Бесперебойник на циркуляционный насос

Для организации непрерывной работы циркуляционного насоса используются источники бесперебойного питания:

1. с чистой синусоидой
   В состав циркуляционных насосов входит электромотор, для его питания можно использовать только чистую синусоиду, аппроксимированная не годится.
2. работающие с внешним комплектом аккумуляторных батарей
   При защите циркуляционного насоса требуется длительное время автономной работы. Наиболее рационально такую задачу решать, используя ИБП с внешним комплектом аккумуляторов.

Параметры, учитываемые при выборе бесперебойника для насоса отопления

Необходимо учитывать следующие параметры насоса:

• номинальную мощность,
• пусковую мощность (мощность, потребляемую в момент его включения),
• желательное время автономной работы (предположительное время отсутствия сетевого энергопитания).

Достаточно легко определяется номинальная мощность – она всегда есть в технической документации к насосу, и можно просто сориентироваться по требуемому времени автономии – это длительность отключения подачи энергии в вашей местности плюс некоторый запас времени на всякий случай. Оба этих параметра будут влиять на емкость, а значит и стоимость, подключаемых к ИБП аккумуляторов.

От пусковой мощности зависит выбор источника бесперебойного питания, она определяет необходимую мощность устройства. Большая часть производителей не указывает эту характеристику в документации, поэтому определяем ее, исходя из класса энергоэффективности.

Если у насоса А класс, считаем пусковую мощность с коэффициентом 1,3 от номинальной. Если класс энергоэффективности ниже или неизвестен – применяем коэффициент 5. Если проигнорировать пусковой режим насоса, то требуемая для его включения мощность окажется больше мощности ИБП даже с учетом его перегрузочных способностей, и это приведет к его выключению «по перегрузу».

Алгоритм выбора источника аварийного питания для насоса

1. По документации на насос смотрим его максимальный режим потребления. Даже если он сейчас установлен не на самом высоком уровне, совсем не факт, что его не придется установить на максимум в будущем.
   Например, Grundfos UPS 25-40 180 может использоваться в 3-х режимах: 25, 35 и 45 Вт. Для определения необходимой мощности ИБП используем 45 Вт.
2. Учитываем пусковые токи насоса, т.е. увеличение мощности в момент включения. При условии, что в системе используется не один насос, максимальную мощность системы надо считать как сумму пусковых мощностей всех используемых насосов. Например, про уже упомянутый циркуляционный насос Grundfos UPS 25-40 180 известно, что он принадлежит к B классу энергоэффективности. Соответственно, в момент включения он потребует 45 Вт * 5 = 225 Вт.
3. Учитываем запас по мощности в 15-20 %. Т.е. искомая предварительная цифра: 225 Вт * 1,2 = 270 Вт.
4. Из имеющегося ряда подходящих ИБП выбираем тот, мощность которого максимально близка к полученной цифре, но не меньше ее.
   В нашем случае подойдет бесперебойник с мощностью 300 Вт. Понимаем, что «повесить» на него что-то еще из электроприборов уже не получится.
5. Далее необходимо выбрать внешние аккумуляторы, исходя из номинальной мощности насоса и требуемого времени автономии (в связи с краткостью пусковых режимов, их мощность не учитывается). Если известна периодичность работы насоса, например, он работает 40 минут в час и этого достаточно для поддержания комфортного тепла в доме, можем учесть и это обстоятельство. Только нужно не забыть, что такой учет возможен для самой низкой возможной температуры в вашей местности. Учесть этот фактор мы сможем пересчетом времени автономной номинальной мощности с коэффициентом 2/3 (40/60 минут).

Разные модели ИБП одинаковой мощности имеют каждый свое количество аккумуляторов в батарейном комплекте, поэтому приходится, если вариантов несколько, просчитывать каждый из них отдельно. Проще всего подбор батарейного комплекта сделать при помощи консультанта, но примерно можно сориентироваться и самостоятельно по таблицам автономии, приведенным в описании каждого ИБП у нас на сайте.

Примеры расчета мощности и выбора ИБП для циркуляционных насосов

Рассчитаем несколько вариантов для насосов:

Grundfos Alpha2 L 32-60	Grundfos UPS 32-60	Wilo Star RS15/6-130	UNIPUMP UPC32-60

Считаем, что перед нами поставлена задача подобрать комплекты под два варианта времени автономной работы: 6-8 и 14-16 часов при непрерывной работе насоса.

Начать выбирать ИБП для твердотопливного котла отопления, а точнее для его циркуляционного насоса, необходимо с знания потребляемой мощности насоса или насосной группы. Информацию о электрической потребляемой мощности насоса необходимо взять либо с шильдика на корпусе насоса, как показано на картинке, либо из паспорта к нему. На корпусе насоса указано не одно значение мощности, а три. В середине – механический переключатель, который имеет три положения. За отправную мощность для подбора ИБП необходимо брать максимальную. А для расчета емкости аккумулятора ту, на которую направлен указатель положения переключателя. Итог, полученное значение мощности при выборе, необходимо сопоставить с номинальной мощностью выбираемого ИБП. Обратите внимание, в названии или маркировке модели ИБП, производители указывают максимальную (пиковую) мощность в ВОЛЬТ-АМПЕРАХ, а она больше (в два раза). Для Вашего удобства, мы сделали фильтр именно по номинальной мощности в Вт. Ниже представлены ИБП линейно-интерактивного типа, т.е. с встроенным стабилизатором напряжения. Пожалуйста, выбирайте. Есть вопросы – ответим!

Все ИБП для насосов работают с одним или несколькими внешними аккумуляторами. Расчет емкости кратко описан в этой статье.

Использование принудительной циркуляции теплоносителя в современных системах индивидуального отопления в наше время совсем не редкость. Применение циркуляционных насосов в автономных отопительных системах не только существенно увеличивает их производительность, но и в некоторых случаях является единственной возможностью обеспечить теплом жилые помещения, например, имеющие большую площадь или многоуровневую структуру.

Серьезной уязвимостью таких отопительных систем является их энергозависимость. Очевидно, что даже непродолжительная, связанная с перебоями электроснабжения остановка оборудования циркуляции теплоносителя может привести к достаточно серьезным негативным последствиям.

Эффективным решением вопроса качества и бесперебойности электропитания насосов, используемых как в отопительных, так и в дренажных и скважинных системах, является применение источников бесперебойного питания (ИБП). При возникновении перебоев в питающей сети, «бесперебойник» обеспечит корректную работу насоса и, соответственно, системы отопления дома.

Критерии выбора ИБП для циркуляционного насоса

Напряжение и мощность. В подавляющем большинстве насосы для бытовых систем автономного отопления – это однофазные устройства небольшой потребляемой мощности (от нескольких десятков до нескольких сотен ватт). Таким образом, для питания двигателя насоса подойдут однофазные ИБП соответствующей мощности.

Однако, при выборе «бесперебойника» обязательно следует принять во внимание кратковременные, но довольно высокие пусковые токи электродвигателя насоса, которые могут превышать его номинальную мощность потребления в 3-5 раз. Учитывая экономичность потребления современных циркуляционных насосов, в большинстве случаев вполне достаточно будет использовать ИБП мощностью 500-1000 ВА.

Время работы в автономном режиме. В руководствах по эксплуатации на ИБП производители указывают значение этой характеристики при полной загрузке. Очевидно, что фактическая длительность автономной работы зависит от потребляемой мощности двигателя насоса и емкости используемых аккумуляторов.

В современных ИБП, имеющих встроенные аккумуляторы, как правило, реализована возможность увеличения емкости (и, соответственно, времени автономной работы) за счет подключения дополнительных внешних батарей.

Модели, в которых вообще не предусмотрены штатные аккумуляторы, будут более предпочтительны в отношении подбора требуемой емкости АКБ. Оснащенные более мощными зарядными устройствами, такие ИБП могут работать с внешними батареями повышенной емкости, обеспечивая необходимую длительность автономной работы «бесперебойника».

Форма выходного сигнала. Идеальным для питания любой нагрузки является напряжение синусоидальной формы или с максимально приближенной к синусоиде кривой. Однако, нередко на выходе инвертор ИБП в автономном режиме формирует вместо правильной аппроксимированную (ступенчатую) синусоиду или даже меандр (периодический сигнал прямоугольной формы в каждом полупериоде графика синуса). Такая форма сигнала с сильным искажением синусоидальности кривой особенно неблагоприятна для переменного напряжения питания электродвигателей и силовых трансформаторов.

Работа циркуляционного насоса в сети с сигналом типа модифицированная синусоида приводит к недопустимому нагреву магнитопровода статора и ротора из-за возникновения в них добавочных потерь, вихревых токов. Это приводит к сокращению срока службы или повреждению изоляции двигателя насоса и высокому риску преждевременного его выхода из строя.

Поэтому, при выборе ИБП для циркуляционного насоса очень важно обращать внимание на заявленную в характеристиках производителем форму выходного сигнала. Для питания чувствительных к форме сигнала электроприводов это обязательно должна быть идеальная синусоида.

Тип ИБП. Важные технические характеристики, которые прежде всего необходимо учитывать при выборе типа «бесперебойника» для питания циркуляционного насоса – это скорость перехода на автономный режим работы и форма выходного сигнала.

Устройства с лучшим сочетанием таких характеристик – это ИБП двойного преобразования (топология оn-line) и некоторые модели линейно-интерактивного типа – их использование для питания насосов по ряду причин менее предпочтительно.

Оффлайн (или резервные) ИБП, как правило с формой выходного сигнала меандр (а в лучшем случае – сильно модифицированной синусоидой), принципиально не могут быть рассмотрены в качестве подходящих источников питания электродвигателей (в нашем случае – циркуляционных насосов).

Наиболее удачным выбором из представленных типов ИБП, безусловно, будут приборы топологии онлайн. Помимо идеальной синусоиды на выходе и нулевого времени перехода на автономный режим, применение устройств с двойным преобразованием имеет следующие преимущества перед ИБП линейно-интерактивного типа:

• обеспечивается форма сигнала «чистый синус» на выходе как при питании нагрузки от сети, так и в автономном режиме (от АКБ);
• постоянная стабилизация напряжения сети и частоты тока в сочетании с непрерывной фильтрацией высокочастотных помех в питающей сети;
• очень эффективная работа в сетях с большими провалами и частыми перепадами напряжения без перехода на автономный режим работы;
• возможность подключения внешних аккумуляторных батарей;
• наличие сквозного нуля для корректной работы фазозависимых котлов;
• возможность выполнения «холодного пуска» – запуска насоса при отсутствии напряжения в питающей сети (в автономном режиме).

Модельный ряд настенных и напольных онлайн ИБП «Штиль» для питания циркуляционных насосов

Использование рекомендуемых ниже моделей однофазных ИБП «Штиль» гарантирует высокий уровень бесперебойности электроснабжения и надежности эксплуатации не только циркуляционных насосов и отопительных котлов с электронным управлением, но и любого другого чувствительного к электропитанию электрооборудования инженерных систем городских квартир, частных жилых домов или офисов.

Настенные онлайн ИБП. Серия SW представлена достаточно компактными устройствами небольшой мощности – 500 ВА и 1 кВА. Такой выходной мощности даже с учетом высоких пусковых токов электродвигателей, превышающих номинальные в несколько раз, будет вполне достаточно для питания любого циркуляционного насоса системы отопления.

В зависимости от модификации, ИБП имеют встроенные аккумуляторные батареи (модели SW-SL) с возможностью подключения к ним дополнительных внешних АКБ или рассчитаны только на подключение внешних АКБ (модели SW-L). Последние оснащены более мощным зарядным устройством, что делает возможным индивидуальный подбор емкости батареи для требуемого времени работы «бесперебойника» в автономном режиме.

Напольные онлайн ИБП. Устройства серии ST с выходной мощностью 1-3 кВА устанавливаются в вертикальном положении и аналогично настенным имеют две модификации: ST-SL (во строенными АКБ) и ST-L (только с внешними АКБ). Большая, по сравнению с моделями ИБП настенной серии, мощность позволяет использовать данные устройства для питания сразу нескольких циркуляционных насосов и электроприборов с максимально высокими требованиями к надежности и качеству электроснабжения.

Независимо от исполнения, рассматриваемые здесь модели онлайн ИБП «Штиль» являются идеальными источниками питания для циркуляционных насосов. Они сочетают в своих технических характеристиках все преимущества схемы двойного преобразования, работающей в режиме онлайн:

• идеальная синусоидальность выходного сигнала;
• мгновенный переход на автономный режим работы;
• широкий диапазон входного напряжения;
• высокая точность стабилизации напряжения и частоты тока на выходе устройства;
• автоматическая коррекция входного коэффициента мощности;
• совместимость с внешними резервными источниками питания (например, дизель-генераторами);
• электронная защита от короткого замыкания, перегрузки, перегрева и «глубокого» разряда батарей с восстановлением электроснабжения котла в автоматическом режиме после устранения причины аварии;
• наличие сквозной нейтрали (важно для фазозависимого оборудования).

Модели оснащены всеми наиболее востребованными на сегодня коммуникационными интерфейсами (RS-232, USB, Ethernet, RS-485), «сухими» контактами для управления и мониторинга состояния ИБП и сети.