Какой стабилизатор напряжения выбрать в узел учета тепловой энергии?

Стабилизатор напряжения для электрокотла – нужен ли? Поговорим об этом

Давайте обсудим этот вопрос с разных сторон и сделаем выводы. Кому некогда следить за ходом мыслей, может сразу перейти в конец статьи, к итогам.

Нужно ли вообще стабилизировать?

Чтобы ответить на этот вопрос, давайте сначала посмотрим, какие компоненты входят в состав электрокотла и боятся ли они «неправильного» напряжения?

1. Плата управления

Точнее, не сама плата, а входящий в ее состав блок питания.

Старые платы имеют трансформаторные блоки питания (можно отличить по наличию тяжеленького транса с металлическим сердечником), новые же — все как один импульсные (их выдают маленькие легкие трансформаторики с ферритовым сердечником).

И те и другие платы управления обязаны отлично себя чувствовать в стандартном диапазоне фазных напряжений (220В±10% или 230В±10%). Иначе котел просто не пройдет сертификацию.

Как правило, производитель, при выборе элементной базы, дополнительно закладывает в схему солидный запас надежности, поэтому реальный рабочий диапазон всегда оказывается гораздо шире, чем указано в инструкции.

Обратите внимание

А что указано в инструкции? Вот, например, фрагмент руководства по эксплуатации к котлам Vaillant eloBLOCK:

Здесь производитель явно немного перестраховывается. Ниже станет понятно почему.

В инструкции к котлу Эван Warmos RX уже отбросили ложную скромность и написали как есть:

160…260 Вольт — солидный разброс, не так ли? Вообще говоря, это даже перекрывает рабочий диапазон некоторых моделей стабилизаторов.

На самом деле, я неоднократно держал в руках платы управления от котлов, на которых указан диапазон рабочих напряжений — от 100 до 280 В. А уж 140-160 вольт для них вообще комфортное значение.

Итак, вывод №1: для нормальной работы платы управления электрического котла, стабилизатор не требуется.

Идем дальше.

2. Нагревательные элементы (электроды, ТЭНы)

С нагревателями электродного типа все просто — им вообще без разницы какое в розетке напряжение. Если напряжение больше номинального, мощность котла будет выше. И, соответственно, наоборот.

А вот с классическими трубчатыми нагревателями (ТЭНами) дело обстоит чуточку интереснее.

Пониженное напряжение ТЭНам никак не угрожает, это очевидно. От повышенного напряжения они, конечно, сгорят через какое-то время, но для этого напряжение должно подняться существенно выше нормы. Как показывает практика, такое случается крайне редко. Обычная накипь для ТЭНов страшнее, чем любое «неправильное» напряжение.

Основная проблема заключается в том, что мощность нагревательных элементов находится в квадратичной зависимости от напряжения, что описывается известной формулой:

P = U2 / R [Вт], где
U – напряжение на нагревателе, В
R – сопротивление нагревателя, Ом

График зависимости мощности от напряжение для одного из электрических котлов приведен на рисунке и представляет собой классическую параболу, точнее ее положительную ветвь.

Видно, что снижение напряжения всего на 10% (до 200В) приводит к потери котлом 1/5 своей мощности. А понижение напряжения в сети на 20% (до 175В) снижает максимальную мощность котла на целую треть!

Важно

Таким образом, чтобы не допустить снижения мощности электрического котла, было бы очень неплохо задействовать стабилизатор напряжения. Но не будем торопиться с выводами и посмотрим на эту ситуацию с точки зрения финансовых затрат.

Давайте предположим, что мы произвели расчеты и выяснили, что для обогрева помещения нам необходим котел мощностью 6 кВт. Каким образом можно выжать из котла такую мощность в условиях пониженного напряжения?

Способ первый: стабилизатор

Учитывая то, что в нашем коттеджном поселке частенько наблюдается пониженное напряжение (типовое значение ~170 В), мы принимаем решение подключить электрокотел через стабилизатор. Это позволит получить необходимые нам 6 кВт тепловой мощности даже при таком низком напряжении.

Так как максимальная выдаваемая стабилизатором мощность тоже зависит от напряжения питания (см. график зависимости), то для нашей цели необходим стабилизатор мощностью от 8 кВт.

Из всех существующих типов стабилизаторов наиболее дешевыми являются релейные (см. таблицу стоимости киловатта мощности), поэтому остановим свой выбор на этих моделях:

  • Wester STB-10000, напольный, 140-260 В, 8 кВт, 9000 руб.;
  • RUCELF СтАР-12000, напольный, 140-260 В, 8.5 кВт, 11000 руб.;
  • RUCELF SRWII-12000-L, настенный, 110-270 В, 10 кВт, 14000 руб.

Любой из этих стабилизаторов отлично подойдет для нашего электрокотла, все они достаточно надежны, не слишком дорогие и, вообще, хорошо себя зарекомендовали.

Способ второй: более мощный котел

С другой стороны, мы ведь можем компенсировать потерю мощности котла из-за низкого напряжения питания и другим способом — просто выбрать более мощный котел изначально.

Чтобы понять, во что нам это обойдется, сравним стоимость нескольких наиболее популярных котлов мощностью 6 и 9 кВт соответственно:

Мощность: 6 кВтМощность: 9 кВт*ДоплатаКотелЦенаКотелЦена
ZOTA 6 Econom 8500 руб ZOTA 9 Econom 9600 руб 1100 руб
Protherm Скат 6 КR 13 29100 руб Protherm Скат 9 КR 13 30400 руб 1300 руб
ЭВАН С1 6 10400 руб ЭВАН С1 9 220 14800 руб 4400 руб

*Электрические котлы мощностью 9 кВт, как правило, имеют возможность подключения к однофазной сети 220/230В. Необходимо только убедиться, что существующая электропроводка рассчитана на такие токи.

Вот и получается, что самый дешевый (а значит и самый ненадежный) стабилизатор обойдется минимум в 9000 рублей, а чтобы купить котел вполовину мощнее, нужно доплатить максимум 4500 рублей.

Вывод №2: самый дешевый способ получить необходимую тепловую мощность при пониженном напряжении в сети — это заранее приобрести более мощный котел. Стабилизатор выйдет дороже.

Насос — самое слабое звено любого электрокотла.

Все дело в двигателе, входящим в состав насоса. Асинхронные двигатели очень плохо переносят понижение напряжения. Сначала они просто греются, потом и вовсе останавливаются из-за недостатка крутящего момента.

Невозможно заранее определить при каком напряжении встанет насос конкретного котла. Практика показывает, что это происходит в интервале 160-170 Вольт.

Таким образом, циркуляционный насос — единственный узел электрического котла, который накладывает серьезные ограничения на напряжение питания.

Это объясняет, почему в инструкции к котлу Vaillant eloBLOCK был указан нижний порог напряжения в 160 В, хотя плата управления способна нормально функционировать при значительно более низком напряжении.

Недостатки использования стабилизатора

Что будет, если подключить котел через стабилизатор? Тут есть несколько нюансов.

Во-первых, это дорого. Зачастую стоимость стабилизатора сопоставима со стоимостью котла. К тому же, любое дополнительное устройство в системе приводит к снижению надежности всей системы.

Во-вторых, любой стабилизатор повышает напряжение на выходе за счет увеличения потребляемого тока на входе. Закон сохранения энергии работает четко.

Другими словами, при 220 вольтах наш 6-киловаттный электрокотел потребляет от сети около 27 А. Если напряжение снизится, например, до 170 вольт, то потребляемый от сети ток возрастет до 35 А (без учета КПД самого стабилизатора).

Это нужно учитывать. Перед подключением стабилизатора необходимо проверить пороги срабатывания автоматов защиты, а также соответствие электропроводки требованиям ПУЭ в условиях возросшего тока.

Третий нюанс вытекает из второго. Известно, что просадка напряжения бытовой сети происходит по двум причинам: превышение предельной мощности трансформаторной подстанции (насыщение трансформатора с последующим выходом его из строя) или, чаще, большое падение напряжения на линии электропередачи (низкое качество соединений, недостаточное сечение провода).

Величина падения напряжения на ЛЭП рассчитывается по закону Ома:

U = IR [В], где
I – ток в линии, А
R – общее сопротивление ЛЭП, Ом

При попытке стабилизатора «вытянуть» напряжение до требуемого уровня, ток в сети повышается, что, в свою очередь, приводит к дополнительной просадке напряжения. Процесс коррекции повторяется до тех пор, пока стабилизатор не уходит в защиту из-за слишком низкого входного напряжения.

Совет

На самом деле, описанная выше ситуация маловероятна. Такое возможно только если вы являетесь единственным потребителем на всей линии электропередачи. Но то, что стабилизаторы создают дополнительную нагрузку на сеть — чистая правда.

Выводы получаются неоднозначными:

  1. Стабилизатор для электрокотла отопления — дорогое удовольствие.
  2. Если напряжение в сети никогда не опускается ниже 170 В, то в стабилизаторе нет смысла. Достаточно просто взять котел с 30%-ым запасом по мощности, чтобы даже при низком напряжении он производил необходимую тепловую мощность.
  3. Если котел уже установлен и непременно нужно, чтобы он работал при сильно пониженном напряжении (ниже 170 Вольт), то придется ставить стабилизатор.

    Если вы ниндзя электротехники, можете попробовать подключить через стабилизатор один только циркуляционный насос. Все остальные узлы электрического котла будут работают даже при 140 вольтах. Стабилизатор при этом можно взять самый маломощный и дешевый. Но не забывайте про снижение мощности ТЭНов.

  4. Насос — самая уязвимая часть котла. Если котел работает по принципу естественной циркуляции теплоносителя (не содержит насоса), то и стабилизатор ему не нужен.

Ну и самое главное: как бы ни был подключен электрокотел, с использованием стабилизатора или без, это не спасает от полного отключения электричества. Поэтому всегда нужно иметь резерв в виде печки, «буржуйки» или энергонезависимого газового котла, который работает без электричества.

Источник: http://rukipro.ru/electrooborudovanie/stabilizatory/dlya-elektrokotla.html

Выбор стабилизатора напряжения

Чтобы приступить к выбору стабилизатора в первую очередь нужно понимать – для чего нужен стабилизатор напряжения?

Этот вопрос возникает достаточно часто, а вместе с ним и другой – что нужно знать перед тем, как выбрать стабилизатор напряжения?

Целью использования стабилизатора является защита бытовых электроприборов от перепадов напряжения и других дефектов электроснабжения, к которым можно отнести импульсные помехи и искажения синусоидальности.

Несмотря на то, что поставщик электроэнергии обязан обеспечивать ее надлежащее качество, а именно частоту 50 Гц и напряжение 220 В ±10%, зачастую эти требования не соблюдаются. На это влияет множество факторов, и что касается частоты, то с ней все в порядке, поскольку ее стабильность является залогом нормального функционирования всей энергетической системы.

А вот с напряжением дело обстоит вовсе не так гладко – в наших сетях можно наблюдать его колебания, иногда в достаточно широких пределах, а также резкие скачки. Электроприборы при этом работаю в экстремальных для себя условиях, что в конечном итоге может привести к преждевременному выходу их из строя.

Какой выбрать стабилизатор – трехфазный или однофазный?

Этот вопрос может возникнуть, только если имеется трехфазная сеть, поскольку при однофазной сети ответ очевиден – стабилизатор также должен быть однофазным.

С трехфазной сетью не все так однозначно, поскольку во многих случаях можно обойтись однофазными стабилизаторами. Это позволит избежать отключения всей системы при потере напряжения на одной из фаз.

Несмотря на то, что на каждую фазу нужен отдельный стабилизатор, как правило три однофазных стабилизатора обходятся дешевле, чем один трехфазный. Без последнего никак не обойтись лишь в случае наличия хотя бы одного трехфазного потребителя.

Выбор стабилизатора по мощности

Мощность – это основная характеристика стабилизатора, по которой и происходит его выбор. Совершенно понятно, что мощность стабилизатора должна быть немного больше, чем суммарная мощность всех потребителей. Таким образом, перед тем как выбрать стабилизатор напряжения нужно правильно определить суммарную потребляемую мощность приборов, которые предстоит защищать.

Читайте также:  Как подключить люстру с вентилятором по упрощенной схеме?

Стоит учитывать, что потребляемая мощность подразделяется на активную и реактивную, из которых состоит полная потребляемая мощность прибора.

Обычно на приборах указывается активная потребляемая мощность (в ваттах, Вт), но в зависимости от типа нагрузки следует учитывать и реактивную мощность.

Таким образом, при расчете мощности стабилизатора нужно учитывать полную потребляемую мощность, которая измеряется в вольт-амперах (ВА).

  • S – полная мощность, ВА;
  • P – активная мощность, Вт;
  • Q – реактивная мощность, ВАр.

Активная нагрузка непосредственно преобразуется в другие виды энергии – световую или тепловую. Примерами устройств с чисто активной нагрузкой могут служить обогреватели, утюги и лампы накаливания. При этом если устройство имеет потребляемую мощность в 1 кВт, то для его защиты достаточно стабилизатора мощностью 1 кВА.

Реактивная нагрузка имеет место в приборах с электродвигателями, а также в различных электронных устройствах. В приборах с вращающимися элементами говорят об индуктивной нагрузке, а в электронике – о емкостной.

На таких приборах кроме потребляемой активной мощности в ваттах обычно указывается еще один параметр – коэффициент cos(φ). С его помощью можно без труда вычислить полную потребляемую мощность.

Обратите внимание

Для этого активную мощность нужно разделить на cos(φ). К примеру, электродрель с активной мощностью в 700 Вт и cos(φ) равным 0,75 имеет полную потребляемую мощность в 933 ВА. На некоторых приборах коэффициент cos(φ) не указывают. Для примерного расчета его можно брать равным 0,7.

Немаловажно при выборе стабилизатора учитывать то, что у некоторых приборов пусковой ток в несколько раз превышает номинальный. Примером таких устройств могут быть приборы с асинхронными двигателями – холодильники и насосы. Для их нормального функционирования нужен стабилизатор, чья мощность в 2-3 раза превышает потребляемую.

Таблица 1. Приблизительная мощность электроприборов и их коэффициент мощности cos (φ)

 Бытовые электроприборы   Мощность, Вт   cos (φ) 
 Электроплита 1200 – 6000 1
 Обогреватель 500 – 2000 1
 Пылесос 500 – 2000 0.9
 Утюг 1000 – 2000 1
 Фен 600 – 2000 1
 Телевизор 100 – 400 1
 Холодильник 150 – 600 0.95
 СВЧ-печь 700 – 2000 1
 Электрочайник 1500 – 2000 1
 Лампы накаливания 60 – 250 1
 Люминисцентные лампы 20 – 400 0.95
 Бойлер 1500 – 2000 1
 Компьютер 350 – 700 0.95
 Кофеварка 650 – 1500 1
 Стиральная машина 1500 – 2500 0.9
 Электроинструмент  Мощность, Вт  cos (φ)
 Электродрель 400 – 1000 0.85
 Болгарка 600 – 3000  0.8
 Перфоратор 500 – 1200 0.85
 Компрессор 700 – 2500 0.7
 Электромоторы 250 – 3000 0.7 – 0.8
 Вакуумный насос 1000 – 2500 0.85
 Электросварка (дуговая) 1800 – 2500  0.3 – 0.6 

Кроме того, сами изготовители настоятельно рекомендуют использовать стабилизаторы с 20-30% запасом мощности.

Точность стабилизации для оптимальной защиты приборов

При выборе стабилизатора следует также учитывать максимально допустимый диапазон перепада напряжения для приборов, которые предстоит защищать.

Если речь идет об защите осветительных приборов, то для них необходимо выбирать стабилизатор с точностью стабилизации напряжения не менее 3%. Именно такая точность обеспечит отсутствие эффекта мерцания освещения даже при достаточно резких скачках напряжения в сети.

Большинство бытовых электроприборов способны нормально работать при колебаниях напряжения в пределах 5-7%.

Как поступить – поставить один стабилизатор на всех потребителей, или на каждый отдельно?

Конечно, в идеале на каждый прибор, который необходимо защитить от скачков напряжения, следует ставит отдельный стабилизатор соответствующей мощности и точности стабилизации.

Однако с точки зрения материальных затрат такой подход не может быть оправданным. Поэтому чаще всего стабилизатор устанавливается на всю совокупность потребителей, и его мощность рассчитывается исходя из суммарной потребляемой мощности. Впрочем, возможен и другой подход.

К примеру, стабилизатором может быть защищен какой-либо один прибор. Кроме того, можно выделить группу электроприборов, защита которых от перепадов напряжения составляет насущную необходимость, и для их питания устанавливается стабилизатор, а остальные, не столь важные и чувствительные к перепадам, остаются без защиты.

Источник: http://electricvdome.ru/zachita-ot-perenaprjazhenija/kak-vibrat-stabilizator-napryazhenija.html

Расчет мощности стабилизатора напряжения

02.08.2018

Как правильно определить необходимую мощность стабилизатора напряжения? – данный вопрос уже неоднократно рассматривался в опубликованных на нашем сайте статьях.

Однако мы вернёмся к нему ещё раз, так как мощность – один из важнейших параметров любого стабилизатора и если она определена неверно, то прибор, независимо от топологии, точности и быстродействия, не сможет нормально функционировать и не справится со своими задачами:

  • стабилизатор с выходной мощностью меньше необходимой будет постоянно отключаться или вообще не запустится, а возможно и выйдет из строя;
  • приобретение устройства с мощностью, намного превышающей требуемое значение, – бесполезная трата средств. Прибор в процессе работы будет недозагружен, что снизит его КПД.

Для определения актуальной мощности стабилизатора рекомендуем действовать по следующему алгоритму: 1) выяснить мощность нагрузки; 2) к значению мощности, потребляемой нагрузкой, прибавить запас; 3) по итоговой величине подобрать подходящую модель стабилизатора.

В этой статье мы разберем три указанных пункта и проанализируем наиболее распространённые ошибки, сопутствующие каждому из них.

Как определить мощность нагрузки?

Мощность нагрузки на стабилизатор равняется сумме мощностей всех подключённых к стабилизатору устройств. Перед расчетом суммарного значения мощности необходимо выяснить энергопотребление каждого из потребителей. Это несложно: мощность электроприборов обычно указывается в технической документации и дублируется на заводской табличке, прикреплённой к изделию.

Несмотря на видимую простоту действия, на данном этапе можно совершить несколько серьёзных ошибок, которые повлекут за собой выбор стабилизатора, не подходящего под ваши задачи.

Особое внимание стоит обратить на оборудование, для которого указывается несколько мощностей: насосы, обогревательная, звуковая, климатическая техника и т.д. Важно различать мощность электрическую и мощность, выдаваемую изделием при выполнении своих прямых задач, то есть тепловую – для нагревательных котлов, охлаждения – для кондиционеров, звуковую – для аудиосистем и т.д.

При выборе стабилизатора следует опираться исключительно на величину мощности, потребляемой нагрузкой от электросети! В паспорте электроприбора данный параметр может быть назван: «потребляемая мощность», «присоединительная мощность», «электрическая мощность» и т.п. Всё перечисленное является отражением одной величины – активной мощности (измеряется в Ваттах (Вт или W)).

Обратите внимание! Производители обычно выстраивают модельный ряд своих стабилизаторов на основе другой величины – полной мощности (измеряется в Вольт-Амперах (ВА или VA)). Важно понимать, что Ватты и Вольт-Амперы не одно и то же, и соответственно 1000 Вт не равны 1000 ВА!

У устройств, конструкция которых содержит ёмкостные компоненты или электродвигатели, активная и полная мощности могут существенно различаться. Поэтому приобретение рассчитанного на 1000 ВА стабилизатора при нагрузке в 1000 Вт может стать неверным решением – прибор окажется перегружен со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Во избежание данной ошибки, следует перевести Ватты в Вольт-Амперы и проанализировать не только активную, но и полную мощность нагрузки. Перевод из Ватт в Вольт-Амперы осуществляется делением значения в Ваттах на специальный параметр – коэффициент мощности или cos(φ): 

ВА=Вт/cos(φ) (1).

Сos(φ) отражает зависимость активной мощности устройства от полной. Чем ближе величина cos(φ) к единице, тем меньше энергии рассеивается в виде электромагнитного излучения и тем больше преобразуется в полезную работу.

Численное значение cos(φ) обычно (но не всегда) указанно в технической документации прибора, потребляющего переменный ток (может обозначаться как «cos(φ)», «Power Factor» или «PF»).

Если производитель не предоставил информацию о коэффициенте мощности своего изделия, то для бытовой техники допустимо принять cos(φ) в пределах 0,7 – 0,8, кроме устройств, преобразующих электроэнергию в свет и тепло (лампы накаливания, электрочайники, утюги и т.д.), для них интервал значений коэффициента мощности – 0,9 – 1.

Современная техника, в первую очередь компьютеры, часто оснащается блоком питания с коррекцией коэффициента мощности, которая приближает данный параметр к единице – 0,95-0,99. Если уверенности в наличии такой функции (обозначается «PFC» или «ККМ») нет, то для cos(φ) рекомендуется применить значение из указанного в предыдущем абзаце типового диапазона.

Полную мощность нагрузки следует рассчитывать с использованием только значения коэффициента мощности оборудования, соответствующего этой нагрузке, а не с использованием значения входного коэффициента мощности стабилизатора!

Обратите внимание! Устройства, имеющие в своей конструкции электродвигатель, отличаются высокими пусковыми токами.

Важно

К этой категории относятся: насосы, стиральные и посудомоечные машины, холодильники, кондиционеры, станки и компрессоры.

Величина потребляемой из электросети энергии, в момент включения любого из названых приборов, может в несколько раз превысить величину, характерную для номинального режима работы.

Производители указанной техники иногда приводят максимальное энергопотребление непосредственно в характеристиках каждой модели, а иногда наоборот – дают только номинальное значение мощности, стараясь не привлекать внимание к неминуемым скачкам тока.

Рекомендуем внимательно изучить сопутствующую любому оборудованию документацию и поискать информацию о фактической мощности, потребляемой устройством при пуске и, вообще, в различных режимах работы.

Мощность нагрузки определяется с использованием наибольшего из приведённых для каждого устройства значений!

Помимо механизмов с электродвигателями, высокие пусковые токи характерны и осветительным приборам.

Причем не только с галогенными лампами и лампами накаливания, но и с популярным в последнее время – светодиодными (светодиоды не имеют пусковых токов, но большинство светильников, реализованных на их базе, снабжены конденсаторами, включение которых вызывает резкое увеличение потребляемого тока).

При выборе стабилизатора для защиты крупной светотехнической системы следует учесть, что значение мощности, возникающее при запуске такой системы, может многократно превышать номинальное.

Какой запас мощности необходим стабилизатору?

Правильно выбранный стабилизатор должен иметь выходную мощность, превышающую мощность, необходимую для электропитания нагрузки. Разница между мощностью стабилизатора и фактическим энергопотреблением нагрузки называется запасом мощности. Рекомендуемый запас – 30% от величины энергопотребления нагрузки, такое значение позволит:

  • подключить к устройству в процессе эксплуатации дополнительные приборы, мощность которых не учитывалась при изначальном расчёте нагрузки;
  • избежать перегрузки в случае сильного падения напряжения в электросети. Дело в том, что мощность стабилизатора при выходе питающего напряжения из определённых пределов (рабочего диапазона) уменьшается. В частности, при 135 В в сети, стабилизатор вместо заявленных 500 ВА выдаст только 400 ВА и, соответственно, не сможет запитать предельную к его номиналу нагрузку.

Для некоторого оборудования рекомендуется заложить запас мощности свыше 30%. Это, например, кондиционеры или IT-техника.

В первом случае, данное решение объясняйся ростом потребляемой кондиционером мощности в процессе эксплуатации устройства (вызвано неизбежным загрязнением фильтрующей сетки).

Во втором случае – тенденцией к постоянному увеличению мощностей телекоммуникационного оборудования.

Как подобрать модель стабилизатора?

Для определения подходящей по мощности модели необходимо сверить мощностной ряд предлагаемых производителем стабилизаторов с энергопотреблением нагрузки – ближайшее в большую сторону значение в мощностном ряду и будет необходимой мощностью стабилизатора.

Обратите внимание! Выбор стабилизатора со значением мощности, ближайшим к энергопотреблению нагрузки в меньшую сторону либо снизит заложенный ранее запас по мощности, либо, в худшем случае, приведёт к приобретению стабилизатора с несоответствующими нагрузке выходными параметрами.

Читайте также:  Можно ли к розетке на 40а подключить варочный шкаф, плиту и посудомойку?

Обратите внимание! Для трехфазного стабилизатора нагрузка на каждую фазу должна составлять не более 1/3 от номинальной.

Например, трехфазный стабилизатор с номиналом 6000 ВА запитает трехфазную нагрузку в 4200 ВА (мощность потребляемая от одной фазы составит 1400 ВА), но подключение к отдельной фазе этого стабилизатора нагрузки в 2500 ВА вызовет перегрузку, так как максимально допустимое значение по одной фазе составляет: 6000/3=2000 ВА.

Практический пример расчета мощности стабилизатора

Стабилизатор приобретается для одновременной защиты трех однофазных потребителей. Не будем акцентировать внимание на конкретном виде устройств, назовем их просто: потребитель 1, потребитель 2 и потребитель 3.

Согласно заводским паспортам:

  • номинальная мощность потребителя 1 – 600 Вт, потребителя 2 – 130 Вт, потребителя 3 – 700 Вт;
  • коэффициент мощности потребителей 1 и 2 – 0,7, потребителя 3 – 0,95.

1. Определение мощности нагрузки.

Пусть потребитель 1 относится к категории оборудования, характеризующегося наличием высоких пусковых токов. При расчёте используем не его номинальную мощность, а максимальную – пусковую, равную, согласно технической документации, – 1800 Вт. Используя формулу (1), переведём мощность каждого потребителя из Вт в ВА:

1800/0,7=2571,4 ВА – для потребителя 1; 130/0,7=185,7 ВА – для потребителя 2;

700/0,95=736,8 ВА – для потребителя 3.

Теперь определим суммарную потребляемую мощность планируемой нагрузки в Вт и ВА:

1800 +130+ 700= 2630 Вт;
2571,4+185,7+736,8=3493,9 ВА.

Дальнейший выбор стабилизатора будем проводить, учитывая, что полная мощность нагрузки на устройство составит 3493,9 ВА, а активная –2630 Вт (обратите внимание на разницу значений в Вт и ВА).

2. Определение запаса мощности.

Примем рекомендованную величину запаса мощности в 30% от энергопотребления нагрузки – для получения численного значения необходимого запаса умножим на 0,3 ранее рассчитанные суммарные мощности планируемой нагрузки:

2630•0,3=789 Вт – запас активной мощности;
34,939•0,3=1048,17 ВА – запас полной мощности.

Следовательно мощность нагрузки с учётом запаса составит:

2630+789=3419 Вт;
3493,9+1048,17= 4542,07 ВА.

3. Выбор модели стабилизатора с необходимой мощностью.

Совет

3.1 Однофазный стабилизатор. Выберем подходящий для электропитания вычисленной нагрузки (с учетом запаса) однофазный стабилизатор, используя стандартный мощностной ряд однофазных инверторных стабилизаторов производства ГК «Штиль»:

Мощность стабилизатораМощность стабилизатораПолная, ВААктивная, ВтПолная, ВААктивная, Вт
350 300 6000 5400
550 400 8000 7200
1000 750 10000 8000
1500 1125 15000 13500
2500 2000 20000 16000
3500 2500

Ближайшая с большей стороны к расчётным значениям мощность – 6000 ВА и 5400 Вт, следовательно, именно такой стабилизатор подходит для подключения потребителя 1, потребителя 2 и потребителя 3.

Если взять модель с мощностью, ближайшей к расчетному значению в меньшую сторону (3500 ВА/ 2500 В), то стабилизатор окажется перегружен, так как выходная активная мощность устройства окажется меньше потребляемой активной мощности нагрузки: 2500 Вт<\p>

Источник: https://www.shtyl.ru/support/articles/raschet-moshchnosti-stabilizatora-napryazheniya/

Стабилизатор напряжения для газового котла отопления: выбор, монтаж

Для отопления загородных коттеджей и жилых домов очень часто используются автономные системы отопления. Для их обустройства многие выбираются газовые котлы, вырабатывающие тепловую энергию для отопления всего здания.

Такие устройства очень удобны в эксплуатации, они занимают мало места и лишены всех недостатков традиционных каминов и печей. Однако для того, чтобы сложный прибор служил долго и не ломался, нужно точно соблюдать все рекомендации по его эксплуатации. В частности, следить за подаваемым на него напряжением.

Именно для этого предназначено специальное устройство – стабилизатор напряжения для газового котла.

Что это за прибор такой — стабилизатор?

Срок службы практически любого прибора, который работает от электричества, в том числе и стандартного газового котла, зависит от стабильности напряжения в сети. Но при этом далеко не каждая электросеть может похвастаться постоянными показателями.

Множество устройств выходят из строя исключительно потому, что получили немного больше или меньше положенных 220В. Если прибор был недорогим, его проще отремонтировать или же заменить на новый.

Но такое устройство как газовый котел можно отнести к разряду дорогостоящих, и его ремонт так же очень недешев.

Перепады напряжения резко отрицательно сказываются на работе автоматики и управляющей платы прибора. Он начинает работать с перебоями, а позже просто выходит из строя. Чтобы этого избежать, необходим стабилизатор напряжения.

Устройство корректирует напряжение и частоту тока, что дает возможность всем системам функционировать без перегрузок и предотвращает их возможное перегорание.

Кроме того, котлы, которые подключены через стабилизатор, работают в максимально экономичном режиме энергопотребления, а это снижает расходы на электроэнергию.

Стабилизатор напряжения, подключенный к газовому котлу, корректирует напряжение и частоту тока, позволяя оборудованию работать без перегрузок и защищая его от перегорания

Типы стабилизаторов по принципу действия

Выпускается несколько видов стабилизаторов. Рассмотрим наиболее востребованные модификации.

Тип #1 — электромеханические

Устройства с токосъемной щеткой, которая регулирует подачу напряжения. Значимыми преимуществами таких приборов считаются:

  • Широкий диапазон напряжений и устойчивость к перегрузкам.
  • Высокая точность с возможным отклонением от номинала в пределах 3%.
  • Достаточно длительный срок эксплуатации. Это зависит от качества исполнения графитового пальца в токосъемной системе.

К недостаткам прибора можно отнести:

  • Чувствительность к низким температурам. Его нельзя использовать в холодных помещениях.
  • Токосъемная щетка требует регулярной замены, в среднем раз в 3-5 лет.
  • Невысокая скорость срабатывания.
  • Шум от двигателя, в то время как щетка движется.
  • Обугливание попадающей внутрь прибора пыли.
  • Возможность образования открытой искры при размыкании/замыкании контакта.

Последнее обстоятельство делает крайне нежелательным использование электромеханических стабилизаторов для установки с газовым котлом. Учитывая, что отопительный прибор относится к числу взрывоопасных, лучше не рисковать жизнью и здоровьем, а установить устройства другого типа.

Конструкция электромеханического стабилизатора предполагает наличие токосъемных щеток. В ходе эксплуатации прибора возможно образование открытой искры, что крайне опасно в случае совместной установки с газовым котлом

Тип #2 — электронные (релейные)

Данные приборы не имеют движущихся частей. Выгодно отличаются от электромеханических достаточно высокой скоростью срабатывания в случае возникновения перепадов напряжения. К основным преимуществам устройств относят:

  • Малый вес.
  • Компактность.
  • Быстрота срабатывания, что играет важную роль в случае возникновения аварийной ситуации.
  • Высокая устойчивость к частым колебаниям входного напряжения.

Из числа недостатков необходимо отметить мигание освещения при переключении обмоток и явные достаточно громкие щелчки при переключении диапазонов реле.

Кроме того, нужно учитывать, что точность работы прибора зависит от количества ключей или ступеней автотрансформатора. Чем их больше, тем точность выше. Однако большое количество обмоток существенно повышает стоимость прибора.

При этом разрешенную ГОСТом точность релейный стабилизатор для газового котла не превышает. Она находится в пределах 5%. В целом такие устройства считаются оптимальным вариантом по соотношению стоимости и качества.

Обратите внимание

Небольшой нюанс: при покупке релейного узла нужно проконсультироваться у продавца о целесообразности его использования с конкретной моделью котла.

Электронные стабилизаторы не имеют движущихся частей, поэтому совершенно безопасны для установки с газовыми котлами. Их главные достоинства — высокая стоимость срабатывания и устойчивость к частым перепадам напряжения

Тип #3 — тиристорные или симисторные

Прибор работает на тиристорах – полупроводниках, произведенных на основе монокристалла. Элементы работают как электронные ключи, что дает стабилизатору множество преимуществ:

  • Высочайшая скорость срабатывания.
  • Практически неограниченный рабочий ресурс.
  • Повышенная устойчивость к низким и к высоким температурам.
  • Абсолютно бесшумная работа.
  • Устойчивость к механическим воздействиям и помехам в электросетях.
  • Высокая точность.

Недостатками тиристорных стабилизаторов считаются возможные поломки платы управления, что требует ее полной перенастройки или же замены. А также достаточно высокая стоимость самого прибора.

Тиристорные стабилизаторы напряжения отличаются высочайшей скоростью срабатывания и высокой устойчивостью к перепадам температур, механическим воздействиям, помехам в сети. Кроме того, ресурс их использования, практически, безграничен

Критерии выбора стабилизатора

Выбирая стабилизатор напряжения для своего газового котла, следует обращать внимание на несколько моментов.

Параметры сети, к которой подключается прибор

Каждая из моделей имеет определенные требования к питающему оборудование напряжению. Большинство производителей указывает в паспорте газового котла суженный диапазон его рабочего напряжения. Например, 210-230 В.

Это связано с тем, что подавляющее большинство таких устройств – однофазные приборы, рассчитанные на стандартное напряжение в 220 В. Для них будет достаточно всего лишь 10% отклонения, чтобы стабилизатор вышел из строя.

Обязательно нужно учитывать колебание фактического напряжения, которое происходит в сети в течение суток. Очень хорошо выяснить низший и высший предел колебаний, поскольку, если верхняя граница будет «пробита», устройство немедленно обесточит газовый котел. Выбранная модель стабилизатора должна удерживать напряжение в строго заданных пределах, с учетом разрешенного допуска.

Величина нагрузки

Для корректной работы устройства необходимо определить, сможет ли оно справиться с предполагаемой нагрузкой. Маломощная модель просто не выдержит постоянных перегрузок. Покупка же чрезмерно мощного прибора – бессмысленная трата денег. Прежде всего, нужно определить потребляемую газовым котлом мощность. Ее можно посмотреть в паспорте устройства.

Здесь нужно быть очень внимательным и не перепутать тепловую и электрическую мощность. В данном случае понадобится электрическая или входная. Она указывается в разделе «Характеристики» цифрами с наименованием Вт. Тогда как в кВт указывается тепловая мощность. Взятую из паспорта величину нужно увеличить на треть. Это будет необходимый для корректной работы прибора запас.

Если к одному стабилизатору планируется подключить не только котел, но и насос, нужно учитывать полную нагрузку от обоих приборов. Нужно отметить, что специалисты не рекомендуют такую установку, но на практике это нередко случается.

Важный нюанс заключается в учете величины пускового тока насоса, которая в некоторых случаях может втрое превышать номинальную. Для определения требуемой мощности стабилизатора нужно произвести следующие действия. Мощность насоса умножается на три, к ней прибавляется мощность котла.

Полученное число умножается на коэффициент 1,3.

Стабилизатор напряжения для газового котла в напольном исполнении более массивен. Такие устройства менее удобны в использовании, однако стоимость их ниже

Способ установки

В зависимости от способа крепления выпускаются три типа стабилизаторов:

  • Настенные. Небольшие устройства, закрепляющиеся непосредственно на стене.
  • Напольные. Приборы, предназначенные для установки на любой горизонтальной поверхности.
  • Универсальные. Могут закрепляться как на вертикальной, так, при необходимости, и на горизонтальной поверхности. Наиболее удобные модели, поскольку при необходимости их легко можно переустановить.

В целом стабилизатор для котла должен соответствовать следующим требованиям:

  • Иметь запас мощности. Чаще всего будет достаточно прибора, рассчитанного на 250-600 ВА.
  • Иметь защиту от перегрузки, от короткого замыкания и перегрева.
  • Иметь синусоидальное напряжение на выходе, иначе двигатель насоса будет поврежден.
  • Иметь автозапуск при включении электроснабжения после отключения.
  • Иметь функцию защитного отключения в случае выхода напряжения за пределы безопасности, так называемый «отсекатель» напряжения.
  • Иметь заземляющий вывод.

И еще несколько советов от специалистов-практиков:

  • В районах с интенсивной застройкой и на участках, обслуживающихся старыми подстанциями, очень часто случаются скачки напряжения. В таких условиях оптимальный выбор  – тиристорный стабилизатор.
  • Если в паспорте понравившейся модели стабилизатора указано, что она работает в диапазоне порядка 200 В, или даже больше, стоит отнестись к такому прибору настороженно. Чаще всего качество выходного напряжения будет недостаточным. Особое внимание в этом случае стоит обратить на страну сборки и производителя. Его репутация станет гарантией качества.
Читайте также:  Почему на управляющую часть схемы двигателя подают постоянный ток?

Выбирая между напольным и настенным прибором, предпочтение стоит отдать второму варианту. Такие устройства существенно экономят место, кроме того, риск их случайного механического повреждения минимальный.

Очень удобны настенные стабилизаторы напряжения. Приборы компактны, устойчивы к механическим повреждениям, однако их стоимость несколько выше, чем у напольных

Технология монтажа и подключения

Прежде, чем подключить стабилизатор, нужно подобрать для него подходящее место. Нужно понимать, что электрика очень не любит сырость, поэтому помещение, где будет установлен прибор, должно быть сухим, без избыточной влажности в воздухе.

Чаще всего допустимые параметры указаны в инструкции к устройству. Если их нет, можно ориентироваться на собственные ощущения. Если в помещении, например, в подвале, чувствуется избыточная влажность, оборудование здесь лучше не устанавливать.

Гараж тоже не станет оптимальным местом для размещения стабилизатора. По инструкции прибор не должен находиться в непосредственной близости от химически активных, горючих и легковоспламеняющихся веществ. Чердак так же не подойдет.

Важно

В теплое время года температура здесь часто поднимается очень высоко, что отрицательно скажется на работе устройства. Еще одно неподходящее место – ниша в стене или закрытый шкаф.

Отсутствие естественной циркуляции воздуха приводит к перегреву оборудования.

Собственно подключение стабилизатора проводится очень просто. К оборудованию подключается газовый котел, и оно просто включается в сеть.

Если приходится одновременно устанавливать несколько однофазных стабилизаторов, например, в случае, когда в комнату заходит три фазы, нельзя включать их в одну розетку.

Тогда первый при переключении будет создавать сетевую помеху, и заставлять переключаться другой. Этот процесс, практически, бесконечен. Таким образом, для каждого из приборов должна быть подготовлена розетка.

Место для установки стабилизатора напряжения должно быть выбрано правильно. В помещении не должно быть слишком влажно или жарко. Кроме того, должна обеспечиваться естественная циркуляция воздуха, иначе устройству грозит перегрев

Производители газовых котлов предупреждают, что все гарантийные обязательства, которые даются при покупке оборудования, будут аннулированы в случае невыполнения их требований по эксплуатации. На первом месте среди них чаще всего стоит качественное электропитание прибора.

Нельзя недооценивать роль стабилизатора напряжения в его обеспечении, поэтому к выбору прибора стоит подойти очень ответственно.

Грамотно подобранное оборудование позволит газовому котлу долго и бесперебойно работать в максимально экономичном режиме, что даст возможность его владельцу сэкономить приличную сумму.

Источник: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/kotly/stabilizator-napryazheniya-dlya-kotla.html

Выбор и расчет мощности стабилизатора напряжения для газового котла

Содержание

  1. Что такое стабилизатор напряжения и зачем он нужен
  2. Виды стабилизаторов и их характеристики
  3. Формула расчета мощности стабилизатора
  4. Рейтинг популярных моделей и отзывы

Введение

Энергозависимые отопительные газовые котлы очень чувствительны к качеству электропитания. При скачках напряжения они легко могут выйти из строя, доставив вам массу неприятностей и лишних финансовых затрат. С учетом того, что качество электросетей в нашей стране оставляет желать лучшего, многие владельцы частных домов задаются вопросом как правильно выбрать стабилизатор напряжения для газового котла.

В этой статье мы постараемся ответить на вопросы что такое стабилизатор напряжения и зачем он нужен, какие бывают виды, как правильно выбрать и рассчитать исходя из потребляемой мощности газовым котлом, а также приведем краткий обзор наиболее популярных моделей. Итак, начнем.

Большинство современных газовых котлов напичканы электроникой и автоматикой которая очень чувствительна к питающему напряжению. Для стабильной и безотказной работы, на входе отопительного прибора должно быть напряжение 220В с идеальной синусоидой.

Фото 1: Сетевой стабилизатор «Энергия» для бытовых котлов на газу

К сожалению российские электросети в большинстве своем очень низкого качества из-за устаревшего оборудования и нарушений при монтаже.

Совет

Напряжение в них чаще всего меньше положенных 220В и его форма далека от идеала. Скачки напряжения тоже не редкость.

Причиной их может быть пришедший внезапно грозовой фронт, включение в сеть вами или вашими соседями мощных приборов таких как дрели, сварочные аппараты, холодильники или электрические обогреватели.

По статистике сервисов по ремонту газовых котлов, 25% поломок происходит по причине неподобающего качества питающего напряжения. Все эти случаи не являются гарантийными и владельцу приходится оплачивать дорогостоящий ремонт за свой счет.

Фото 2: Схема подключения газового котла «Bosch» к сети через стабилизатор «Теплоком»

Подключение газового котла через стабилизатор напряжения решает все эти проблемы. На вход преобразователя подается низкокачественное напряжение из электросети, которое он преобразует в 220В с идеальной синусоидой, которыми впоследствии и питается электроника отопительного прибора.

Помимо газовых котлов в защите чувствительной электроники от некачественного напряжения нуждаются также и современные модели на твердом топливе например такие как, дровяные котлы на длительного горения «Viessmann» Vitoligno. Подключать их к сети также лучше через стабилизатор.

Источник: http://kotlydlyadoma.ru/stabilizator-220v-dlya-sistem-otopleniya.html

Выбор места установки стабилизатора напряжения в доме — правила и советы

После покупки стабилизатора напряжения появляется вопрос — как правильно выбрать место расположения данного устройства? Где его лучше разместить и есть ли какие-либо требования и запреты на его установку в том или ином помещении.

В первую очередь каждого интересует где установить стабилизатор напряжения до счетчика или после? Безусловно до счетчика было бы лучшим вариантом.

Как известно стабилизатор как раз и предназначен для выравнивания скачков входного напряжения до стандартных величин, и установив его перед счетчиком, мы вместе с оборудованием защитим еще и прибор учета. У него тоже есть свой диапазон работы по предельному напряжению. И если у вас по линии идет стабильно перенапряжение выход из строя энергоучета дело времени.

Однако энергоснабжающая компания попросту не примет учет в таком виде. Дело здесь не только в доступе к токоведущим частям. Если вы закроете все открытые эл.контакты стабилизатора под пломбу, все равно вас заставят переставить его после прибора учета.

Объясняется это холостым ходом стабилизаторов. Даже не выравнивая напряжение, они потребляют определенную мощность. Некоторые модели — как небольшие маломощные лампочки освещения — до 60Вт. А если постоянно идет процесс подъема входного напряжения со 160В до 220В, да еще и с приличной нагрузкой, то намного больше. И оплачивать расход этой электроэнергии должны вы со своего кармана.

Если это стабилизатор для всего дома, а не отдельного эл.прибора, то располагать его нужно как можно ближе к щитовой. Когда вы через него запитываете какой-то конкретный аппарат, то для быстрого включения-отключения ставьте недалеко от него (компьютер, телевизор). Правда некоторые модели могут создавать высокочастотные помехи (особенно это относится к симисторным), проверяйте заранее.

Стабилизатор при своей работе выделяет тепло. Многие модели даже оснащены встраиваемыми вентиляторами охлаждения. Чем больше подключаемая мощность тем больше он греется. Именно для охлаждения, а не в качестве дизайна, на стенках стабилизаторов делаются сквозные ребра охлаждения. Отсюда вывод — нельзя стабилизатор размещать близко к стене.

Минимальное расстояние от стены  до задней стенки корпуса стабилизатора — 5-10 см. Это не относится к моделям имеющим специальное настенное крепление. У которых основные радиаторные решетки охлаждения выведены с других сторон.

Остальные стенки корпуса должны быть удалены на еще большее расстояние — 20-30см.

При размещении под потолком, всегда учитывайте момент входного питания, а именно откуда подведен вводной кабель. Не думайте что смонтировав стабилизатор один раз, вы более не будете беспокоиться о его работе. Оставляйте достаточное пространство для свободного доступа ко всем контактам для их периодической ревизии.

Обратите внимание

Кроме этого многие модели имеют автоматы переключения в режимы транзит-байпас именно в верхней части. Вам все равно придется периодически прибегать к этому режиму, а разместив стабилизатор вплотную под потолком, без его демонтажа сделать это будет крайне неудобно.

Еще один отрицательный момент размещения стабилизатора под потолком заключается в том, что именно туда поднимается весь теплый воздух в комнате. А если это жаркое лето и помещение без кондиционера — то перегрев обмоток при полной нагрузке будет обеспечен.

Там вполне может образоваться температура и в 50 градусов. Большинство стабилизаторов рассчитано на нормальную эксплуатацию при +40С.

Если вы задумаете установить стабилизатор напряжения в котельной, помните что это в первую очередь помещение где может возникнуть порыв трубы отопления или протечка вентиля. А стабилизатор — это электрический прибор. Поэтому в таких помещениях его ни в коем случае нельзя размещать на полу. Только на определенной высоте. Лучше чтобы это был настенный вариант.

Поэтому идеальная высота установки стабилизатора  1,5м — 1,7м от пола и 25см от соседних шкафов, стен и т.п. Тем самым вы будете иметь свободный доступ как к органам управления, контактам, так и к цифровому табло со всеми отображаемыми параметрами (напряжение, нагрузка).

Всегда уточняйте по паспорту температурные режимы работы стабилизатора. Есть экземпляры которые работоспособны только при положительных температурах от 0 или +5С. Соответственно их уже нельзя размещать в не отапливаемом помещении, а только в жилых комнатах. Есть и такие которые спокойно могут работать от — 40С. 

Есть отдельные марки специально рассчитанные для монтажа на улице. Они обладают всеми необходимыми степенями защиты от пыли, дождя, морозов и т.д. Но и цена их соответственно в разы превышает стоимость обычных.

На все стабилизаторы запрещено попадание прямых солнечных лучей и любых осадков (снег, капли дождя). Поэтому не размещайте их на стене прямо напротив окна.

Пыльные подсобки также запрещены из-за того что пыль — это токопроводящий элемент, а стабилизатор при своей работе просто притягивает пыль как пылесос. Что в итоге приведет к выходу его из строя.

Большая влажность также вредна для стабилизаторов.

Не все модели стабилизаторов обладают малошумностью при своей работе. В основном это относится к симисторным и инверторным стабилизаторам, да и то маломощным. Остальные создают шум в пределах 30-40 дб. Много это или мало можно сравнить по таблице:

Другие марки в особенности электромеханические и релейные, при процессах выравнивания напряжения могут превращаться в барабан с трещеткой. Исходя из этого спальня — не лучшее место для стабилизатора.

Подводя итог можно выделить основные рекомендации, где и как лучше всего установить стабилизатор напряжения:

  • после счетчика
  • как можно ближе к распредщитовой
  • на высоте 1,5-1,7м от уровня пола
  • 20-30см от соседних стен и перегородок
  • в теплом помещении
  • спальня, подсобка, место под потолком не рекомендуется

Ознакомиться с текущими ценами на популярные марки стабилизаторов и выбрать себе необходимый можно здесь.

Источник: https://domikelectrica.ru/vybor-mesta-ustanovki-stabilizatora-napryazheniya-v-dome-pravila-i-sovety/

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector