Sistema de alimentación ininterrumpida para una caldera de calefacción: principio de funcionamiento + características de la elección de los dispositivos

Anonim

¿Conoces la sensación cuando te quedas sin electricidad en el momento más inoportuno? De acuerdo, es difícil encontrar un momento conveniente para abandonar la red eléctrica. Muchas casas privadas ya están equipadas con generadores autónomos en caso de una pérdida de suministro eléctrico a largo plazo. Sería bueno tener una fuente de alimentación para la caldera, ya que hay componentes sensibles en este equipo. De esto último depende la capacidad de servicio y la seguridad del sistema de la caldera.

El sistema ininterrumpido de alta calidad lo mantendrá tranquilo: no tendrá que lidiar con errores incomprensibles, esperar a los maestros, pagar las reparaciones.De este artículo obtendrá información sobre el funcionamiento de las fuentes de alimentación, sus tipos, criterios para una selección sin errores de un dispositivo en cualquier condición.

Los sistemas de alimentación ininterrumpida aparecieron en relación con la necesidad de protegerse contra la inestabilidad de las redes eléctricas, cortes de energía. En diferentes circunstancias, necesita un cierto tipo de fuente de alimentación ininterrumpida y puede rechazar el resto. Aprende más sobre esto en nuestro artículo.

Propósito y principio de funcionamiento de los sistemas de alimentación ininterrumpida

En casas individuales, las calderas suelen ser el único dispositivo para calentar agua y calefacción. Los problemas en las redes eléctricas que dan servicio a tales edificios causan grandes inconvenientes.

Al mismo tiempo, los paneles de calderas y las unidades de control, así como sus instalaciones automáticas, necesitan un suministro eléctrico de alta calidad.

Esquema de funcionamiento del UPS en los modos "desde la red" y autónomo en el ejemplo de un modelo en línea: en el primer caso, el estabilizador se activa, en el segundo, la energía acumulada se suministra desde la batería al inversor y de ahí a la salida

Un sistema de alimentación ininterrumpida (SAI, sistema de alimentación ininterrumpida, sistema de alimentación ininterrumpida) soluciona este problema: un dispositivo simple que proporciona un tiempo de duración estable de la batería.

El dispositivo de energía de respaldo se enciende después de fallas y accidentes y suministra electricidad a todo el sistema de control de la caldera. El SAI puede hacer esto durante varias decenas de minutos e incluso más de medio día.

El propósito principal del UPS es suministrar energía y voltaje a los equipos en caso de que falle la fuente de alimentación principal. Hay especialmente muchas interrupciones en el invierno, a veces debido a las heladas, a veces debido a los ahorros. En este sentido, las calderas ininterrumpidas serán muy relevantes en los hogares grandes. Debido a los frecuentes cortes de energía en los sectores privados, los UPS tienen cada vez más demanda.

La segunda función principal del UPS es proteger contra fluctuaciones y parámetros de red anormales. Si hay un corte de energía o se cambian muchos parámetros, el UPS cambiará a funcionamiento con batería.

UPS se usa a menudo con calderas de combustible sólido. Las bombas de tales calderas proporcionan movimiento y circulación en los radiadores. Dado que el combustible continúa ardiendo después de que se apaga la alimentación, el líquido que queda en la caldera puede hervir. Sin el uso de una fuente de alimentación ininterrumpida, tal situación terminará en una avería o falla completa de la caldera, incluso es posible una explosión.

Las calderas de combustible sólido necesitan más un UPS: estas calderas son más potentes y son buenas como fuente de calefacción principal y de respaldo.

El funcionamiento constante de una caldera de combustible sólido o gas, su panel de encendido y control proporciona no solo la calefacción o el calentamiento del agua, sino que también protege el refrigerante de la congelación en las tuberías, lo que puede dañar todo el sistema de calefacción.

En la mayoría de los modelos modernos de calderas, la circulación del refrigerante está controlada por bombas eléctricas. El termostato controla la temperatura exterior.La bomba comienza a bombear el refrigerante tan pronto como cae por debajo del límite permitido. Luego se enciende la válvula de gas, el quemador comienza a funcionar, la energía de combustión llena el refrigerante y se enciende el ventilador. El control de la caldera está disponible en la unidad electrónica todo este tiempo.

Casi todos los elementos estructurales de este ciclo requieren electricidad de alta calidad con una forma de corriente ideal:

  • bomba;
  • válvula de gas;
  • fan;
  • unidad electrónica.

En algunos dispositivos, una mala forma actual tendrá consecuencias críticas.

Los sistemas de alimentación ininterrumpida tienen un principio de funcionamiento y estructura diferente. Los SAI para calderas suelen tener una batería (batería, batería) y un interruptor de emergencia.

Tipos de fuentes de alimentación de respaldo

No existen sistemas ininterrumpidos específicos para calderas de gas o de combustibles sólidos. Hay 3 tipos de SAI según su funcionamiento y todos representan 3 categorías de precios diferentes.

Cualquier pequeña curvatura de la sinusoide desgasta la caldera y sus componentes, y para la mayoría de los dispositivos ininterrumpidos difiere del clásico liso.

Los sistemas de calderas de calefacción se suministran con los siguientes SAI:

    Fuera de línea (fuera de línea, copia de seguridad).
  1. Interactivo en línea (interactivo en línea).
  2. Online (en línea, doble conversión).

Offline UPS es un grupo de dispositivos económicos que cambian la energía a la batería y no igualan los parámetros de voltaje. Incluyen dispositivos-interruptores y batería recargable. En modo red, la bomba y la centralita de caldera reciben energía directamente de la red.

La energía de respaldo se inicia a través del interruptor. Fuera de línea: el menos confiable y el más barato. El UPS fuera de línea tiene la misma forma de voltaje que la red eléctrica y un tiempo de transición bastante largo a la operación con batería. El matiz principal es que no hay estabilización de la tensión de red.

Los sistemas de alimentación ininterrumpida de línea interactiva tienen un estabilizador incorporado. Gracias a él, el dispositivo, incluso con fluctuaciones significativas de voltaje, continúa funcionando desde la red y, por lo tanto, es más confiable. Estos dispositivos no cambian a energía de respaldo después de pequeñas subidas de tensión, como los dispositivos fuera de línea. Los dispositivos de línea interactiva tienen 2 subcategorías principales: UPS sinusoidales regulares e irregulares.

UPS interactivo de línea económica Luxeon con regulador incorporado, 0,5 s de tiempo de transferencia a la batería y 10 de precisión de estabilización

características de línea interactiva:

  • la señal de salida puede ser escalonada o plana;
  • trabajo continuo;
  • larga vida útil;
  • período de tránsito prolongado sin cambiar a batería;
  • ecualización de tensión por el estabilizador.

Los dispositivos en línea tienen una estructura fundamentalmente diferente a la de los dispositivos fuera de línea e interactivos en línea. Los dispositivos en línea convierten CA a CC y luego vuelven a CA.

Su batería se carga con un voltaje de CC reducido. Está constantemente activo, no requiere conmutación y comienza a funcionar inmediatamente tan pronto como falla la tensión de red. La batería también alimenta la caldera si la tensión de red está presente pero es demasiado baja.

Parámetros en línea:

  • ecualización de frecuencia y tensión;
  • Copia de seguridad instantánea;
  • La onda sinusoidal de salida es casi perfecta.

En cuanto a la sinusoide, para dispositivos en línea es pareja, no escalonada y no tiene distorsión apreciable. Al mismo tiempo, para muchas calderas de gas, la estabilidad de la frecuencia es de fundamental importancia.

Los modelos en línea brindan 100% de protección en cualquier modo de operación. Esto se aplica a la seguridad de la caldera, sus partes y el propio sistema de alimentación ininterrumpida, asociado a problemas en la red eléctrica. La protección funciona en caso de perturbaciones en cualquier parte de la red.

El dispositivo incluye rectificador, inversor y bypass. El rectificador hace que la corriente de la corriente alterna sea constante, el inversor realiza la acción inversa y el bypass es una línea de suministro de energía de repuesto que se activa cuando fallan las partes del UPS.

Diagrama simplificado de un sistema de alimentación ininterrumpida en línea: suministro de corriente, entrada y salida, batería, elementos especiales: rectificador, inversor, relé

Los modelos en línea son indispensables en el caso de cargas críticas o sensibles, que son muchos sistemas de calderas. Con baja eficiencia y vida útil, los UPS en línea son los más poderosos.

Estructuralmente, los UPS en línea pueden interactuar con la batería y el generador. Usualmente con ambas fuentes en el mismo modelo. El UPS en línea tiene un inversor en funcionamiento constante, que es su característica principal. En todos los potentes sistemas de alimentación ininterrumpida, ahora se esfuerzan por utilizar este esquema en línea en particular.

Comparación de características de diferentes SAI para una caldera

Los UPS de respaldo se usaban con computadoras de escritorio antiguas y generalmente eran suficientes. En las redes industriales y privadas ha existido y existe la necesidad de sistemas de alimentación ininterrumpida más potentes y complejos. Las calderas modernas y todas las calderas con bombas son poco compatibles o incompatibles con los SAI fuera de línea.

Casi todos los sistemas de alimentación ininterrumpida fuera de línea tienen una potencia modesta. Estos UPS son hasta un 60 % eficientes durante cortes de energía.

El dispositivo de conmutación de los UPS interactivos en línea estabiliza el voltaje y, en este caso, las desviaciones significativas de voltaje de la norma no deberían conducir al cambio a una operación autónoma. Además, los dispositivos de línea interactiva admiten dos modos: para configuraciones inestables y pérdida total de energía.

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Estos SAI funcionan con una desviación de tensión de entrada de hasta un 20 %. El voltaje de salida es casi siempre igual a la norma. La eficiencia de la interacción en línea es mayor que la de la conexión en línea y fuera de línea, y el nivel de protección brindado alcanza el 85 %.

La salida ininterrumpida en línea proporciona corriente alterna de alta calidad. No hay tiempo de cambio entre su batería y la red eléctrica en absoluto. El inversor UPS en línea puede funcionar sin energía de la red pública.

Además de estas ventajas, no está exenta de desventajas. La duración de la batería durante el funcionamiento en línea suele ser menor, al igual que la eficiencia de todo el dispositivo. Los precios de los modelos en línea son significativamente más altos. En línea tienen un nivel de ruido considerable y una disipación de calor significativa.

Los más populares son interactivos en línea. Tienen un estabilizador, aunque no el más preciso. Si el voltaje de la red coincide con el rango de la fuente de alimentación ininterrumpida (por ejemplo, dentro de 130 voltios), esta última estabilizará el indicador con una precisión de alrededor del 10%.Tal figura se considera aceptable en la vida cotidiana. La transición al funcionamiento con batería siempre ocurrirá cuando el estabilizador no pueda cumplir con este 10%.

Interruptor ininterrumpido Gewald Electric para proteger el sistema de calefacción, quemador, automatización de calderas, sistema de cierre automático de gas, bombas de circulación, filtros de tratamiento de agua

Line-interactive tiene un significado más cercano a los dispositivos fuera de línea; también tienen un cierto rango en el que el dispositivo funciona en modo de suministro de energía normal desde la red, y no en modo de respaldo. La diferencia es que el rango de voltaje aceptable para dispositivos fuera de línea es mucho más estrecho. En los dispositivos fuera de línea, el énfasis está en la protección contra cortes de energía repentinos, no sobretensiones.

Criterios para elegir un sistema de alimentación ininterrumpida para una caldera

Hay más de 5 principios para elegir con éxito un sistema de alimentación ininterrumpida. En general, se debe dar preferencia a los dispositivos más nuevos y avanzados. Tenga en cuenta las peculiaridades de las redes eléctricas rusas: son abrumadoramente inestables.

Presta atención a las funciones clave:

    Poder.
  1. Actual del cargador.
  2. Capacidad de la batería.
  3. Posibilidad de conectar baterías externas.
  4. Desconexión/duración de emergencia.
  5. Tiempo de transferencia de batería.
  6. La forma de la señal de salida (voltaje), es decir, la sinusoide de salida.
  7. Presencia de un a través de cero.

Poder. Para las calderas de doble circuito que calientan mucha agua del grifo, la fuente de alimentación ininterrumpida será inútil o soportará el trabajo por un corto tiempo y solo si es muy potente. Deberá tener en cuenta el número de bombas de circulación (cuantas más, mayor será la potencia necesaria) y la potencia de la caldera.

Recuerda que los SAI de hasta 200 W son útiles para las calderas más pequeñas. Si la caldera funciona con gas, entonces tiene una potencia de aproximadamente 80 a 300 W y superior. Se debe comprar una fuente de alimentación ininterrumpida más potente en un 25% del indicador de la caldera. Por lo general, la potencia del SAI para la caldera está limitada a 600 W.

El UPS se puede actualizar y fortalecer en términos de potencia: para aumentar el rendimiento, aumentar la sección transversal de los cables, cambiar los enchufes

La potencia del SAI se calcula mediante la fórmula A=B / C × D, donde:

  • A - potencia de la batería (W, vatios);
  • B - potencia de la caldera (W, vatios);
  • C - factor de carga reactiva (0,7);
  • D - 3x corriente de entrada (3).

El resultado será la energía mínima requerida de la batería, pero debe agregarse un 30 % en reserva.

Los cálculos también deben incluir la potencia de todas las bombas, si están presentes en el sistema. Introduzca este indicador en el numerador añadiéndolo a la potencia de la caldera.

En cuanto a la corriente del cargador de batería, 1A será suficiente para operar una batería de 10Ah.Una batería con una capacidad de 80-100 Ah puede descargarse a una corriente de 8 A. Si comete un error en la selección de la batería, tanto él como el sistema de alimentación ininterrumpida durarán menos del período prescrito.

El valor actual limita la capacidad de usar la capacidad más que un cierto indicador, por lo que debe elegir inmediatamente un cargador potente. La elección de un sistema de alimentación ininterrumpida por el parámetro actual es al mismo tiempo una selección por la duración de la vida de la batería.

El siguiente parámetro principal es la capacidad de la batería. En base a esto, los dispositivos de respaldo con la capacidad de conectar baterías externas son adecuados. Dichos UPS funcionan mucho más tiempo en modo de emergencia, es decir, después de desconectarse de la red. Se recomienda que las baterías externas estén completamente cargadas, porque si no están completamente cargadas, la duración de la batería será más corta.

Si la batería de gel ha dejado de cargarse, se puede intentar restaurarla con agua destilada, se debe verter a través de una jeringa y esperar hasta que se absorba en la fibra de vidrio.

Un parámetro importante es la autonomía. La duración máxima de la batería depende de la batería o del paquete de baterías. Una batería ininterrumpida con una batería incorporada a veces proporciona solo 10 a 20 minutos de duración de la batería.

Para calcular la duración de la batería, debe multiplicar la cantidad de baterías internas y externas y la capacidad de cada una. Lo ideal es comprar un SAI para muchas baterías con conexión de batería externa y luego comprar las baterías por separado. Así será posible prolongar la duración de la batería hasta varias horas, lo que también evitará la descarga completa.

Considere la capacidad del cargador del UPS. Limita las posibilidades en cuanto al modo fuera de línea. Algunos UPS en línea entregan más de 20A, y esto le permite usar bloques de 200-300 Ah.

La capacidad total de la batería aumenta con la conexión en paralelo, en serie: suma el voltaje, y esto puede ser necesario para sistemas de alimentación ininterrumpida que no requieren una conexión de 12 V CC.Los UPS de alta potencia necesitan más voltaje de circuito para funcionar bien.

La duración de la batería alcanza las 10 horas o más, y mucho depende de la potencia de la caldera, la corriente del cargador y la capacidad de las baterías. Se debe tener en cuenta la regularidad de los cortes de energía y los cortes de energía. En este caso, preste atención a la calidad del sistema de protección contra fluctuaciones en la red.

Tabla de duración de las baterías para algunos modelos de SAI, teniendo en cuenta el número de baterías en funcionamiento simultáneo y la potencia de la caldera

La vida útil de la batería se calcula como T=Q × U / W donde:

  • T - tiempo (horas);
  • Q - capacidad de la batería (Ah, amperios hora);
  • U - su voltaje (V, voltios);
  • W - potencia de carga total (W, vatios).

La velocidad de conmutación de la batería indica la rapidez con la que el SAI cambiará a funcionamiento con batería en caso de un corte de energía. Los dispositivos en línea cambian a "reservar" instantáneamente, el resto lo hace con un retraso de al menos 0.002-0.015 segundos y, a veces, unos pocos segundos.

Forma del voltaje de salida. La señal que sale del SAI y entra en la caldera afecta a su funcionamiento. El movimiento de los motores eléctricos de las bombas de circulación depende de los parámetros de la electricidad. SAIs de baja y media calidad en modo batería y corriente de red inestable en forma de meandro, es decir, en forma de onda senoidal desigual o modificada. La caldera funcionará de manera desigual, lo que aumentará aún más la carga y el consumo de electricidad.

La forma de la tensión de salida del SAI es de vital importancia. Puede parecer una onda sinusoidal aproximada o un trapezoide. Dichos parámetros son mal tolerados por las bombas de circulación.Esto le permitirá conocer el ruido viscoso y el trabajo entrecortado. El sistema ininterrumpido para la bomba debe elegirse con las mejores características, de lo contrario, la bomba se averiará con el tiempo.

Los UPS sin transformador más livianos y menos voluminosos deben tener un voltaje más alto en el punto de salida, por lo que hay refuerzos en el dispositivo

Los SAI de doble inversión no solo proporcionan una onda sinusoidal casi perfecta, sino que también tienen un sistema eficaz contra el ruido de impulso de la red. Las líneas interactivas son ideales para calderas caras y equipos que se estropean con frecuencia.

Las redes confiables necesitan estabilizadores en menor medida. Con un voltaje de red de alta calidad y su funcionamiento estable durante apagones raros, una fuente de alimentación ininterrumpida fuera de línea económica se convierte en una opción rentable.

Con s altos frecuentes, definitivamente necesitas un estabilizador. En el pasaporte para sistemas de alimentación ininterrumpida con estabilizadores, idealmente, se menciona la forma de voltaje. No vale la pena comprar UPS sin tales datos.

A través de cero. Las calderas son dependientes e independientes de la fase. Para calderas dependientes de fase, deberá elegir un SAI con paso cero y debajo de la caldera. Los independientes de fase pueden funcionar incluso desde una fuente de alimentación ininterrumpida de computadora, si proporciona una onda sinusoidal pura.

Se debe dar importancia a todas las características, teniendo en cuenta que se tiene una caldera de gas o de combustibles sólidos. Inmediatamente debe preguntar si está contraindicado utilizar un SAI específico para una caldera de gas.

Según todos los criterios, la mejor opción en términos de relación calidad-precio, fiabilidad, vida útil y duración de la batería es el SAI de línea interactiva con la onda sinusoidal correcta.

Para una elección exitosa de una fuente de alimentación ininterrumpida en términos de eficiencia, se debe tener en cuenta no solo el tipo de UPS, sino también la potencia del dispositivo en sí y la carga conectada.

Instalación y funcionamiento:

    Los sistemas de alimentación ininterrumpida se instalan cerca del sistema de calefacción, en lugares donde las condiciones ambientales no afectarán la calidad del SAI.
  1. La documentación indica la temperatura y la humedad óptimas. Siga estas instrucciones.
  2. Controle el estado de la habitación: no debe contener líquidos explosivos e inflamables, vapores de reactivos agresivos.
  3. Conectar el sistema de alimentación ininterrumpida a la caldera con cables de la sección correcta.
  4. Conecte a tierra todo el equipo.

Interesarse en las capacidades del equipo. Los buenos dispositivos tienen protección contra la descarga completa de la batería, el sobrecalentamiento, los cortocircuitos y varias sobrecargas. Los reguladores de relé incorporados proporcionan una onda sinusoidal suave con voltaje inestable.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Cómo elegir un SAI para una caldera, cálculo de parámetros:

Descripción general del UPS Volter UPS-300 para la caldera, instrucciones para su funcionamiento:

Interacción entre el SAI y la bomba del sistema de calefacción, comprobando el SAI Powerman Smart:

Los sistemas de alimentación ininterrumpida aumentan la seguridad de las calderas. No hace mucho tiempo, casi nadie usaba el UPS. Ahora, en muchos hogares y empresas individuales, donde a menudo se suministra electricidad de baja calidad, se utilizan cada vez más sistemas de alimentación ininterrumpida. Los UPS están disponibles fuera de línea, interactivos en línea y en línea. Los sin conexión son una opción económica y, en muchos casos, son suficientes. Los SAI en línea reducen al mínimo la posibilidad de averías. La línea interactiva es ideal en la mayoría de los casos.

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