Unterbrechungsfreie Stromversorgung für einen Gasheizkessel: Tipps für die Wahl einer USV mit externer Batterie

Beim Betrieb von Geräten, die nicht getrennt werden sollen, sind redundante Netzteile erforderlich. Eine dieser Arten von Geräten ist ein Gaskessel. Fällt der Strom aus, wird auch die Heizung abgeschaltet und die Heizkörperbatterien abkühlen. Es braucht zusätzliche Energie und Zeit, bis der Raum wieder die optimale Temperatur erreicht. Dies kann durch den Einsatz einer unterbrechungsfreien Stromversorgung für einen Heizkessel vermieden werden.

Arbeitsarten und Arbeitsprinzip

Eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) ist ein Gerät, das den angeschlossenen Verbraucher auch bei Stromausfall mit Strom versorgt. Das Funktionsprinzip des Geräts basiert auf der Fähigkeit, in zwei Modi zu arbeiten: direkt und autonom.

Liegt die Netzspannung im Bereich von 205-235 Volt, arbeitet die USV im Repeater-Modus. Sobald die Spannung die zulässigen Grenzen überschreitet, das Gerät trennt den Eingangskreis

, und die Last wird von einer Notstromversorgung gespeist. Wiederaufladbare Batterien werden am häufigsten verwendet.

Somit ist die USV von Natur aus ist ein Wechselrichter mit Ladegerät. Bei Spannung im Netz wird die Last versorgt und gleichzeitig die Batterien geladen. Verschwindet jedoch die Spannung von 220 Volt am Eingang, schaltet er sofort auf Batteriebetrieb um. Da das Netzteil des Kessels eine Wechselspannung von 220 Volt benötigt und an der Batterie konstant ist, wird ein Wechselrichter verwendet, um die gewünschte Signalform zu erhalten.

Notstromversorgung

Unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV) werden in verschiedenen Ausführungen und Typen hergestellt, aber die Haupteinheiten in allen Modellen sind gleich. Das Funktionsprinzip hängt von der Bauart des Produkts ab, aber die wichtigsten Bestimmungen sind wie folgt: variable Spannung durch die Gleichrichtereinheit wird in eine Konstante umgewandelt und danach auf den erforderlichen Wert zum Laden der Batterie reduziert Batterien.

Beim Umschalten in den autonomen Modus wird der Ladestromkreis getrennt und die Spannung von der Batterie beginnt zum Wechselrichter zu fließen. Er wandelt ein konstantes Signal in ein Wechselsignal um, das dann auf 220 Volt angehoben und dem Ausgang der USV zugeführt wird.

Deshalb Markieren Sie die folgenden Blöcke:

1. Eingangsfilter. Das Gerät verwendet normalerweise einen Filter des einfachsten Typs, der aus einer Spule und Kondensatoren besteht. Sein Zweck besteht darin, das Eindringen von Geräuschen in das elektrische Netz zu verhindern und die Schwingungen des Frequenzumrichters zu glätten.
2. Gleichrichter. Die USV verwendet ein Vollwellendesign. Es besteht aus vier Halbleiterdioden, die über eine Brücke verbunden sind und das Signal eines für eine Spannung von 450 Volt ausgelegten Elektrolytkondensators glätten.
3. Ladegerät. Es enthält einen Wandler und einen Laderegler, die die notwendigen Parameter für die Energiespeicherung durch die Batterie liefern.
4. Wandler. Wandelt Konstantstrom in Wechselstrom um, während der Spannungspegel geändert wird. Das heißt, es ist tatsächlich ein Signalgenerator. Die von ihm erzeugten Impulse werden dem Transformator zugeführt, von dem sie bereits der Last zugeführt werden.
5. Kommutierung. Entwickelt, um die USV-Betriebsmodi umzuschalten. Als Schalter werden schnelle Relais oder im Tastenmodus arbeitende Feldeffekttransistoren verwendet.
6. Ausgangsfilter. Besteht aus Induktivitäten und Kondensatoren. Seine Aufgabe ist es, parasitäre Oberwellen aus dem Ausgangssignal zu entfernen, um die Signalform einer Sinuskurve anzunähern.

Gerätetypen

Alle USVs sind in drei große Gruppen unterteilt. Bei der Auswahl einer USV für einen Gaskessel mit Batterie muss daher zunächst der richtige Typ ausgewählt werden. Dies liegt daran, dass die in Heizgeräten verwendete Elektronik empfindlich auf die Form und Qualität des Signals reagiert. Da die USV eine Signalwandlung durchführt, können nicht alle ihre Typen eine reine Sinuswelle am Ausgang liefern.

Es gibt drei Arten von unterbrechungsfreien Stromversorgungen:

1. Offline (Backup). Dies ist die einfachste aller Arten von Geräten und dementsprechend die billigste. Es zeichnet sich durch eine nicht-sinusförmige Ausgangswellenform im Batteriebetrieb aus. Hat nicht die Möglichkeit, die Frequenz einzustellen und die Spannung zu stabilisieren. Das Umschalten von einem Betriebsmodus in einen anderen dauert etwa sechs Millisekunden. Zu seinen Vorteilen zählen: Geräuschlosigkeit und geringe Erwärmung. Der Hauptzweck dieses Typs ist die Verwendung in Heimcomputersystemen. In Heizungsanlagen wird dieser USV-Typ nicht verwendet.
2. Line-Interaktiv Eine verbesserte Art der unterbrechungsfreien Stromversorgung durch die Aufnahme eines Spannungsstabilisators in seine Schaltung. Das Signal wird mit einem Spartransformator schrittweise stabilisiert. Das Ausgangssignal ist nahezu sinusförmig, es gibt aber auch trapezförmige und rechteckige Modelle. Es zeichnet sich durch eine akzeptable Umschaltzeit der Betriebsarten aus. Hat einen hohen Wirkungsgrad. Aufgrund der Verwendung eines klassischen Transformators in der Schaltung ist es jedoch erforderlich, die Frequenz des Signals zu erhöhen, um leistungsstarke Geräte an diese Art von USV anzuschließen. Und dieser Ansatz macht seinen Einsatz in Verbindung mit Heizsystemen unerwünscht.
3. Online (Doppelkonvertierung). Die Arbeit basiert auf der doppelten Signalwandlung. Zunächst wird Wechselstrom in Gleichstrom und dann wieder in Wechselstrom umgewandelt. Das Funktionsschema dieses Geräts ist so aufgebaut, dass die Batterien ständig eingeschaltet sind. Daher muss das Gerät bei Verlust des Eingangssignals nicht in einen anderen Betriebsmodus umschalten. Der Hauptvorteil dieses Typs ist die reine Sinusform des Ausgangssignals. Zu den Vorteilen gehört außerdem die Möglichkeit, sowohl Spannung als auch Frequenz einzustellen. Das heißt, es kann die Funktionen eines vollwertigen Stabilisators erfüllen. Die Nachteile sind der geringe Wirkungsgrad von nicht mehr als 94%, Lärm und spürbare Erwärmung. Der Preis für solche Geräte ist 2-3 mal höher als für die vorherigen Typen. Gleichzeitig ist eine solche unterbrechungsfreie Stromversorgung für Heizkessel die beste Option.

Auswahlkriterien

Bei der Auswahl müssen Sie auf die zum Kauf geplante Leistung der USV und die Zeit ihres autonomen Betriebs achten. Moderne Kessel sind notwendigerweise mit einer Pumpe und leistungsstarken Modellen ausgestattet, die mehr als 25 kW Wärme abgeben, sogar mehrere.

Die Heizung verbraucht im Normalbetrieb mit einer Pumpeinrichtung ca. 150 W Energie. Unter Berücksichtigung der allgemein anerkannten Empfehlungen, dass die Leistung der USV den Grenzwert des Kesselverbrauchs um 25-30% überschreiten sollte, wird daher eine unterbrechungsfreie Stromversorgung von 250-300 W benötigt. Wenn also zwei Pumpen im Kessel verwendet werden, sollte die Leistung der USV bereits etwa 400-500 W betragen.

Die autonome Betriebszeit hängt von der Art und Anzahl der verwendeten Batterien sowie von der Leistung des Kessels ab. Treten nur kurzzeitige Stromausfälle auf, ist auf Modelle mit zwei Akkus mit einer Kapazität von mindestens 30 Amperestunden zu achten. Dadurch kann das Gerät bei einer Leistungsaufnahme von ca. 150 W 10 Minuten ohne Netzstrom arbeiten. Und wenn der Stromausfall ziemlich oft und für lange Zeit auftritt, ist der beste Ausweg die Anschaffung einer unterbrechungsfreien Stromversorgung für einen Kessel mit externer Batterie.

Die Berechnung der autarken Stromversorgungszeit kann nach folgender Formel erfolgen: T = C * Ub / Pk, wobei:

• C - Batteriekapazität, A / h.
• Ub - Batteriespannung, V.
• Рk - Heizkesselleistung, VA.

Um elektrische Leistung von Watt in Volt-Ampere (VA) umzuwandeln, müssen Watt durch 0,7 geteilt werden.

Gleichzeitig sollten Sie sich jedoch bewusst sein, dass es falsch ist, eine Batterie an die USV anzuschließen, obwohl es keine speziellen Batterien für die USV gibt.

Dies liegt daran, dass es nicht nur der Spannung entsprechen muss, sondern es dem Ladegerät auch ermöglichen muss, es in einem akzeptablen Zeitrahmen aufzuladen. Denn je größer die Kapazität, desto mehr Strom wird benötigt, um den Akku vollständig aufzuladen. Für eine Akkukapazität von 100 Ah wird also ein Ladestrom von 10 A benötigt, während die volle Ladezeit etwa sieben Stunden beträgt.

Außerdem muss ein Gerät ausgewählt werden, dessen Ausgangswellenform einer Sinuskurve so nahe wie möglich kommt. Hersteller geben dies normalerweise in der Dokumentation zu ihrem Produkt an. Wenn plötzlich in der Anleitung "Quasi-Sinus" oder "Annäherungssinus" steht, ist eine solche USV für die Arbeit mit einem Kessel ungeeignet.

zusätzliche Eigenschaften

Neben den Hauptparametern gibt es auch kleinere, die für einige Benutzer auch wichtig sein können. Beispielsweise ermöglicht das Vorhandensein einer Kaltstartfunktion im Produkt, dass der Kessel auch ohne Netzspannung starten kann.

Diese Funktion ist sehr nützlich, wenn Sie USV für Gaskessel mit externer Batterie verwenden. Denn es ermöglicht bei längerem Stromausfall, bei Entladung der Hauptbatterie einen zusätzlichen Satz Batterien anzuschließen und die Heizung wieder zu starten. Natürlich muss das Zusatzkit vorher vorgeladen werden.

Zusätzliche Eigenschaften umfassen:

1. Spannungsbereich. Dieser Parameter kennzeichnet die Grenzen, deren Überschreitung dazu führt, dass die USV in einen autonomen Modus geschaltet wird. Es ist zu beachten, dass bei einem ziemlich großen Spannungsstoß eine gute unterbrechungsfreie Stromversorgung einfach abschaltet und in den Schutzmodus wechselt und keine sehr hochwertige durchbrennt. Daher werden für den Überspannungsschutz spezielle Geräte verwendet, beispielsweise Leistungsschalter oder Spannungsrelais.
2. Die Anzahl der Verkaufsstellen. Wenn es die Leistung der USV zulässt, kann ein weiteres Gerät parallel zum Kessel angeschlossen werden. Aber hier sollte verstanden werden, dass die Batterielebensdauer abnimmt.
3. Verfügbarkeit der Anzeige. Der Großteil der unterbrechungsfreien Stromversorgungen enthält in ihren Bauformen einen Hinweis auf den Übergang zum Batteriebetrieb. Es kann sein: Licht, Ton oder kombiniert. Kaufen Sie am besten Geräte, mit denen Sie den Anzeigegrad anpassen können, da der USV-Alarm nachts unbequem sein kann.
4. Ausführungsart. Unterscheiden Sie zwischen Boden- und Wandtyp.

Beliebte Hersteller

Das Angebot an Notstromversorgungsgeräten im Einzelhandel ist sehr groß. Bei der Auswahl achten sie oft auf das Herkunftsland, aber das ist nicht ganz richtig. Viel wichtiger ist es, nicht nach dem Land, sondern nach dem Namen der Marke und des Modells zu wählen.

Es ist zu bedenken, dass auch die führenden Unternehmen erfolglose Produktlinien haben können. Obwohl namhafte Unternehmen ihren Ruf schätzen und garantieren, dass die deklarierten Eigenschaften wahr sind. Sie bieten vollen Garantie- und Nachgarantie-Support und haben offizielle Vertretungen in vielen Ländern der Welt.

Die beliebtesten Unternehmen sind: Phantom, Volter, Teplocom, Vir-Electric, LogicPower, SVEN. Gleichzeitig gibt es aber auch andere Hersteller, deren USV-Modelle ebenfalls auf dem richtigen Niveau sind. Namhafte Unternehmen sind bestrebt, ihre Produkte zu verbessern, hochwertige Teile zu verwenden und ein sorgfältiges Pre-Sales-Tuning durchzuführen.

Hier ist eine Liste für ein Beispiel bewährte Modelle mit der Möglichkeit, eine externe Batterie anzuschließen:

1. Teplocom-300 - für Kessel mit einem Energieverbrauch bis 200 W.
2. LPM PSW-500 ist eine zuverlässige unterbrechungsfreie Stromversorgung mit einer zweijährigen Garantie.
3. Phantom UPS-0512 ist eine hochwertige reine Sinuswellen-USV.
4. SVEN RESERVE HOME-500 - für Heizungsanlagen mit mittlerem Stromverbrauch.
5. VIR-ELECTRIC NB-T102 - für Kessel bis zu einem Kilowatt.

Natürlich finden Sie in den Geschäften recht günstige Optionen, aber höchstwahrscheinlich handelt es sich um chinesische "Nichtnamen", die aus Komponenten von geringer Qualität zusammengesetzt sind.