Выбор инвертора для котла

Газовые котлы, пожалуй, самый насущный способ применения инверторов в частном секторе. Использовать для этих целей автономную электростанцию слишком дорого, да и шумно, это вариант для особняка размером с дворец, где достаточно помещений для размещения любых служб. Генератор тоже не всегда оправдан. Для коттеджа средних и небольших размеров наиболее подойдет либо автономный, либо резервный инвертор. Электричество отключается зимой только в случае аварий, аварии быстро устраняют технические службы. Все плановые отключения в электросетях на более-менее продолжительный срок делаются летом, а энергокомпании заранее уведомляют своих клиентов.

Определение вида нагрузки

Прежде чем приобретать инвертор, необходимо уточнить характер нагрузки, которую ему предстоит питать. Отдавать немалые деньги за «чистый синус» стоит лишь тогда, когда он действительно нужен. В случае с котлами это тогда, когда в качестве насосов используются асинхронные двигатели. Если двигатели работают на постоянном токе, то использовать 12 или 24 вольт, для того, чтобы сделать из них 220 переменного тока, а потом те же 12 постоянного, то это просто неразумно с технической точки зрения. Гораздо проще было бы использовать компьютерные ИБП достаточной мощности и переделать схему питания двигателей насосов.

Остальная аппаратура для котлов питается постоянным током, хотя могут использоваться и устройства, потребляющие переменный ток. В основном насосные двигатели работают на переменном токе, так что потребителю придется приобретать инвертор, ради этих двигателей в основном. Мощности таких двигателей относительно невелики и составляют от нескольких десятков, до нескольких сотен ватт.

Расчет мощности инвертора

Однако, следует помнить, что пусковой ток асинхронных двигателей превышает их рабочий ток в 5–7 раз. Для надежной работы инвертор должен отдавать этот ток без всяких последствий для себя. Кроме того, блок управления газовым котлом имеет свою потребляемую мощность. Самый лучший способ – непосредственно замерить мощность, потребляемую всем оборудованием котла, ведь инвертор будет питать все, что относится к котлу. Измерить мощность можно косвенно, и сделать это не очень сложно. Измеряя напряжение U (на работающей нагрузке), измеряем ток I в амперах, а затем рассчитываем: P = U * I. Ток лучше измерять клещами, но их можно заменить и мультиметром, если он способен измерять переменный ток до 10–20 А.

ВНИМАНИЕ! Ток измеряется в разрыве цепи. Прибор необходимо заранее подготовить к измерениям: включить нужный род работы и диапазон, правильно включить щупы и надежно соединить контакты. Сечение проводов должно соответствовать протекающему через них току. При измерениях не трогать прибор и провода руками. Только после этого можно включать нагрузку и держать ее включенной не больше времени, чем написано в паспорте на прибор. Иначе измерительный шунт прибора будет перегрет током и прибор выйдет из строя. Предпочтительно использовать токоизмерительные клещи.

Если мощность определяется расчетом, то надо понять принцип ее оценки: учтена в ней мощность двигателей насосов и других устройств или они питаются отдельно? Если это так, то мощность можно рассчитать по формуле: P = Pk + 5*Pm, где Pk – мощность блока управления котлом, Pm – мощность двигателя насоса. То есть, формула учитывает пусковой ток насосов.

Оценка мощности аккумуляторов

Определив мощность, следует оценить емкость аккумуляторов, необходимых для питания инвертора в течение заданного времени. При этом надо учитывать напряжение аккумуляторов. Оценить емкость можно так. Пусть котел потребляет, например, 300 Вт. При напряжении 220 В этому соответствует ток P/U = 300/220 = 1,36 А. Чтобы узнать ток в цепи аккумулятора, разделим напряжение сети на напряжение аккумулятора и умножим на вычисленный до этого ток, и заодно добавим 20% на потери, включающие в себя потери преобразования, потери в самом аккумуляторе и т. п.: Ib = 220*1.36*1,2/12 = 29,92 = 30 А.

Следовательно, можно сделать вывод: если у нас есть гелевый аккумулятор на 12 В, емкостью 60 А*ч, то он будет работать 2 часа. В действительности меньше, так как доводить батареи до глубокого разряда совсем не стоит. Аккумулятор должен быть именно гелевым, жидкостный аккумулятор (стартерный) хотя и рассчитан на сотни ампер разрядного тока, не в состоянии отдавать значительный ток долгое время.

Либо можно запараллелить жидкостные батареи, но так, чтобы на каждую из них приходился ток не более чем номинальный при заряде (10% от емкости). Такой ток они будут держать долго. При этом необходимо иметь в виду, что источник заряда должен обеспечить суммарный номинальный ток заряда. Этот и предыдущий абзацы относятся к владельцам оффлайновых инверторов, онлайновые и интерактивные имеют свои особенности, строго оговоренные в инструкции по эксплуатации.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! Нельзя нарушать режим заряда свинцово-сернокислотных батарей, даже терпимых ко всему жидкостных. Заряд малым (недостаточным) током приводит к сульфатации пластин. Батареи AGM и гелевые вообще могут взорваться от перезаряда.

Резервные (on-line) и линейно-интерактивные инверторы имеют встроенные источники заряда батарей. Некоторые из них довольно мощные, чтобы питать мощную батарею с долгим временем автономной работы. Другие имеют небольшую мощность, рассчитаны на один средний аккумулятор, но допускают подключение внешних батарей, заряжаемых отдельно.

Внешние батареи находятся в режиме хранения – подзаряда небольшим током и работают в режиме «НЗ». Если садится рабочий аккумулятор, то подключается внешняя батарея. Внешняя батарея в таких инверторах должна заряжаться отдельно, так как их собственный источник не может обеспечить необходимый ток. Поочередная автоматическая зарядка и мониторинг состояния предусматривается в сложных устройствах, способных питать нагрузку в течение многих суток (в аппаратуре связи, аварийное питание серверов, датацентров и т.п.), для бытовых целей такие системы были бы неоправданно дорогими.

Средней мощности и стоимости инвертор способен питать нагрузку около 500 ватт в течение двух–трех часов. Такой инвертор подойдет подавляющему большинству потребителей на случай аварийных нужд. Стоимость на рынке такого инвертора составляет от 20 до 60 тыс. руб.