцы, представленные на рынке, отличаются по цене и качеству. Возможные проблемы с качеством (часто замалчиваемые производителями) заключаются в том, что у дешевых ИБП форма выходного напряжения представляет собой не сетевую синусоиду, а прямоугольник.
При работе электромоторов, запитанных от этих устройств, возникает шум, и они нагреваются больше обычного. Кроме того, ИБП, подключенный к современному оборудованию, должен уметь переключаться с сети на аккумуляторы за ничтожно малое время. Любая задержка чревата аварийным отключением и перезапуском всей электроники, что может вывести ее из строя.
ИБП сделанные по технологии онлайн, они же ИБП с двойным преобразованием сами вырабатывают напряжение по всем параметрам схожее с сетевым. Эта технология на сегодняшний день является самой эффективной для подавления всякого рода помех и изменений сетевого напряжения.
Для продолжительной работы в аварийном режиме (в течение десятков часов) предназначен аппарат конфигурации LT (Long Time — длительное время). В отличие от стандартного агрегата, у него нет внутренних батарей, зато есть интеллектуальное зарядное устройство повышенной мощности. Аккумуляторы необходимой емкости (рассчитанные на длительное время работы) подсоединяют к ИБП.
Ватты и вольт-амперы
Мы все привыкли, что мощность измеряется в ваттах (Вт). Однако выходную мощность ИБП чаще указывают в вольт-амперах (ВА). В чем разница? В вольт-амперах выражается полная мощность, протекающая между ИБП и нагрузкой.
Этот показатель рассчитывается как произведение среднеквадратичных значений тока и напряжения. Часть этой мощности расходуется на «полезную деятельность» (электрическую, световую, механическую, тепловую и др.), а часть «оседает» в реактивных компонентах аппаратуры. Полезная, или активная, мощность, которая забирается нагрузкой, измеряется в ваттах.
Блок аккумуляторных батарей
В составе ИБП крайне желательно использовать специализированные герметичные необслуживаемые свинцово-кислотные аккумуляторные батареи.
В отличие от стартерных автомобильных аккумуляторов, они обладают другими зарядно-разрядными характеристиками, рассчитаны на меньшую величину зарядного тока, не выделяют газы во внешнюю среду, так как снабжены системой их внутренней регенерации, и характеризуются большим сроком службы.
Аккумуляторные батареи для ИБН обычно подключают последовательно. Например, если для ИБН напряжение питания по цепи постоянного напряжения составляет 36 В, необходимы три последовательно соединенных аккумулятора (батарейный комплект) напряжением 12 В каждый.
Видео: Отопление в частном доме - установка радиаторов
Критерии выбора
Выбор ИБП не так прост, как кажется. И без арифметических подсчетов в этом случае не обойтись.
Нужно учесть статическую потребляемую мощность котла (мощность, потребляемую контроллером), а также статическую мощность циркуляционных насосов котла или отопительной системы. Иногда к этим показателям прибавляют мощность дежурного освещения котельной.
Суммарную мощность и планируемый период отсутствия электропитания принимают за основу, выбирая емкость аккумуляторных батарей, измеряемую в ампер-часах (Ач). Если электричество отключается часто и надолго, устройство резервного питания должно быть более мощным. Если же время отключения электричества не превышает 12 ч, а перебои в его подаче случаются раз в неделю, достаточно аккумулятора емкостью 70 Ач.
Видео: Воздушное отопление
Кроме того, надо учесть динамическую мощность питаемого оборудования, которая определяется как сумма статических мощностей «плюс» динамическая мощность.
Последняя представляет собой мощность, потребляемую циркуляционными насосами в момент запуска, которая в зависимости от характеристик насосов может в разы превышать их статическую мощность.
Этот пиковый показатель определяет мощность ИБП. Опыт показывает, что мощность домашних котлов, как правило, составляет 50—300 Вт, что соответствует примерно 70—400 ВА.
Ориентировочный бюджет решения:
- ИБП: 950—1300 грн.;
- аккумулятор (гелевый, необслуживаемый): 60 АЧ — 1 500—1 800 грн.- 100 АЧ — 2 400—3 000 грн.
Есть также мультигелевые аккумуляторы. Срок их службы примерно вдвое меньше, а стоимость ниже на 25—30 %.
Какой должна быть емкость аккумулятора?
Требуемая емкость аккумулятора равна мощности котла разделенной на суммарное напряжение аккумуляторных батарей, разделенное на КПД прибора (обычно 0,85) и умноженное на требуемое время автономной работы.
Электричество из газа
Термоэлектрический генератор (ТЭГ) — полупроводниковое устройство, преобразующее энергию разности температур в электрическую. В ТЭГ известных торговых марок используется эффект появления разности потенциалов на полупроводниковом переходе при наличии разности температур.
Такой генератор хоть и имеет довольно низкий КПД (не более 5—7 %), но зачастую оказывается единственным источником электроэнергии (например, зимой, если есть печка для отопления помещения и бак с нагреваемой водой, который можно использовать для охлаждения второго электрода ТЭГ). Такие устройства способны обеспечить резервное электропитание для бытовых приборов при отключении централизованного электроснабжения.
ТЭГ представляет собой компактный котел с газовой или жидкотопливной горелкой и встроенными термоэлектрическими батареями. Такой генератор вырабатывает электроэнергию и тепло.
В домашних условиях лучше использовать печь с медленным (тлеющим) режимом горения и КПД более 80 %, в которую вмонтирован ТЭГ с системой водяного охлаждения. Нагретая в этой системе вода используется для бытовых целей.
При «тлеющей» работе печи ТЭГ мощностью 15 Вт вырабатывает до 120 Вт ч/сутки. В режиме длительного горения (6—8 ч) печь не только обогревает помещение, но и греет воду, вырабатывает электричество и позволяет готовить пищу.
По сравнению с источниками бесперебойного питания на аккумуляторах ТЭГ имеет преимущества:
- в отопительный сезон обеспечивает электроэнергией систему отопления здания (газовый котел, циркуляционный насос), делая ее независимой от местных электросетей;
- экономит до 800 кВт ч электроэнергии за отопительный сезон;
- увеличивает срок службы основного котла благодаря дополнительной ступени нагрева и уменьшению количества циклов зажигания;
- надежен и прост в эксплуатации, имеет длительный срок службы, не боится короткого замыкания и режима холостого хода;
- создает непрерывно действующий резервный источник электропитания, который можно использовать при отключении электроснабжения для: аварийного освещения, зарядки аккумулятора автомобиля, мобильного телефона, видеокамеры, ноутбука и др., питания системы охранной и пожарной сигнализации, телевизора, компьютера, аудиотехники и пр.
