Unidad de alimentación ininterrumpida para una caldera de calefacción: principio de funcionamiento + sutilezas de la elección de fuentes de alimentación ininterrumpida
¿Conoces la sensación cuando te quedas sin luz en el momento más inoportuno? De acuerdo, es difícil encontrar un momento conveniente para desconectarse. Muchas casas privadas ya están equipadas con generadores autónomos en caso de un corte prolongado de energía. Sería bueno tener también una fuente de alimentación para la caldera, ya que este equipo tiene componentes sensibles. De esto último depende la capacidad de servicio y la seguridad del sistema de caldera.
Un sistema de alimentación ininterrumpida de alta calidad le mantendrá tranquilo: no tendrá que lidiar con errores incomprensibles, esperar a los técnicos ni pagar reparaciones. En este artículo obtendrá información sobre el funcionamiento de las fuentes de alimentación, sus tipos y los criterios para seleccionar un dispositivo sin errores en cualquier condición.
Los sistemas de alimentación ininterrumpida aparecieron en relación con la necesidad de proteger contra la inestabilidad de las redes eléctricas y los cortes de energía. En diferentes circunstancias, se necesita un cierto tipo de sistema de alimentación ininterrumpida, pero el resto se puede abandonar. Obtenga más información sobre esto en nuestro artículo.
El contenido del artículo:
Objeto y principio de funcionamiento de los sistemas de suministro de energía ininterrumpida.
En las casas individuales, las calderas suelen ser el único dispositivo para calentar agua y calentarse. Los problemas en las redes eléctricas que dan servicio a dichos edificios causan grandes inconvenientes.
Al mismo tiempo, los paneles de calderas y unidades de control, así como sus instalaciones automáticas, requieren un suministro eléctrico de alta calidad.
Suaviza este problema fuente de energía ininterrumpida (UPS, sistema de alimentación ininterrumpida, unidad de sistema de alimentación ininterrumpida) es un dispositivo simple que proporciona un tiempo de duración estable de la batería.
El dispositivo de energía auxiliar se conecta después de averías y accidentes y suministra electricidad a todo el sistema de control de la caldera. El UPS puede hacer esto durante varias decenas de minutos e incluso más de medio día.
El objetivo principal de un UPS es suministrar energía y voltaje a los equipos en caso de que la red eléctrica principal deje de suministrarlos. Especialmente en invierno hay muchas interrupciones, a veces debido a las heladas, a veces debido al ahorro. Debido a esto UPS para calderas Será muy relevante en hogares numerosos. Debido a los frecuentes cortes de energía en el sector privado, los UPS tienen cada vez más demanda.
La segunda función principal del UPS es la protección contra fluctuaciones y parámetros anormales de la red. Si hay un corte de energía o muchos parámetros han cambiado, el UPS cambiará al funcionamiento con batería.
El UPS se utiliza a menudo con calderas de combustible sólido. Las bombas de estas calderas proporcionan movimiento y circulación en los radiadores. Dado que el combustible continúa ardiendo después de cortar la energía, el líquido restante en la caldera puede hervir. Sin utilizar el sistema de alimentación ininterrumpida, esta situación provocará una avería o un fallo total de la caldera, e incluso es posible una explosión.
Operación constante de combustible sólido o Caldera de gas, su panel de encendido y control no solo proporciona calefacción o calentamiento del agua, sino que también protege contra la congelación del refrigerante en las tuberías, que puede dañar todo el sistema de calefacción.
En la mayoría de los modelos de calderas modernas, la circulación del refrigerante está controlada. bombas electricas. El termostato controla la temperatura exterior. La bomba comienza a bombear 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 la combustión llena el refrigerante y se enciende el ventilador. El control de la caldera está disponible todo este tiempo en la unidad electrónica.
Casi todos los elementos estructurales de este ciclo requieren electricidad de alta calidad con una forma de corriente ideal:
- bomba;
- válvula de gas;
- admirador;
- la unidad electrónica.
En algunas aplicaciones, una forma de onda de corriente deficiente tendrá consecuencias críticas.
Las fuentes de alimentación ininterrumpida tienen diferentes principios de funcionamiento y estructura. El UPS para calderas generalmente tiene una batería (batería, batería) y cambia a energía de emergencia.
Tipos de fuentes de alimentación de respaldo
No existen sistemas de alimentación ininterrumpida específicos para calderas de gas o combustible sólido. Solo existen 3 tipos de UPS según su forma de operar, y todos representan 3 categorías de precios diferentes.
Los sistemas de calderas de calefacción se suministran con los siguientes UPS:
- Sin conexión (fuera de línea, copia de seguridad).
- Línea interactiva.
- Online (online, doble conversión).
UPS sin conexión - Este es un grupo de dispositivos económicos que conmutan la energía a la batería y no igualan los parámetros de voltaje.Incluyen dispositivos de conmutación y una batería. En el modo de alimentación de red, la unidad de control de la bomba y de la caldera reciben energía directamente de la red.
La energía de respaldo se inicia a través del interruptor. Fuera de línea: el menos fiable y el más económico. Un UPS fuera de línea tiene la misma forma de voltaje que la red eléctrica y el tiempo de transición al funcionamiento con batería es bastante largo. La principal salvedad es que no hay estabilización de la tensión de red.
Sistemas de alimentación ininterrumpida interactivos en línea tener incorporado estabilizador. Gracias a ello, el dispositivo sigue funcionando con red eléctrica incluso con fluctuaciones importantes de tensión y, por tanto, es más fiable. Estos dispositivos no cambian a energía de respaldo después de pequeñas sobretensiones, como los dispositivos fuera de línea. Los dispositivos interactivos en línea tienen 2 subcategorías principales: UPS con ondas sinusoidales regulares e irregulares.
Características de la línea interactiva:
- la señal de salida puede ser escalonada o suave;
- trabajo largo;
- larga vida útil;
- largo período de tránsito de operación sin cambiar a batería;
- ecualización de voltaje con un estabilizador.
Dispositivos en línea tienen una estructura fundamentalmente diferente a la de los servicios interactivos fuera de línea y en línea. Los dispositivos en línea convierten la corriente alterna en corriente continua y luego nuevamente en corriente alterna.
Su batería se carga a un voltaje constante reducido. Está constantemente activo, no requiere conmutación y comienza a funcionar inmediatamente tan pronto como se pierde la tensión de red. La batería también alimenta la caldera si la tensión de red disponible pero es demasiado baja.
Parámetros en línea:
- ecualización de frecuencia y voltaje;
- encendido instantáneo de energía de respaldo;
- La onda sinusoidal en la salida es casi ideal.
En cuanto a la sinusoide, en los dispositivos en línea es suave, no escalonada y no tiene distorsiones perceptibles. Al mismo tiempo, para muchas calderas de gas, la estabilidad de la frecuencia es de fundamental importancia.
Los modelos en línea brindan una protección del 100% en cualquier modo de funcionamiento. Se trata de la seguridad de la caldera, sus piezas y del propio sistema de alimentación ininterrumpida, asociada a problemas en la red eléctrica. La protección funciona en caso de perturbaciones en cualquier parte de la red.
El dispositivo incluye un rectificador, inversor y derivación. El rectificador convierte la corriente CA en constante, el inversor realiza la acción inversa y el bypass es una línea de suministro de energía de respaldo que se utiliza cuando las piezas del UPS se estropean.
Los modelos en línea son invaluables para cargas críticas o sensibles, como lo 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. Generalmente con ambas fuentes en el mismo modelo. Un UPS en línea cuenta con un inversor que está en constante funcionamiento, que es su principal característica. Todos los sistemas UPS potentes ahora están intentando utilizar este esquema en línea.
Comparación de características de diferentes SAI para una caldera.
Las fuentes de alimentación ininterrumpida de respaldo se utilizaban con las computadoras de escritorio antiguas y, por lo general, eran suficientes. En las redes industriales y privadas existía 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 todas las fuentes de alimentación ininterrumpida fuera de línea tienen una potencia modesta. La eficiencia de estos SAI en caso de problemas de energía alcanza hasta el 60%.
El dispositivo de conmutación de los UPS interactivos en línea estabiliza el voltaje y, en este caso, las desviaciones significativas del voltaje de la norma no deberían llevar a un cambio al funcionamiento autónomo. Además, los dispositivos interactivos en línea admiten dos modos: para parámetros inestables y pérdida total del suministro de energía.
Estos UPS funcionan con desviaciones del voltaje de entrada de hasta el 20%. El voltaje de salida casi siempre es igual a la norma. La eficiencia de línea interactiva es mayor que la de línea y fuera de línea, y el nivel de protección proporcionada alcanza el 85%.
El sistema de alimentación ininterrumpida en línea suministra corriente alterna de alta calidad en la salida. No hay ningún tiempo de conmutación entre su batería y la red. El inversor UPS en línea puede funcionar sin fuente de alimentación principal.
Además de estas ventajas, también existen desventajas. La duración de la batería cuando se trabaja online suele ser menor, al igual que la eficiencia de todo el dispositivo. Los precios de los modelos online son significativamente más altos. En línea tiene un nivel de ruido considerable y una importante generación de calor.
Los más populares son los de línea interactiva. Tienen estabilizador, aunque no el más preciso. Si el voltaje de la red corresponde al rango del sistema de alimentación ininterrumpida (por ejemplo, dentro de 130 voltios), este último estabilizará el indicador con una precisión de aproximadamente el 10%. Esta cifra se considera aceptable en la vida cotidiana.El cambio a funcionamiento con batería se producirá siempre cuando el estabilizador no pueda cumplir con este 10%.
Los interactivos en línea tienen 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 repentinos de energía, en lugar de sobretensiones.
Criterios para elegir un sistema de alimentación ininterrumpida para una caldera.
En total, existen más de 5 principios para elegir con éxito una fuente de alimentación ininterrumpida. En general, se debe dar preferencia a los dispositivos más nuevos y avanzados. Tengamos en cuenta las peculiaridades de las redes eléctricas rusas: son abrumadoramente inestables.
Preste atención a las características clave:
- Fuerza.
- Corriente del cargador.
- Capacidad de la batería.
- Posibilidad de conectar baterías externas.
- Duración del funcionamiento en modo autónomo/emergencia.
- Tiempo de transición a batería.
- La forma de la señal de salida (voltaje), es decir, la onda sinusoidal de salida.
- La presencia de a través de cero.
Fuerza. Para calderas de doble circuitocalentando mucha agua del grifo, el sistema de alimentación ininterrumpida será inútil o soportará el trabajo por poco tiempo y solo si es muy potente. Habrá que tener en cuenta el número de bombas de circulación (cuantas más, mayor potencia necesaria) y la potencia de la propia caldera.
Recuerda que los SAI de hasta 200 W son útiles para las calderas de menor potencia.Si la caldera funciona con gas, tiene una potencia de aproximadamente 80 a 300 W y más. Se debe adquirir un sistema de alimentación ininterrumpida un 25% más potente que la caldera. Normalmente, la potencia del UPS para una caldera está limitada a 600 W.
La potencia del UPS se calcula mediante la fórmula A=B/C×D, Dónde:
- A - potencia de la batería (W, vatios);
- B - potencia de la caldera (W, vatios);
- C es el coeficiente de carga reactiva (0,7);
- D - Reserva de corriente inicial triple (3).
El resultado será la energía mínima requerida de la batería, pero se le debe agregar un 30% como reserva.
Los cálculos también deben incluir la potencia de todas las bombas, si están presentes en el sistema. Ingrese este indicador en el numerador, sumándolo a la potencia de la caldera.
Sobre corriente del cargador para baterías, entonces 1 A será suficiente para operar una batería de 10 Ah. Se puede utilizar una batería con una capacidad de 80-100 Ah para una corriente de 8 A. Si comete un error al seleccionar una batería, tanto la batería como el sistema de alimentación ininterrumpida durarán menos de lo esperado.
La cantidad de corriente limita la capacidad de utilizar una capacidad mayor que un cierto valor, por lo que debes elegir inmediatamente un cargador potente. Seleccionar un sistema de alimentación ininterrumpida en función del parámetro actual es al mismo tiempo seleccionar en función de la duración del funcionamiento autónomo.
El siguiente parámetro principal es Capacidad de la batería. En base a esto, son adecuados los dispositivos de respaldo con la capacidad de conectar baterías externas. Estos SAI funcionan durante mucho más tiempo en modo de emergencia, es decir, después de desconectarse de la red.Se recomienda cargar las baterías externas por completo, ya que si no se recargan por completo, la duración de la batería será menor.
Un parámetro importante es autonomía. La duración máxima de la batería depende de la batería o del paquete de baterías. Un UPS con una batería incorporada a veces solo proporciona entre 10 y 20 minutos de duración de la batería.
Para calcular la duración de la batería, es necesario multiplicar la cantidad de baterías internas y externas y la capacidad de cada una. Lo ideal sería comprar un SAI para muchas baterías con una conexión de batería externa y luego comprar las baterías por separado. De esta forma será posible alargar la duración de la batería hasta varias horas, lo que además evitará su descarga completa.
Se debe tener en cuenta Energía del cargador UPS. Limita las posibilidades en términos de modo fuera de línea. Algunos UPS en línea producen más de 20 A, lo que le permite usar unidades con 200-300 Ah.
La capacidad total de las baterías aumenta gracias a una conexión en paralelo; una conexión 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 requieren un voltaje de circuito más alto para que el dispositivo funcione con alta calidad.
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 la batería. Se debe tener en cuenta la regularidad de las sobretensiones de la red y los cortes de energía. En este caso, preste atención a la calidad del sistema de protección contra fluctuaciones en la red.
La duración de la batería por única vez se calcula mediante la fórmula T = Q × U / W, Dónde:
- T—tiempo (horas);
- Q: capacidad de la batería (Ah, amperios hora);
- U es su voltaje (V, voltios);
- W es la potencia de carga total (W, vatios).
Cambio de velocidad a batería muestra la rapidez con la que el sistema de alimentación ininterrumpida cambiará al funcionamiento con batería en caso de un corte de energía. Los dispositivos en línea cambian a "reserva" instantáneamente, otros lo hacen con un retraso de al menos 0,002-0,015 segundos y, a veces, varios segundos.
Forma de voltaje de salida. La señal que sale del sistema de alimentación ininterrumpida y entra a la caldera afecta su funcionamiento. El movimiento de los motores eléctricos de las bombas de circulación depende de los parámetros de la electricidad. UPS de calidad baja y media cuando funcionan con batería y una corriente de alimentación inestable en forma de meandro, es decir, en forma de onda sinusoidal desigual o modificada. La caldera funcionará de manera desigual, lo que aumentará aún más la carga y el consumo de electricidad.
La forma de onda del voltaje en la salida del UPS es de importancia clave. Puede parecer una onda sinusoidal o un trapezoide aproximado. Estos parámetros no son bien tolerados por las bombas de circulación. Esto se indicará mediante un ruido viscoso y un funcionamiento entrecortado. Se debe seleccionar un sistema de alimentación ininterrumpida para una bomba con las mejores características; de lo contrario, la bomba se estropeará con el tiempo.
Los UPS de doble inversión no solo proporcionan una onda sinusoidal casi ideal, sino que también tienen un sistema eficaz contra sobretensiones de la red. Los interactivos en línea son ideales para calderas y equipos costosos que a menudo se estropean.
Para redes confiables, los estabilizadores se necesitan en menor medida. Con un voltaje de red de alta calidad y un funcionamiento estable durante apagones poco frecuentes, un sistema de alimentación ininterrumpible fuera de línea económico se convierte en una opción rentable.
Con saltos frecuentes, definitivamente se necesita un estabilizador. Lo ideal es que el pasaporte para sistemas de alimentación ininterrumpida con estabilizadores mencione la forma del voltaje. No deberías comprar un UPS sin dichos datos.
A través de cero. Las calderas pueden ser dependientes o independientes de fases. Para calderas que dependen de la fase, deberá elegir un UPS con paso por cero y debajo de la caldera. Los independientes de fase pueden incluso funcionar desde una fuente de alimentación ininterrumpida de computadora si produce una onda sinusoidal pura.
Se debe dar importancia a todas las características teniendo en cuenta que se dispone de una caldera de gas o de combustible sólido. Vale la pena preguntar en el acto si está contraindicado utilizar un UPS en particular para una caldera de gas.
Teniendo en cuenta todos los criterios, la mejor opción en términos de relación calidad-precio, confiabilidad, vida útil y duración de la batería son los UPS interactivos en línea con la onda sinusoidal correcta.
Instalación y operación:
- Los sistemas de alimentación ininterrumpida se instalan cerca del sistema de calefacción, en lugares donde las condiciones del entorno no afecten la calidad del funcionamiento del UPS.
- La documentación indica la temperatura y humedad óptimas; siga estas instrucciones.
- Controle el estado de la habitación: no debe haber líquidos explosivos o inflamables ni vapores de reactivos agresivos.
- Conecte el sistema de alimentación ininterrumpida a la caldera con cables de la sección correcta.
- Poner a tierra todos los equipos.
Interésese por las capacidades del equipo. Los buenos dispositivos tienen protección contra descarga completa de la batería, sobrecalentamiento, cortocircuitos y sobrecargas diversas. Los estabilizadores de relé incorporados proporcionan una onda sinusoidal suave a un voltaje inestable.
Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.
Cómo elegir un UPS para una caldera, cálculo de parámetros:
Revisión del sistema de alimentación ininterrumpida Volter UPS-300 para la caldera, instrucciones para su funcionamiento:
Interacción entre el UPS y la bomba del sistema de calefacción, verificando el sistema de alimentación ininterrumpida Powerman Smart:
Los sistemas de alimentación ininterrumpida aumentan la seguridad de las calderas. No hace mucho tiempo, casi nadie usaba un UPS. Ahora, en muchos hogares y empresas individuales, donde la electricidad a menudo se suministra con electricidad de baja calidad, se utilizan cada vez más sistemas de alimentación ininterrumpida. Los UPS pueden estar fuera de línea, en línea interactiva y en línea. Los offline son una opción económica y en muchos casos son más que suficientes. Los SAI online reducen al mínimo la probabilidad de averías. La interacción lineal es ideal en la mayoría de los casos.
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