Как грамотно подобрать инвертор для котла отопления

С каждым годом энергонезависимых моделей становится все меньше, заменяют их котлы с более сложной автоматикой, более эффективной закрытой камерой сгорания, встроенным циркуляционным насосом и прочими модулями, требующими подключения к электросети. При временном отключении электроснабжения или даже сильном падении напряжения, работать энергозависимые котлы не могут. Кроме того, нестабильное электроснабжение может привести к серьезной неисправности электронной платы и прочих модулей котла или вовсе к аварийной ситуации.

Чтобы в случае проблем с электроснабжением отопительный котел без вмешательства человека продолжил свою работу, используется инвертор, он же – преобразователь напряжения – в большинстве случаев наиболее дешевый, но эффективный способ обеспечения автономности системы отопления.

Что собой представляют и для чего нужны инверторы для котла отопления

Инвертор – это преобразователь постоянного тока в переменный с изменением величины напряжения. Он питается от встроенного или внешнего аккумулятора с напряжением 12, 24 или 48 В и генерирует на выходе напряжение 220 В, характерное стандартной однофазной бытовой электросети. Современные инверторы для котлов отопления также выдают стабильную синусоиду частотой 50 Гц, именно такая частота требуется для работы энергозависимых котлов.

Инвертор напряжения в котельной
Пример установленного и подключенного инвертора с двумя внешними аккумуляторами (12 В) в котельной с газовым котлом и буферной емкостью.

Хотя оборудование не является обязательным, его важность часто недооценивают. Инвертор необходим, чтобы:

  • в автоматическом режиме, без перебоя в работе обеспечить нормальное питание любому энергозависимому котлу в случае перебоя в электроснабжении;
  • восстановить нормальное напряжение 220 В в случае падения напряжения в сети ниже критической отметки, необходимой для работы котла;
  • предотвратить замерзание системы отопления и ее повреждение вследствие отключения котла (если в качестве теплоносителя не используется антифриз);
  • предотвратить выход из строя комплектующих котла вследствие скачка или падения напряжения, чаще всего это электронная плата управления (автоматика). Особенно уязвимы дорогостоящие котлы со сложной автоматикой такие, как Viessmann, Vaillant, Lamborgini, Ferroli, но также это касается и котлов российского производства, например энергозависимых моделей Лемакс. В таком случае инвертор отключит внешнее питание от электросети и на определенное время обеспечит нормальные характеристики электрического тока.

Многие производители оснащают современные модели инверторов дополнительными модулями: зарядным устройством, контроллером и т.д.. Это стирает многие отличия от ИБП (источников бесперебойного питания, имеющих более широкий функционал) и вызывает путаницу. В зависимости от модели, современный инвертор может иметь даже больший функционал, чем ИБП, хотя в классическом виде преобразователь напряжения – это лишь один из элементов источника бесперебойного питания.

Поэтому выбор между приборами неоднозначный, мы рекомендуем всегда сравнивать не разницу между приборами в целом, а возможности и стоимость конкретной модели преобразователя с возможностями и стоимостью конкретной модели источника бесперебойного питания.

Но в целом главное знать, что самый простой инвертор обеспечивает более длительное питание (от 2-4 часов и более), чем самый простой ИБП (от 20 до 30 мин). При этом стоимость бюджетного преобразователя даже с учетом покупки аккумулятора в среднем в 2 раза ниже, чем стоимость бюджетного бесперебойника.

Устройство и принцип работы

Принцип действия инвертора как отдельного элемента довольно прост. Чтобы обеспечить питание работающего от переменного напряжения потребителя (котла), подключив источник постоянного тока (аккумулятор), необходимо подключить источник сначала одной полярностью, затем отключить и подключить его уже обратной полярностью. Соответственно, чтобы получить требуемую частоту 50 Гц, необходимо произвести алгоритм переключения 50 раз в секунду, что и делают современные инверторы.

Функции переключения выполняет электронная плата с набором транзисторов или тристоров, работающих в ключевом режиме. Преобразователи мощностью свыше 300 Ватт выделяют при такой работе большое количество тепловой энергии, поэтому дополнительно оснащаются системой охлаждения.

Схема работы инвертора
Схема, отображающая принцип работы инвертора напряжения.

Рассмотрим принцип работы инвертора на примере схематического изображения выше. Слева изображен аккумулятор UА с клеммами 12 и котел RHLH1 активно-индуктивного характера с клеммами 34. В момент времени I котел клеммами 34 подключается к клеммам 12 UА, при этом напрвление тока – от UА к LHRH1. В следующий момент времени II клеммы 34 изменяют свое положение и направление тока меняется на противоположное относительно котла – потребителя электрической энергии.

Просто и доступно о видах преобразователей напряжения

Вид инвертора – это основной критерий при выборе, с которым необходимо определиться в первую очередь. Каждый из видов обладает определенными свойствами, алгоритмом работы и характеристиками.

Off-line

Off-line инверторы также называют резервными, они имеют наиболее простую конструкцию и алгоритм работы:

  1. При нормальном напряжении в электросети, инвертор бездействует, а котел работает в штатном режиме, исключительно от электросети.
  2. Как только напряжение в электрической сети снижается ниже критической отметки (обычно 175-190 В) или пропадает вовсе, инвертор мгновенно переключает питание котла на подключенный к преобразователю аккумулятор. Переключение происходит незаметно, в современных моделях за 4-8 мс, чего достаточно для бесперебойной работы котлоагрегата.
  3. Как только напряжение в электрической сети восстанавливается, инвертор переключает питание на основную сеть и переходит в режим ожидания.

Также большинство приборов рассчитаны и на превышение напряжения, обычно они срабатывают при значениях свыше 260-300 В. Off-line инверторы наиболее простые и недорогие, цены на них начинаются от 4 тыс. руб.

Однако их лучше не использовать, если напряжение в электросети скачет слишком часто или постоянно. При такой нестабильности преобразователь производит переключения с основного источника питания на резервный слишком часто, что приводит к очень быстрому износу аккумуляторов.

Line-interactive

Линейно-интерактивный преобразователь напряжения

Линейно-интерактивные (Line-interactive) преобразователи напряжения являются наиболее оптимальными и универсальными для современного котла отопления. Помимо преобразователя и переключающего реле, как в Off-line приборах, в линейно-интерактивных моделях используется стабилизатор напряжения.

В стандартном режиме котел все так же потребляет электроэнергию из основной сети, однако напряжение выравнивается встроенным стабилизатором, некоторые более технологичные модели оснащены дополнительными фильтрами, сглаживающими шумы, устраняющими помехи в сети и т.д. При такой работе аккумулятор используется реже, а эффективность использования электроэнергии (КПД) гораздо выше.

Линейно-интерактивные модели часто имеют встроенный аккумулятор, способный обеспечить работу котла на протяжении 20-120 минут, при этом также возможно и подключение внешних дополнительных аккумуляторов, способных продлить автономность до нескольких дней.

Line-interactive инвертора достаточно всегда будет достаточно для любого газового, твердотопливного или маломощного электрического котла. Однако недостатки у такого оборудования также есть – слабое сглаживание синусоиды при помехах, нарушение ее равномерности при глубоких просадках или перепадах (время переключения 4-6 мс не защищает слишком чувствительные модули).

On-line

Наиболее технологичные и дорогостоящие инверторы с двойным преобразованием. Упрощенный алгоритм работы выглядит так:

  1. На входе инвертор преобразует переменное напряжение электрической сети в постоянное, величиной 12 В.
  2. На выходе инвертор преобразовывает 12 V в 220 V с идеально чистой синусоидой частотой 50 Гц.

Аккумуляторы в таком устройстве выполняют роль буферной емкости, необходимой для выравнивания параметров тока. Преимуществом технологии является то, что котел не контактирует с электрической сетью напрямую и при любых параметрах тока в сети получает идеальную, чистую синусоиду, выдаваемую инвертором. Однако в виду двойного преобразования, КПД такого оборудования ниже, до 90%.

Как выбрать инвертор для котла отопления

Определившись с видом, необходимо подобрать подходящие параметры преобразователя и определиться с необходимостью дополнительных возможностей.

Критерий выбора Оптимальные параметры Описание
1. Минимально необходимая мощность 300-600 Ватт (от 3 кВт для электрокотлов) Максимальная потребляемая мощность котла всегда указывается в его паспорте. Например, для газовых котлов это в среднем 130-140 Вт. Большие всего электроэнергии используется при розжиге, в этот момент потребление может вырасти еще на 100 Ватт свыше максимального. Также мы рекомендуем закладывать 25-30% запаса мощности. Итого, для газового котла нужен инвертор мощностью 300, лучше – 600 Ватт.
2. Диапазон входного напряжения От 180-190 до 250-260 В Диапазон входного напряжения определяет критические значения, при достижении которых преобразователь будет переключать питание на аккумуляторы. Соответственно, чем меньше отклонения от 220 В, тем безопаснее такие параметры для работы котла.
3. Амплитуда искажения синусоиды и выходного напряжения Частота: 50 Гц +- 0,5-1%

Напряжение: 220 В +-8-10%

Амплитуда отклонений на выходе определяет качество работы инвертора, встроенного стабилизатора и фильтров помех. Соответственно, чем меньше отклонение, тем более «чистым» и «безопасным» будет питание котла.
4. Коэффициент полезного действия при преобразовании КПД – 80-90% Указывается в технических характеристиках далеко не всегда и отображает насколько эффективно прибор использует электроэнергию.
5. Наличие дополнительных защит Защита от перегрузки

Защита от всплесков напряжения

Защита от молнии

Фильтрация

Базовой и необходимой считается защита от перегрузки, которая реализована во всех современных инверторах, дополнительные защиты повышают безопасность и расширяют возможности, но и повышают стоимость прибора.

Также стоит обратить внимание на наличие встроенного аккумулятора и возможность подключения внешних источников питания (также их количество). Некоторые инверторы имеют возможность подключения солнечных панелей с напряжением 12 или 24 В.

Лучшие известные производители и модели: характеристики и цены

CyberPower SMP550EI

CyberPower SMP550EI

Один из наиболее распространенных и известных, проверенных производителей. Модель SMP550EI является одной из лучших в соотношении «цена-качество», представляет собой резервный инвертор с оптимальными для отопительного котла параметрами, необходимым минимумом защит. Имеется встроенный аккумулятор, возможность подключения внешних. Согласно отзывам покупателей работает практически бесшумно. Также отличается приятным дизайном.

Стоимость: 6 200-7 900 руб.

Exmork NB-Y300W LCD DC12V

Exmork NB-Y300W LCD DC12V

Линейно-интерактивная модель российского производства, совмещающая в себе достаточной широкий функционал и оптимальные параметры за крайне доступную цену. Встроенный стабилизатор подразумевает чистый, хотя и не идеальный в сравнение с on-line моделями синус. Оснащен зарядным устройством. Отличается наличием большого количества защит: от перегрузки, короткого замыкания, перенапряжения, низкого напряжения, избыточного нагрева и т.д. Имеются версии мощностью 300, 600, 800 и 1000 Ватт

Стоимость: 6 100-6 500 руб.

POWERMAN ONLINE 1000

POWERMAN ONLINE 1000

On-line преобразователь напряжения, один из лучших инверторов для котла отопления. Форма выходного напряжения – всегда чистая синусоидальная, не зависящая от параметров электросети. Имеются два встроенных аккумулятора по 9 Ач. Также отличается очень большим диапазоном работы – 115-295 В, поэтому отлично подходит в случаях, если частный дом расположен в проселочной местности с очень слабой и нестабильной, часто перегруженной подстанцией.

Единственные недостатки – высокий уровень шума (около 45 дБ) и отсутствие моделей мощностью менее 900 Ватт, но инвертор даже такой мощности стоит довольно недорого как для On-line вида.

Стоимость: 12 900-15 500 руб.

СибКонтакт ИС2-12-300

СибКонтакт ИС2-12-300

Недорогой и очень простой, но надежный и проверенный off-line инвертор российского производства. Отличается хорошими параметрами и возможностью кратковременного двойного форсирования по мощности, отдаваемой в нагрузку. Это подразумевает возможность подключать к прибору устройства, потребляющие на этапе включения мощность, которая превышает номинальную потребляемую мощность устройства. Т.е. – идеальное свойство для котлов, потребляющих при включении в среднем на 100 Ватт свыше номинала, даже самой недорогой модели Вт будет достаточно для любой системы отопления с одним насосом.

Также за такую сумму имеется немало встроенных защит: от короткого замыкания, перегрузки, перегрева, повышения напряжения, защита аккумулятора от полной разрядки.

Стоимость: 3 900-5 000 руб.

Цены: итоговая таблица

Модель Вид Доступные номинальные мощности, Вт Диапазон входного напряжения, В Цена, руб.
CyberPower SMP550EI Off-line 200, 300, 375 Расширенный: 100-280

Обычный: 190-260

6 200-7 900
Exmork NB-Y300W LCD DC12V Line-interactive 300, 600, 800, 1000 140-280 6 100-6 500
POWERMAN ONLINE 1000 On-Line 900, 1800, 2700 115-295 12 900-15 500
СибКонтакт ИС2-12-300 Off-line 300 220-300 3 900-5 000

 

Показать комментраииСкрыть комментарии

Оставить комментарий