Выбор и расчет мощности стабилизатора напряжения для газового котла

Лучшие стабилизаторы релейного типа для газовых котлов

Выбирать стабилизатор для газового котла предстоит не только по его номинальным характеристикам. На рынке представлено несколько типов устройств, работающих на отличных друг от друга принципах. При этом они по-разному стабилизируют напряжения и существенно различаются по стоимости и даже габаритам.

Есть четыре базовые конструкции стабилизатора:

  • Сервоприводные (электромеханические);
  • Релейные;
  • Симисторные;
  • С ШИМ-вольтдобавкой.

Сервоприводные или электромеханические стабилизаторы работают на простейшем принципе. Электропривод раскручивает вал генератора, с которого снимается выходное напряжение. Управляющая схема следит за тем, чтобы вне зависимости от входного напряжения на выходе получалась идеальная синусоида, требуемой амплитуды и частоты. Корректируя работу электропривода и способ съема напряжения с генератора, добиваются стабилизации напряжения с точностью 2-3%, то есть с разбегом от номинального значения всего в 4-6В.

Механическая часть стабилизатора обладает немалой инертностью. Уже раскрученный маховик достаточно сложно перевести на новый режим работы, что сказывается на скорости реагирования устройства на изменения во входном каскаде.

Выбор и расчет мощности стабилизатора напряжения для газового котла

Внимание! Электромеханические стабилизаторы запрещено использовать для газовых котлов т.к. токосъемный контакт может искрить.

Преимущества:

  • точность стабилизации 2-3%;
  • низкая стоимость;
  • охват большого диапазона входных напряжений для поддержания стабильного выхода.

Недостатки:

  • уровень стабилизации и долговечность зависит от качества графитового токосъемника;
  • скорость срабатывания исчисляется секундами;
  • уровень шума от работы стабилизатора ≈60дБ;
  • большой вес и габариты стабилизатора.

Релейные и семисторные стабилизаторы работают по схожему принципу. Внутри есть многоступенчатая система трансформации входного напряжения в выходное. Для каждого уровня входного напряжения соответствует своя пара обмоток трансформатора для получения стабилизированного выходного питания.

Отличается только способ переключения между обмотками. Качество стабилизации и охватываемый диапазон входного напряжения, при котором получается нормализированный выход, определяется количеством ступеней, набором пар обмоток на трансформаторе. Однако с увеличением этой характеристики возрастает стоимость и габариты системы. Чаще всего уровень стабилизации равен 6-8% (8-16В).

В релейных стабилизаторах переключение между ступенями трансформатора механическое. Используется целый пакет электромагнитных реле. Такой подход исторически получил распространение, когда не было альтернативы, и за счет низкой стоимости с высокой безотказностью самих реле. Скорость реагирования у таких стабилизаторов высока и равна примерно 20-50 мс (миллисекунды).

Преимущество:

  • высокое быстродействие;
  • низкая стоимость;
  • долговечность.
Выбор и расчет мощности стабилизатора напряжения для газового котла

Недостатки:

  • щелчки при срабатывании реле,
  • габариты печатных плат и самого стабилизатора.
  • шаговая, ступенчатая стабилизация.

В семисторных стабилизаторах вместо реле используются сверхмощные семисторы – полупроводниковые элементы, способные гораздо быстрее переключать линии питания и обмотки трансформатора, притом без каких-либо щелчков и шумов. Исключается и проблема с «дребезгом» сигнала на контактах, появлением высокочастотных помех, которые фильтруются отдельно. Скорость срабатывания уже порядка 50-150 мкс (микросекунд). Однако сверхмощные полупроводники обходятся дорого, что сказывается на стоимости стабилизатора.

Преимущества:

  • быстродействие;
  • компактность;
  • долговечность.

Недостатки:

  • стоимость.

Стабилизаторы с ШИМ-вольт добавкой. Работаю по принципу двойного преобразования. Из входного переменного напряжения формируется опорное постоянное напряжение 12-48В, из которого уже формируется стабилизированный выходной сигнал. Как вариант используется непосредственная модификация входного напряжения с понижением выходной мощности, когда схема автоматически наращивает напряжение или наоборот обрезает для получения нужной амплитуды. Первый вариант привлекателен тем, что на выходе формируется идеальная синусоида без помех и даже заметных колебаний. Принцип работы построен на том, что стабилизировать промежуточное постоянное напряжение гораздо легче.

Преимущество:

  • правильная синусоида по частоте и амплитуде, стабилизация на уровне 2%;
  • быстродействие;
  • настройка параметров работы стабилизатора со стороны пользователя;
  • малые габариты и масса.
Выбор и расчет мощности стабилизатора напряжения для газового котла

Недостатки:

  • стоимость.

Таблица. Сравнительные характеристики основных типов стабилизаторов.

Сервоприводные Релейные Семисторные ШИМ-вольтдобавка
Быстродействие, мс 500-2000 20-50 0,2-0,3 0,5-20
Точность стабилизации 3% 4-8% 4-8% 1-5%
Диапазон входных напряжений, В 145-260 120-290 145-265 150-270
Искажение синусоиды среднее минимальное минимальное корректируется
Ориентировочная стоимость, $ 70-250 50-250 200-700 200-450

Нужен ли стабилизатор на самом деле?

Большая часть инструкций по работе с наиболее популярными газовыми котлами ни содержит каких-либо повышенных требований к питанию. Как правило, данное оборудование запитывается от стандартной бытовой сети, то есть для работы такого оборудования необходимо то же напряжение что и для обычных бытовых приборов.

Читайте также:  Виды фрез по дереву для ручного фрезера – подробный обзор

Стандартное напряжение варьируется в рамках 198 — 242В либо 207 – 253 В.

Но если разобраться более детально, то стандарты не всегда соответствуют реальным условиям. Нельзя реально заставить поставщика электроэнергии привести сеть под необходимые параметры, которые прописаны в инструкции по эксплуатации.

Получается, что если не учитывать монтаж данного устройства, то чересчур высокое ли чересчур низкое напряжение может привести к выходу из строя дорогих элементов конструкции.

Для того разобраться в необходимости такого устройства, как стабилизатор напряжения для газовых котлов, нужно присмотреться к его функционированию в рабочих условиях. Бытовые газовые котлы рассчитаны на работу при питании от бытовой сети 220 -230В с погрешностью ±10-15%. Во время просадки напряжения на 20В, оборудование, тем не менее, продолжит нормально работать.

Но если же оно опустится до 140-180В, что является не редким случаем в частном секторе, где заведомо проложены слабые линии электропередач. В данном случае работа устройства будет нестабильной, могут быть отключены некоторые функции прибора, либо его полное отключение до возобновления нормального электропитания.

В некоторых более серьезных ситуациях вместо падения напряжения происходят его скачки. Напряжение в таких ситуациях кратковременно может подниматься до уровня 250-300В что может вывести из строя плату программного обеспечения, вызвать перегорания электроники либо полному выводу из строя печатных плат. После такого может потребоваться либо дорогостоящий ремонт, либо полная замена оборудования.

Напряжение может падать или «прыгать» из-за следующих факторов:

  • рост нагрузки на линию из-за увеличения количества потребляющих устройств;
  • несанкционированное вмешательство в распределительный щит в подъезде или коробку на улице человека, не имеющего соответствующей квалификации, что вызывает короткое замыкание;
  • накидывание проводов токоведущих линий друг на друга в случае погодных условий (сильный ветер, обледенение проводов).

Если учесть все эти факторы, то необходимо обзавестись стабилизатором тока для газового котла, который позволит предотвратить его преждевременный выход из строя. Но какие типы стабилизаторов бывают и как выбрать тот, который необходим?

Получается, что приобретение стабилизатора не является обязательным требованием. Но в некоторых случаях оно необходимо. Поэтому , стоит ли приобретать данное оборудование, решать должен только непосредственно сам пользователь. А наша задача – дать вам информацию, какой стабилизатор напряжения лучший.

Релейные

Напольные

РЕСАНТА ACH-12000/1-Ц

Известная латвийская компания «Ресанта» представляет однофазовый стабилизатор с суммарной мощностью 12 кВт. Прибор работает под управлением встроенного микропроцессора. Производитель предусмотрел и фильтрацию частотных помех на входе и выходе, и аварийное отключение нагрузки, что позволяет обеспечить максимально долгий срок работы котла.

ЭРА СНПТ-2000-Ц

Недорогой бесперебойник с активной мощностью до 2 кВт используется для защиты чувствительной техники от скачков в электросети. Допустимое отклонение от нормы 8%.Для удобства подключения приборов на корпусе стабилизатора расположены две розетки европейского образца. Набор индикаторов позволяет контролировать работу устройства.

Настенные

РЕСАНТА LUX АСН-500Н/1-Ц

На эту модель следует обратить внимание тем, кто решил выбрать настенный ибп для газового котла на 220 вольт. Прибор хорошо подойдет для небольшого загородного дома или квартиры, отапливаемой котлом мощностью до 500 Вт. Из достоинств устройства быстрый отклик (7 сек.), чистая синусоида, понятное управление.

Энергия APC 1500

Однофазовый релейный стабилизатор от российской компании «Энергия» имеет суммарную мощность кВ·А и обширный диапазон регулировки (120-276 В). Устройство разработано специально для защиты отопительного оборудования от неполадок в сети. Идеально подойдет для одноконтурных и двухконтурных котлов многих известных производителей.

Универсальные

БАСТИОН Teplocom ST-555-И

Компактное недорогое устройство с мощностью нагрузки 555 ВА подойдет для защиты небольшого котла от поломок и несанкционированного выключения. Устройство превосходно вписывается в интерьер помещения. Его можно повесить на стену рядом с котлом или установить на пол. Предусмотрена светодиодная подсветка и индикация режимов работы.

Энергия Voltron 5000 (5%)

Бесперебойник Voltron 5000 способен надежно оберегать от скачков и просадок в электрической сети и мощный котел, и еще несколько приборов. Благодаря продуманному крепежу, устройство с легкостью монтируется на стену. Немаловажно и то, что эта модель сможет работать при влажности 95% и температурах от -30 С до +40 С.

Читайте также:  Виды и устройство фрезерных станков: характеристики назначение

Особенности подключения котла через стабилизатор Штиль к электрической сети

Большинство энергозависимых газовых котлов подключаются к электрической сети с помощью трехполюсной евровилки, известной также как Schuko, имеющей два штыря ноль и фаза и боковой контакт защитного заземления. Конструкция евророзетки позволяет произвольно подключить евровилку с точки зрения соответствия нуля и фазы.

Большинство электро-потребителей нечувствительны к такой «переполюсовке». Газовые котлы являются фаза зависимыми. Установленная система газ-контроля работает по принципу измерения тока ионизации, поэтому важно, что бы фаза и ноль подавались правильно!

Для корректной работы котла входная вилка стабилизатора напряжения «Штиль» должна быть корректно подключена в розетку так, чтобы нулевой штырь вилки стабилизатора был подключен к нулю электрической сети.

Перед подключением необходимо промаркировать провода.

Первый этап.

Стабилизатор отключить от розетки, установить выключатель в положение вкл (1).

Измерить сопротивление между любым контактом вилки и выходами розетки, варианта будет два:

  • в первом сопротивление с любым выходом розетки в много больше 10-ков кОм,
  • во втором с одним из выводов сопротивление близко к ноль Ом.

Во втором случае ноль найден, пометить на вилке и розетке стабилизатора ноль. В первом случае взять другой контакт вилки и найти выход на розетке, где сопротивление будет близко к нолю Ом. Пометить на вилке и розетке ноль, можно фломастером, главное, чтобы не стерся со временем.

Второй этап.

Индикаторной отверткой найти в сетевой розетке ноль и фазу. (там где фаза, индикатор отвертки будет светиться). Пометить на сетевой розетке ноль.

В дальнейшем всегда соблюдать при включении стабилизатора совпадения отметок на вилке шнура с отметкой на сетевой розетке. При отсутствии индикатора, но при наличии заземления, ноль можно определить вольтметром, напряжение между землей и фазой близко к сетевому, (220В) напряжение между землей и нолем близко к 0 В, может быть до 10 В.

Этап три.

Нужно найти ноль на проводе от газового котла, это возможно сделать только омметром (тестером в режиме измерения сопротивления).

В котле на колодке внутри ноль, фаза и земля подписаны, найти ноль и омметром найти на вилке штырь на котором сопротивление близко к нолю, пометить.

Все готово. В дальнейшем все вилки в розетки включать по отметкам, фаза-фаза.

Производители

● Solpi-M. Китайский производитель присутствует на российском рынке с 2009 года. Его основная специализация – изготовление силовых трансформаторов, стабилизаторов и систем бесперебойного электроснабжения, рассчитанных как на промышленное, так и на бытовое использование. Оборудование компании прошло испытание временем и сегодня успешно функционирует на заводах, электростанциях, в информационных центрах, квартирах и частных домах

● Бастион. Российский бренд выпускает качественное электрическое оборудование с 1991 года. Собственное конструкторское бюро и полный цикл разработки позволяют компании изготавливать надежные аппараты для бытовых и производственных нужд. За время работы производитель получил свыше 50 профессиональных наград, которые подтверждают высокое качество его техники.

Устройство и принцип работы

Основу любого подобного оборудования составляет автотрансформатор, который имеет несколько обмоток. Например, в линейных электронных устройствах их количество варьируется от 4 до 20. Именно в процессе подключения и отключения обмоток и выравнивается входное напряжение. Известно, что точность выравнивания зависит от того, сколько обмоток имеет автотрансформатор. И чем их больше, тем меньше шаг корректировки и напряжение поддерживается с наименьшими отклонениями.

Релейные и электронные отличаются между собой по типам переключателей. В первом случае это будут реле, а во втором — тиристоры. Отличаются тиристоры временем срабатывания. Оно у них намного меньше, чем время срабатывания реле. Именно поэтому электронные модели считаются лучшими. И главное преимущество — точность выравнивания входного напряжения.

Читайте также:  Как переделать и модернизировать мотоблок своими руками

Газовые котлы, выполняющие функцию отопления, все же предъявляют высокие требования к стабильности электропитания. Поэтому если говорить о том, какой вариант выбрать, то выбор однозначно будет в пользу электронных моделей. При этом они ещё имеют низкий уровень шума, но намного дороже, нежели релейные.

Электромеханические агрегаты

Электромеханические устройства по принципу работы отличаются от двух вышеперечисленных. В них по обмотке трансформатора перемещается съёмная угольная щётка. Именно от положения щётки зависит напряжение на выходе. Ценность этого устройства в том, что оно выдаёт более плавное изменение этого параметра электрической сети.

Но из-за его низкого быстродействия электромеханические приборы используются намного реже. Обычно их применяют в питающей сети, где разбег составляет от 190 до 250 Вольт. Такое оборудование имеет большую стоимость, чем релейные, но намного дешевле электронных. Ещё одним их недостатком является частый износ и загрязнения щёток. Также возможно появление искры при перемещении щётки по обмотке и именно поэтому это оборудование нельзя использовать с газовым.

Выбор стабилизатора

  1. Диапазон изменения напряжения.

Чем шире диапазон у стабилизатора – тем лучше!

2. Фазность.

При выборе стабилизатора важно учитывать фазность электросети

и потребителей.

3. Мощность нагрузки.

Выбор стабилизатора осуществляется по полной мощности нагрузки потребителей, исчисляемой в киловольт-амперах (кВА). В паспорте найти потребляемую электрическую мощность отопительного агрегата, которую не следует путать с тепловой мощностью

4. Точность стабилизации.

Перед приобретением защитного устройства необходимо определить общую мощность отопительного агрегата, для этого следует:

Определившись со всеми параметрами, переходят к выбору модели.

RUCELF КОТЁЛ-600

Релейный стабилизатор RUCELF КОТЁЛ-600, произведенный и разработанный в России, отлично зарекомендовал себя на рынке электротехнических товаров. Простой, и в то же время надежный механизм защиты дорогостоящего блока управления газовым котлом замечательно противостоит частым перепадам напряжения, сохраняя точность работы до окончания эксплуатационного срока.

Владельцам нравится этот компактный настенный прибор. Хоть он и стоит дороже аналогичных моделей других брендов, стабилизатор RUCELF выделяется более надежными комплектующими и высокими рабочими характеристиками. Он отлично подходит для газовых отопителей, электрическая часть которых потребляет до 400 Ватт (это практически все современные модели). В отзывах положительно оценивается совместная работа стабилизатора с таким оборудованием, как Baxi, Ariston, Ferolli и Vaillant. При наличии заземления, правильного соединения (фаза и ноль должны приходить на соответствующие разъемы), стабилизатор и подключенный через него котел отопления будет служить своему владельцу максимально возможный отрезок времени.

Варианты исполнения, установки и монтажа стабилизаторов

Подключение с помощью колодки или вилки и розетки

Из технических особенностей второго плана следует отметить различные варианты установки приборов: на стене, на столе, на полу. Конкретный вариант определяется условиями размещения и размерами стабилизатора. Существуют универсальные модели, которые допускается монтировать несколькими способами. В любом случае, при установке аппарата необходимо предусмотреть условия свободного обдува воздухом для предотвращения его перегрева.

Варианты исполнения, установки и монтажа стабилизаторов

Приборы мощностью до 2 квт обычно подключаются к сети с помощью шнура с вилкой. Такие стабилизаторы имеют на корпусе розетку, через которую подключается газовый котел. Более мощные агрегаты имеют специальный клеммник для подсоединения проводов входного и выходного питания.

Удобен в применении прибор с цифровым индикатором входного и выходного напряжения. Возможно, Вас устроит более дешевая модель со светодиодной индикацией.

Скорость реагирования

Это вполне понятный показатель – чем быстрее сработает электронная система на изменение напряжения входа и выдаст сигналы, тем качественнее прибор. Чаще всего эта скорость рассчитывается в миллисекундах. У качественных устройств она равна 5 мс. Считается, что если скорость выше 20 мс, то это уже слишком низкая величина.

У некоторых приборов еще указана и скорость выравнивания, которая измеряется в В/с. Неплохим параметром считается значение более 100 В/с, это практически мгновенная реакция. При малой скорости реакции и значительных перепадах напряжения, система электроники может не сработать правильно.