Система жизнеобеспечения для автономного отопления и водоснабжения
17.02.2014
Система жизнеобеспечения для автономного отопления и водоснабжения
Наши дачи, коттеджи, дома становятся все более энергонасыщенными: отопление, водоснабжение, системы кондиционирования, вентиляции, видеонаблюдения нуждаются в бесперебойной подаче электроэнергии.
Напротив, магистральные сети страны ветшают, качество обслуживания оставляет желать лучшего, а также нередки случаи отключения электричества или же сами параметры электричества не укладываются в нормы ГОСТ 13109–97. То есть отклонение от номинального значения напряжения 220в — +/- 10% часто нарушается.
В этой статье мы коснемся только системы автономного теплоснабжения, ибо она является основополагающей в холодное время года.
На что конкретно в системе отопления влияет некачественное электропитание?
1. Циркуляционный насос по сути является ассинхронным двигателем, а значит для его нормальной работы нужно напряжение синусоидальной формы. ИБП, имеющие на выходе форму напряжения в виде трапеции не подходят, но именно такие ИБП мы чаще всего используем для защиты своих персональных компьютеров.
2. Автоматика котла сама по себе некритична к форме питающего напряжения, но может отключить систему отопления, если значение амплитуды напряжения будет недостаточно. Кратковременные отключения электроэнергии не страшны системе отопления в силу ее инерционности, а вот чрезмерно высокое напряжение может привести к выходу из строя автоматики.
Итак, каков же будет ущерб при выходе из строя системы отопления?
При размораживании системы отопления может замерзнуть теплоноситель в трубах отопления, радиаторах, в змеевике самого котла, бойлере, «теплых полах» и.т.д. В худшем случае все придется менять.
И что же делать? На практике используют 3 варианта.
• Ставить энергонезависимый котел — кардинальный путь. Самотечная или гравитационная система будет иметь целый ряд недостатков. Самые главные из них: разводка трубами большого диаметра, низкая эффективность работы и недостаточная автоматизация работы системы отопления.
• Использовать антифриз, как теплоноситель. Можно, но это не
• Для защиты от некачественного электропитания можно использовать следующее оборудование: стабилизаторы, источники бесперебойного питания (ИБП), дизельный или бензиновый генератор.
Первый вариант мы опустим, он требует отдельного разъяснения, а в нашем случае интересны последние два.
Стабилизаторы
Самый надежный и простой способ. Фактически, на сегодняшний день они уже являются необходимым атрибутом для защиты автономных систем отопления. Стоимость стабилизатора не такая уж большая по сравнению с тем, что владелец загородного дома заплатил за оборудование и монтаж.
Типы стабилизаторов:
• Феррорезонансные стабилизаторы. Отличаются высоким быстродействием и непрерывным регулированием напряжения, высокая точность стабилизации. Находят ограниченное применение ввиду узкого диапазона входных напряжений, высокий уровень шума, искажение синусоидального напряжения. Не могут работать без нагрузки. Для наших целей этот тип стабилизаторов не подходит.
• Электромеханические стабилизаторы — следящая система с использованием автотрансформатора и двигателя. Достоинства: широкий диапазон входного напряжения, высокая точность выходного напряжения. Отсутствие искажений синусоидального напряжения. Для наших целей подходит вполне.
• Ступенчатые корректоры напряжения. Автоматическая коммутация секций автотрансформатора с помощью электронных ключей на симисторах, динисторах или на реле. Простота реализации, быстродействие, высокая перегрузочная способность, отсутствие искажений синусоидального сигнала. Их недостаток — дискретность регулирования не мешает использовать его в автономных системах отопления. Кроме того все стабилизаторы имеют свою собственную автоматику защиты.
В качестве примера рассмотрим стабилизатор релейного типа российского производителя «Бастион» ST 555. Относительно дешёвый, прибор подходит к большинству отопительных котлов. Гарантия производителя 5 лет.
Вот его основные параметры:
|
Мощность нагрузки, ВА |
555 |
|
Входное (сетевое) напряжение, В |
145…260 |
|
Предельные значения выходного напряжения, В |
200…240 |
|
Предельные значения выходного напряжения, В |
более 170 |
|
Пределы изменения нагрузки, % |
0…100 |
|
Выходное напряжение, при котором срабатывает защитное отключение нагрузки и гаснет индикатор «ВЫХОД», В |
менее 170±3 |
|
Входное напряжение, при котором индикатор «СЕТЬ» начинает мигать, В |
менее 165±5 |
|
Мощность, потребляемая от сети, Вт не более |
430 |
|
Габаритные размеры, мм, не более |
128х170х85 |
|
Масса, кг, не более НЕТТО |
1,8 |
Критерии выбора стабилизатора
• Однофазный/трехфазный. Если есть хотя бы один трехфазный потребитель, то стабилизатор нужен для трехфазной сети. Во всех других случаях — однофазный стабилизатор.
• Мощность стабилизатора должна превышать по сумме мощность потребителей. Заводы -производители рекомендуют устанавливать стабилизатор с запасом мощности на 20–30%.
При подсчете мощности, потребляемой устройством, надо учитывать полную мощность, которая состоит из активной и реактивной мощности (для потребителей с емкостной и индуктивной нагрузкой).
Активная мощность указывается в (Вт), полная мощность в
Например, нагрузка (электрические лампочки накаливани
я) 500 Вт (активная мощность), значит нас вполне устроит стабилизатор на 500 ВА.
Важная информация:
1. Необходимо учитывать, что пусковые токи асинхронных двигателей, компрессоров и насосов превышают номинальные в 3–5 раз.
2. При подсчете суммарной мощности нужно учитывать коэффициент одновременности включения потребителей на вашем объекте.
3. Дешевле купить один мощный стабилизатор с развитой системой автоматики, чем несколько простых.
4. Мощность стабилизатора указывается в паспорте при входном напряжении 220 вольт. При снижении входного напряжения, выходная мощность снижается пропорционально. Например, стабилизатор с паспортными данными 14 кВА, при снижении входного напряжения до 165в ( нередко для наших сетей), будет поддерживать нагрузку около 10 кВА
5. Рассчитайте правильно ваш автомат защиты и сечение подводящих проводов. При снижении входного напряжения на 20%, стабилизатор повысит выходное напряжение до номинального за счет увеличения тока на 20%.
6.
ть стабилизаторы напряжения с запасом 20–30%
Источники бесперебойного питания (ИБП)
ИБП не требует присутствия какого либо обслуживания. В работу он переключается автоматически на аккумуляторы в случае пропадания напряжения и обратно на сеть. Время срабатывания около 10 мсек.
Инвенторные системы имеют массу преимуществ, сравнительно с другими системами автономного энергообеспечения.
Инвентор — это удобно. Система собирается и настраивается один раз, после чего не требует какого либо специального ухода, обслуживания или дополнительныъх затрат. Все операции по включению и отключен
ию системы , проверке ее работоспособности, контролирование уровня мощности в электросети, выполняет встроенный микропроце
ссор. Он же выполняет тест аккумуляторных батарей.
К достоинствам инвенторных систем можно отнести и защиту подключенным к ним электроприборов от резких скачков напряжения. Обеспечивается она за счет специальной платы, устанавливаемой на входе в инвентор внешней электросети.
Инвенторные системы лоя автономного энергообеспечения дома чрезвычайно надежны и крайне редко выходят из строя. Выполняются инвенторы в двух вариантах — вентилируемые и герметичные. Последние предназ
начены для помещений с высоким уровнем влажности.
Но главным достоинством инвенторов можно признать их экологичность и низкий уровень шума, особенно заметные при сравнении их с электростанциями оборудованных двигателем внутреннего сгорания. Инвентор работает абсолютно бесшумно, а применяемая в аккумулторных батареях внутренняя рекомбинация газов исключает выделение инвенторными системами каких либо вредных веществ в атмосферу. Также у инвенторов отсутствует вредное излучение.
Главный минус инвенторных систем — ограничение емкостью аккумуляторов время работы.
Поэтому включать в инвенторную систему электроприборы с повышенным потреблением энергии не стоит. Также не рекомендовано исполь
зование инвенторов для питания приборов с повышенной чувствительностью к перепаду напряжения. К ним относится лабораторное и медицинское оборудование. Добавим к этому перечню еще и крайне малое допустимое время работы инвентора при повышенных ( в
Ниже приведена таблица работы инвентора «Теплоком — 1000» российского производителя «Бастион».
Таблица примерного времени резерва:
|
Емкость АКБ, Ач |
Нагрузка, ВА |
|||||||||
|
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
1000 |
|
|
2х40 |
9,37 |
4,06 |
2,31 |
1,51 |
1,36 |
1,22 |
1,07 |
0,53 |
0,39 |
0,34 |
|
2х65 |
16,15 |
7,12 |
4,40 |
3,02 |
2,29 |
1,56 |
1,44 |
1,36 |
1,28 |
1,11 |
|
2х100 |
27,11 |
11,55 |
7,33 |
5,23 |
4,12 |
3,05 |
2,44 |
2,22 |
2,01 |
1,49 |
|
2х120 |
32,37 |
14,52 |
9,44 |
6,10 |
5,11 |
4,12 |
3,14 |
2,51 |
2,33 |
2,15 |
|
2х150 |
40,47 |
17,40 |
11,24 |
8,19 |
5,57 |
5,07 |
4,17 |
3,28 |
2,57 |
2,42 |
|
2х200 |
54,23 |
24,48 |
15,47 |
11,27 |
9,09 |
6,50 |
5,45 |
5,08 |
4,31 |
3,54 |
Примечание: время работы в значительной степени может отличаться от полученных значений, в зависимости от типа производителя АКБ, а также от остаточной емкости АКБ.
Дизельные или бензиновые генераторы
В полной мере не могут выполнить поставленные задачи. Зачем же их выпускают? Генераторы нужны там, где электричества в принципе нет или оно появится еще нескоро. В случае автономного электроснабжения для полноценного функционирования Вам понадобится комлексная система, состоящая из генератора и инвентора.
