Примерный расчет времени работы газового котла от аккумулятора

Ибп для газового котла – расчет и выбор

Современные газовые котлы водяного отопления эффективные и экономичные, но, в отличие от старых, у них  есть слабое место. Все новые котлы отопления оборудованы системой автоматики, а система включает в себя циркуляционный насос, требующие качественного и бесперебойного электропитания.

Более того, котел может отключится по внутренней защите при пониженном напряжении сети.

Если проблему импульсных помех и перепадов напряжения  можно решить подключением котла и оборудования системы отопления через стабилизатор, то в случае отключения электричества стабилизатор уже не поможет – автоматика отключит котёл, и запустить его будет возможно только после появления электроснабжения.

Отключение системы отопления может быть фатальным для всей системы, особенно в сильный мороз. И даже если у Вас нет проблем с электроснабжением, ни кто не застрахован от сюрпризов природы, порывов линий и прочих аварийных ситуаций. А пониженное напряжение в некоторых населенных пунктах бывает чуть ли не нормой. Поэтому настоятельно рекомендуется подключение котла газового отопления через источник бесперебойного питания — ИБП (UPS).

Обратите внимание

 Надо отметить, что альтернативой ИБП является автономная дизельная или бензиновая электростанция. Но и такие системы автономного электроснабжения целесообразно использовать в связке с UPS, при больших отапливаемых мощностях и возможностью установки такого генератора.

В подавляющем большинстве случаев оптимальным решением будет источник бесперебойного питания, правильно подобранный по мощности и техническим параметрам. Намного выгоднее это будет и по цене, к тому же не требует поточных затрат на топливо (бензин, дизтопливо). А современных аккумуляторов в ИБП хватает на 10-15 лет эксплуатации.

Есть еще вариант автономной энергосистемы на солнечных батареях – довольно перспективно, но пока дороговато.

Что необходимо знать при выборе источника бесперебойного питания (ИБП) для котла отопления ? 

Сразу отметим, что  подключить обычный автомобильный аккумулятор напрямую к газовому котлу не получится, т.к аккумулятор выдает только постоянный ток напряжением в 12 В или 24 В.

Поэтому  для подключения автономного электропитания к котлу необходимо устройство, которое преобразует постоянное напряжение аккумулятора на  переменное сетевое 220В. К тому же преобразование должно быть достаточно качественным (форма синусоиды), для питания электронных компонентов системы.

Вот такие устройства и называются источником бесперебойного питания, сокращенно ИБП или UPS.

Функции таких устройств – инвертировать постоянное напряжение от аккумулятора в 220В переменного тока при отсутствии напряжения в сети, стабилизация выходного в 220 В, при наличии на различного на входе (например от 100 В до 300 В), Исключить броски перенапряжения,  а также зарядка аккумулятора при необходимости. Такое устройство полностью автоматическое и обеспечивает безударный переход на автономное питание без разрыва питания котла и системы отопления. При появлении питания, автоматически отключает батарее и переходит в режим зарядки аккумуляторов. Зарядка аккумуляторов происходит по определенному алгоритму, позволяющему намного увеличить срок эксплуатации батарей.

Но не все UPS обеспечивают все эти функции. ИБП есть двух типов:

  • Первый тип – это ИБП типа off-line. Автоматически переключают питание от батареи при пропадании электричества в сети и автоматически заряжают аккумулятор, когда это необходимо. Т.е. при наличии напряжения в сети устройство никак не задействовано, ток идет через него транзитом и, соответственно, не стабилизируется. Если на входе 180 В, то и на выходе будет 180 В. Самые дешевые бесперебойники для компьютера именно такого типа. Стоит отметить, что импульсные блоки питания компьютеров, телевизоров позволяют нормально работать в широком диапазоне входного напряжения (140В-250В, и более широком диапазоне). Газовые котлы, в основном, намного требовательны в этом плане и при напряжении меньше 190-200В могут отключаться. В инструкциях не указывают это предел – смотрите по форумах или узнавайте у специалистов касаемо марки Вашего котла.    
  • Второй тип – это ИБП on-line, которые задействованы все время. Напряжение в ИБП типа on-line стабилизируется с помощью инвертора двойного преобразования: сначала переменное напряжение в 220В преобразуется в постоянное 12 В или 24 В, затем постоянное напряжение  трансформируется в переменное напряжение 220В. Поскольку постоянное напряжение в 12 В или 24 В всегда стабильно, то при преобразовании этого напряжения в переменный ток 220В также никаких колебаний, проседаний или бросков напряжения не происходит. В результате, ИБП on-line на выходе всегда дают стабильную синусоиду и напряжение. Различаются еще по качеству сформированной синусоиды. Кроме того, ИБП со встроенным стабилизатором напряжения позволяет обеспечить стабильное напряжение для потребителей без перехода в режим работы от аккумулятора. Это позволяет существенно сэкономить ресурс батареи. Источник бесперебойного питания со стабилизатором напряжения двойного преобразования являются на сегодня самыми точными и надежными, и к сожалению, самыми дорогими.

Еще несколько замечаний по выбору UPS для системы отопления

– Недорогие компьютерные ИБП имеют прямоугольную форму сигнала на выходе, что недопустимо при работе насосов, вентиляторов и другой индуктивной нагрузки. Для работы котла необходимо напряжение с чистой синусоидой на входе (обеспечение плавного крутящего момента двигателя).

– Стартерные аккумуляторные батареи предназначены для работы на кратковременных мощных нагрузках (запуск стартера), требуют обслуживания и выделяют пары серной кислоты в процессе работы (не допускаются к использованию в закрытых помещениях в непосредственной близости от людей). Средний срок службы автомобильного аккумулятора в системе ИБП не более одного года.

Как рассчитать мощность ИБП  для газового котла и системы отопления

При выборе ИБП для газового или другого котла следует учесть, что форма выходного напряжения бесперебойника  должна быть синусоидальной, поскольку котел содержит устройства-потребители, критичные к форме входного тока (вентилятор, циркуляционный насос, газовый клапан, электронный блок).

Правильно рассчитанная и подобранная система бесперебойного питания для котла позволит избежать проблем, связанных с отключением котла или выходом его из строя из-за перепадов напряжения, а также обеспечить его автономную работу в течение необходимого расчетного времени. 

В классическом варианте электрическая мощность оборудования отопления (не путайте с тепловой ) состоит из потребляемой мощности самого котла и циркуляционного насоса. Эти данные можете взять из документации или на шильдиках оборудования.

В газовых котлах до 25 кВт по теплу, как правило, находится один насос. В более мощных, промышленных котлах, может быть два и более насосов.

 В большинстве случаев котел с одним насосом потребляет при включенном насосе 90-150Вт электроэнергии и такому котлу достаточно стабилизатора или ИБП мощностью до 300 Вт. Соответственно, если в Вашей системе отопления применяется два насоса – то необходимо брать ИБП как минимум 400-500Вт.

В целом же мощность ИБП должна соответствовать совокупной мощности всех устройств, запитанных от него. И не забывайте также о запасе по мощности, хотя бы в 20-30%.

Очевидно, что чем больше емкость аккумулятора – тем дольше время автономной работы ИБП. Приблизительное время беспрерывной работы ИБП можно определить согласно ниже приведенной таблице.

Количество / ёмкость АКБ 1х12В / 60 Ач 1х12В / 75 Ач 1х12В / 100 Ач 2аккум. х12В / 60 Ач 2аккум. х12В / 75 Ач 2аккум. х12В / 100 Ач
Мощность нагрузки, Вт Время работы, ч
90 4,0 5,4 6,7 8,9 10,8 13,4
200 3,0 3,6 4,9 6,0 7,2 9,8
290 2,0 2,5 3,3 4,0 5,0 6,6
400 1,4 1,8 2,4 2,8 3,6 4,8
500 1,0 1,4 1,5 2,0 2,8 3,0

 Еще один важный показатель у ИБП – это мощность зарядного устройства. Как известно, чем больше емкость аккумулятора – тем большая сила тока необходима, чтобы зарядить аккумулятор полностью. Приблизительное соотношение – 1 к 10. Т.е.

для зарядки аккумулятора емкостью 60 А/ч потребуется ток заряда 6А. Можно заряжать и большими токами, но это приводит к быстрому износу аккумулятора.

Если ток заряда будет меньше положенного, то аккумулятор не дозарядится, в результате чего будет “закоксовываться” (технический термин – сульфатизация), что также приведет к снижению срока службы.

Расчет времени работы источника бесперебойного питания

Упрощенная формула

 Расчет времени автономной работы можно осуществить по упрощенной формуле.

Для этого: Емкость аккумулятора в Ампер-часах, умножаем на напряжение аккумуляторов, в вольтах, делим на постоянную нагрузку в ваттах  и получаем = Количество часов непрерывной автономной работы.

Например, котел, который потребляет 180 В, с батареей на 50 Ампер-часов будет непрерывно работать в течении 3,3 часов (50*12/180).

Уточненный расчет

Если Вы решили углубиться в технические характеристики ИБП и самостоятельно рассчитать время непрерывной автономной работы Вашего котла и системы отопления – пожалуйста! Чтобы произвести расчет воспользуемся единственным верным методом, но для этого необходимо знать не только мощность котла, но и несколько важных параметров ИБП для котла: 

Т – время автономной работы ИБП при отключении сети, ч;
Uаб – напряжение одной аккумуляторной батареи, В;
Сак – емкость аккумуляторной батареи, А* ч;
К – количество аккумуляторов в батарее;
h – КПД преобразователя (h=0,75-0,8);
Кр – коэффициент глубины разряда 0,8 –0,9 (80%-90%);
Кg – коэффициент доступной емкости, зависит от режима разряда и температуры:     – при одночасовом режиме разряда, tокр=20°С 0,7 (70%)      – при двухчасовом режиме разряда, tокр=20°С 0,85 (85%) 

     – при десятичасовом режиме разряда, tокр=20°С 1,0(100%);

Т = Uаб * Сак * К * h * Кр * Кg / Рнагр 

где Рнагр – мощность нагрузки.

Чтобы детальней рассмотреть расчет источника бесперебойного питания для котла  подставим примерные значения: 

Uаб = 12 В;Сак = 84 А* ч;К = 1,0;h = 0,8;Кр = 0,9;

Кg = 1,0.

Pнагр = 150 ВА. 

T = 12 x 84 x 1,0 x 0,8 x 0,9 x 1,0 / 150 ≈ 4,84 часа

Таким образом, если Ваш отопительный котел имеет мощность 150 ВА и питается при помощи источника бесперебойного питания с аккумулятором емкостью 84А*ч на 12В, то срок автономного питания составит 4,84 часа.  

Какой самый продаваемый ИБП для котла? 

Исходя из самых запрашиваемых исходных данных, самой распространенной конфигурацией ИБП для котла является УПС с двойным преобразованием (имеет постоянное, стабильное напряжение на выходе), рабочей мощностью 300Вт и кратковременной пиковой нагрузкой до 1000 Вт.

Какой самый оптимальный аккумулятор для котла? 

Важно

Наилучшее соотношение цена качество имеет батарея 12В 100А. Разница в стоимости между аккумуляторами 50 ампер и 100 ампер всего 30-40%, а между АКБ 100 ампер и 120 ампер уже около 50%. Таким образом в качестве одной или нескольких резервных батарей имеет смысл смотреть в сторону АКБ 12В 100А.

Это справочные данные, а Вам не составит труда по любой формуле определить необходимы параметры ИБП для конкретного котла и системы отопления, а по известным параметрам уже будете выбирать модель UPS – которых сейчас на рынке довольно много, как говорится на любой карман и вкус.

Источник: https://bazila.net/energetika-i-radioelektronika/kak-vybrat-ups-dlya-gazovogo-kotla.html

Расчет времени автономной работы ИБП от аккумуляторов

Как профессионально и точно рассчитать время автономной работы бесперебойника или других потребителей от аккумуляторных батарей?

Читайте также:  В этажном щитке пробка 20а, какой автомат поставить?

Точный расчет времени автономной работы от аккумулятора при помощи математических выкладок занятие нетривиальное. В связи с этим, мы упростили задачу, реализовав алгоритм расчета в  калькуляторах:

Однако давайте рассмотрим подходы к определению времени автономной работы.

1) Простая формула

Т = E • U / P

где:

  • Е – емкость аккумулятора в Ач
  • U – напряжение
  • P – мощность нагрузки в Вт.

Это сильно упрощенная формула, которая дает очень приблизительный результат при разрядах в диапазоне 5-15 часов. Подходит для того, чтобы быстро в уме прикинуть время автономии. Алгоритм не учитывает снижение энергоотдачи АКБ на коротких разрядах и увеличение на длинных, а также различные коэффициенты.

Существует усовершенствованная формула с коэффициентами:

Т = Uаб * Сак * К * h * Кр * Кg / Рнагр

где:

  • Т – время автономной работы источника бесперебойного питания, ч;
  • Uаб – напряжение аккумуляторной батареи, В;
  • Сак емкость аккумуляторной батареи, Ач;
  • К – количество аккумуляторов в цепи;
  • h – КПД преобразователя (h=0,75-0,9), часто меняется от величины нагрузки;
  • Кр – коэффициент глубины разряда 0,8 –0,9 (80%-90%), следует считать 80%;
  • Кg – коэффициент доступной емкости (зависит от режима разряда и температуры, см. характеристики АКБ )
  • Рнагр – мощность нагрузки.

Этот алгоритм даёт относительно точные результаты, но для длительных разрядов от 1 часа и выше. На коротких разрядах результаты могут быть сильно искаженными из-за нелинейной функции разряда свинцово-кислотных АКБ. Похожий метод мы использовали в статье Расчет автономной работы потребителя от аккумуляторов.

2) Формула Пекерта

T=Cp/I^n

где:

  • T – время в часах
  • Cp  – емкость Пекерта (ёмкость АКБ при разряде током 1А)
  • I – ток разряда
  • n – экспонента Пекерта

Экспонента Пекерта иногда указывается в характеристиках АКБ, и рассчитывается она на основании данных C-рейтинга аккумулятора (емкость на разном времени разряда). Емкость Пекерта рассчитывается по формуле – Ср=R(C/R)^n (R – рейтинг в часах, соответствующий данной емкости, например, 10).

На базе этой формулы с учетом КПД инверторов и глубины разряда основаны наши калькуляторы. Они с высокой точностью рассчитывают время автономии как на коротких, так и на длинных разрядах.

3) Расчет по таблицам из спецификаций АКБ

Профессионально и точно можно рассчитать время автономии используя разрядные таблицы аккумуляторов. Опишем алгоритм по шагам:

Шаг 1. Расчет полной мощности в мощность нагрузки на аккумуляторы

Ракб= (Pнагр*cos(φ)*Кнагр)/КПДинв

где:

  • Pнагр – мощность в кВа
  • cos(φ) – характеристика коэффициент мощности (характеристика нагрузки)
  • Кнагр – степень загрузки ИБП
  • КПДинв – коэффициент полезного действия инвертора

Для примера возьмем ИБП мощностью 120кВа работающий на нагрузке 70% с коэффициентом мощности 0.8:

Ракб= (120000*0,8*0,7)/0,94=71  489Вт  – именно эта нагрузка ляжет на весь аккумуляторный банк при питании ИБП от АКБ.

Шаг 2. Расчет нагрузки на один аккумулятор

Пересчитаем нагрузку на один АКБ. Как правило, в крупных ИБП аккумуляторы соединяются последовательно кол-вом 32-40шт. Для расчета нагрузки на на одну батарею при 40АКБ:

71  489Вт/40=1  788Вт.

В дата-листе аккумуляторов как правило указывается мощность на элемент (Pэл), которых 6шт. в 12В АКБ. Следовательно:

Pэл = 1788/6 = 298Вт.

Шаг 3. Изучение разрядных таблиц батарей и подбор.

В статье Как правильно выбрать аккумулятор для ИБП мы рассматривали подвиды аккумуляторов в разрезе различного целевого использования. Одна из базовых характеристик – это энергоотдача, т.е. сколько способен отдать мощности АКБ за определенное время.

Давайте посмотрим разрядные таблицы 100Ач аккумуляторов Delta двух различных серий.

Delta DTM 12100 l:

Delta HRL 12100:

Напомним, что наша нагрузка на элемент 298Вт. Глубина разряда – 10,8В или 1,80В на элемент.  Таким образом, из данных таблиц, можно сделать вывод, что DTM 12100 l продержит нагрузку около 13,8 минут (можно считать пропорционально, искажения минимальны), Delta HRL 12100 – 16,3 мин. разница порядка 15%. Кстати, разница в цене приблизительно аналогична.

4) Проведение реальных разрядов

Конечно, идеальным является проведение реальных разрядных тестов. Необходимо учитывать, что аккумуляторы набирают максимальную емкость к 10-му циклу заряда-разряда.

Источник: https://tok-shop.ru/tok-blog/time-ups-akb/

Расчет времени автономной работы котла от ИБП

Причины, отключения электрического тока могут быть различны. Это может быть и авария на трансфоматорной подстанции и обрыв линии электропередач, электрозамыкание внутри дома.

Важно обеспечить бесперебойную работу систем жизнеобеспечения вашего дома. Одним из основных является система отопления. При этом основными потребителя электрического тока является отопительный котел, автоматика котла и циркуляционные насосы.

В случае, если отключения бывают не продолжительными (не более одних суток), то задача бесперебойного электроснабжения можно решить с помощью установки ИБП необходимой мощности. Если же длительность отсутсвия тока превосходит сутки, то целесообразнее использовать комбинацию ИБП и электрогенератора.

Определение электрической мощности приборов системы отопления времени автономной работы ИБП системы отопления дома

После определения желаемого времени автономной работы системы отопления, проводится расчет общей электрической мощности прибор системы отопления требующих бесперебойной работы. 

Значение электрической мощности котельного оборудования и циркуляционных насосов указывается в технических паспортах приборов. Для расчета конфигурации источника бесперебойного питания и подготовки проекта автономного энергоснабжения можно использовать приблизительные значения мощности приборов.

Приблизительная мощность отопительного оборудования:

Электрическая мощность настенных газовых отопительных котлов обычно находится в диапазоне от 100 до 200 Вт.

Электрическая мощность напольных газовых котлов отопления обычно находится в диапазоне от 50 до 150 Вт.

Электрическая мощность циркуляционных насосов обычно находится в диапазоне от 50 до 200 Вт.

Значения некоторых распространенных газовых котлов вы найдете в статье Электрическая мощность настенных газовых котлов и Электрическая мощность напольных газовых котлов.

Аналитический метод расчета времени автономной работы ИБП для котельного оборудования

Длительность автономной работы ИБП с внешними аккумуляторными батареями зависит в первую очередь от общей емкости всех АКБ. Фактически, при работе ИБП происходит перевод энергии заряда аккумуляторных батарей в электрическую энергию с напряжением 220 Вольт.

Так как инвертор бесперебойника не является абсолютно идеальным прибором и имеет потери, то необходимо учитывать коэффициент его полезного действия.

Кроме того, аккумуляторные батареи не могут высвободить все 100 % энергии, нужно учитывать коэффициент доступной емкости АКБ.

С учетом этих коэффициентов формула расчета принимает следующий вид:

T  = E * U / P * KPD * KDE  (часов),

Совет

где E — емкость всех подключенных АКБ,  U  – напряжение АКБ,   P — мощность нагрузки, KPD примерно равен 0,8,  KDE равен примерно  0,9. 

Коэффициенты  доступной емкости и полезного действия не являются фиксированными величинами. Эти коэффициенты зависят от скорости расхода энергии, от температуры и влажности воздуха. 

Приведем несколько примеров расчетов времени автономной работы ИБП.

  1. Используются  АКБ напряжением 12 Вольт и емкостью 60 Ач. ИБП осуществляет питание настенного котла отопления электрической мощностью 150 Вт.В этом случае получаем время автономной работы ИБП: 

    T =  60 х 12 / 150 х 0,8 х 0,9 = 3,5 ч

  2. Используются  АКБ напряжением 12 Вольт и емкостью 150 Ач. ИБП осуществляет питание настенного котла отопления электрической мощностью 150 Вт.В этом случае получаем время автономной работы ИБП: 

    T =  150 х 12 / 150 х 0,8 х 0,9 = 8,6 ч

  3. Используются  два АКБ напряжением 12 Вольт и емкостью 150 Ач. ИБП осуществляет питание настенного котла отопления электрической мощностью 150 Вт.В этом случае получаем время автономной работы ИБП: 

    T =  2 х 150 х 12 / 150 х 0,8 х 0,9 = 17,2 ч

  4. Используются  два АКБ напряжением 12 Вольт и емкостью 120 Ач. ИБП осуществляет питание напольного котла отопления электрической мощностью 50 Вт и двух циркуляционных насосов мощностью 100 Вт каждый.В этом случае получаем время автономной работы ИБП: 

    T =  2 х 120 х 12 / (50 + 2 х 100)  х 0,8 х 0,9 = 8,3 ч

  5. Используются  три АКБ напряжением 12 Вольт и емкостью 200 Ач. ИБП осуществляет питание напольного котла отопления электрической  мощностью 50 Вт и трех циркуляционных насосов мощностью 100 Вт каждыйВ этом случае получаем время автономной работы ИБП: 

    T =  3 х 200 х 12 / (50 + 3 х 100)  х 0,8 х 0,9 =  14,8 ч

  6. Используются  три АКБ напряжением 12 Вольт и емкостью 200 Ач. ИБП осуществляет питание настенного котла отопления электрической мощностью 130 ВтВ этом случае получаем время автономной работы ИБП: 

    T =  3 х 200 х 12 / 130 х 0,8 х 0,9 =  40 ч

Использование таблиц для расчета времени автономного бесперебойного питания котла

Для  расчета времени резерва источников бесперебойного питания для систем отопления можно использовать специальную таблицу.

Таблица составлена на основе использования формулы расчета времени автономной работы ИБП.

При расчете данных использовались следующие значения вспомогательных коэффициентов: КПД источника бесперебойного питания 80%, коэффициент доступной емкости аккумуляторной батареи 90%.

Таблица расчета времени автономной работы ИБП для котлов отопления по общей емкости подключенных АКБ в зависимости от величины полезной нагрузки.

Общая емкость и напряжение АКБ Нагрузка 100 Вт Нагрузка 150 Вт Нагрузка 200 Вт Нагрузка 300 Вт Нагрузка 400 Вт Нагрузка 500 Вт
40 Ач, 12 В 3,5 ч 2,3 ч 1,7 ч
60  Ач, 12 В 5,2 ч 3,5 ч 2,6 ч
100 Ач, 12 В 8,6 ч 5,8 ч 4,3 ч 2,9 ч 2,2 ч 1,7 ч
150 Ач, 12 В 13 ч 8,6 ч 6,5 ч 4,3 ч 3,2 ч 2,6 ч
200 Ач, 12 В 17,3 ч 11,5 ч 8,6 ч 5,8 ч 4,3 ч 3,5 ч
300 Ач, 12 В 25,9 ч 17,3 ч 13 ч 8,6 ч 6,5 ч 5,2 ч
400 Ач, 12 В 34,6 ч 23 ч 17,3 ч 11,5 ч 8,6 ч 6,9 ч
500 Ач, 12 В 43,2 ч 28,8 ч 21,6 ч 14,4 ч 10,8 ч 8,6 ч
600 Ач, 12 В 51,8 ч 34,6 ч 25,9 ч 17,3 ч 13 ч 10,4 ч

Указано время для НЕПРЕРЫВНОГО режима работы. В циклическом режиме работы время увеличится пропорционально.

Время работы в значительной степени может отличаться от полученных значений, в зависимости от типа производителя АКБ, а также от остаточной емкости АКБ.

При выборе ИБП для котла отопления следует учитывать следующие параметры:

  • максимальную полную мощность подключаемой полезной нагрузки с учетом реактивной нагрузки
  • максимальную разрешенную емкость подключаемых АКБ
  • время заряда батарей указанной емкости. 

Специалисты компании «КИТ» будут рады оказать Вам квалифицированные помощь в подборе, монтаже и обслуживании стабилизаторов напряжения и ИБП для Вашего котельного оборудования. 

С компанией “КИТ” надежно и удобно!

Источник: http://kit-santech.ru/raschet-vremeni-avtonomnoi-raboty-kotla-ups

Калькулятор расчета объема теплоаккумулятора – с необходимыми пояснениями

Чтобы работа системы отопления была максимально экономичной, но, естественно, без потери своей эффективности, имеет смысл аккумулировать выработанное ею тепло, не востребованное в текущий момент, с тем расчётом, чтобы использовать его в то время, когда котел «отдыхает». Эта проблема решается установкой теплоаккумулятора с соответствующей обвязкой.

Читайте также:  Как подключить провода в масляном обогревателе?

Калькулятор расчета объема теплоаккумулятора

А как определить, какой объём воды потребуется, чтобы гарантированно сберечь весь выработанный котлом тепловой потенциал? Для этого имеется специальный алгоритм, и он воплощен в размещенный ниже калькулятор расчета объема теплоаккумулятора.

Необходимые пояснения будут приведены ниже.

Калькулятор расчета объема теплоаккумулятора

Перейти к расчётам

На чем строится и как проводится расчет?

Безусловно, монтаж, запуск и отладка сложной системы отопления должны проводиться специалистами, иак как существует множество нюансов, который может знать только опытный мастер. Тем не менее, минимально необходимый объем теплоаккумулятора можно рассчитать самостоятельно хотя бы с тех позиций, чтобы предусмотреть место, достаточное для его установки.

Особую важность теплоаккумулятор приобретает в системах отопления, в которых основными источниками тепла выступают твердотопливный или электрический котлы.

  • Функционирование котла, работающего на твёрдом топливе, имеет особенность – своеобразную цикличность. Заправка его топливом проводится с определенной периодичность. В процессе активного горения выработанное тепло может быть избыточным, невостребованным в текущий момент, так как хорошо настроенные контура со своими термостатическими регуляторами возьмут ровно столько, сколько им требуется. А вот после прогорания топлива, до очередной загрузки, следует период простоя, и в этот промежуток времени как раз и пригодится тот тепловой потенциал, который был накоплен в аккумуляторе.
  • С электрическим котлом – несколько другой «расклад». Имеет смысл основную его работу спланировать на время действия ночного льготного тарифа, а затем днем использовать накопленное за этот срок тепло.

Кроме того, теплоаккумулятор позволяет подключать к системе отопления и альтернативные источники тепловой энергии, например, солнечные коллекторы – в погожий день они способны дать весомую прибавку в общий энергетический потенциал.

Итак, что необходимо для расчета.

  • Указать паспортную номинальную тепловую мощность котла отопления.
  • Указать «период активности котла». Под этим условным термином понимается:

— для твердотопливного котла – известное хозяевам время прогорания топливной загрузки.

— для электрического котла – продолжительность действия ночного льготного тарифа на электроэнергию.

  • Рассчитанная для конкретного дома необходимая тепловая мощность для качественного отопления. В период «активности» котла значительная часть энергии будет уходить по прямому предназначению – на обогрев помещений.

Как самостоятельно произвести расчет необходимой тепловой мощности? Можно перейти по ссылке к соответствующему калькулятору.

Необходимо сразу сделать важную ремарку – принято считать, что установка теплоаккумулятора тогда станет оправданной, когда мощность источника тепловой энергии хотя бы вдвое превышает потребное ее количество для качественного обогрева помещений.

  • Желательно учесть и КПД котла – как ни крути, а потери тепловой энергии в этом плане неизбежны.
  • Наконец, алгоритм расчета требует учета разницы температур в трубе подачи на входе из котла, и в «обратке». Необходимо указать соответствующие значения, которые, в принципе, несложно определить опытным путем.

Полученное значение (в литрах или в кубометрах) является минимальным.

Источник: https://stroyday.ru/kalkulyatory/obshhestroitelnye-voprosy/kalkulyator-rascheta-obema-teploakkumulyatora.html

Как определить время резерва ИБП для котла отопления

Время автономной работы котла отопления от бесперебойника является важным показателем надежности системы отопления. При выборе правильной конфигурации ИБП необходимо учитывать значение общей полезной нагрузки и ряд других параметров.

Тема данной статьи — длительность резерва электропитания котла отопления. Обеспечить надежное теплоснабжение дома очень важно. А значит, нужно обеспечить надежное электропитание котла отопления и циркуляционных насосов системы отопления.

Отключения электроэнергии в домах случаются достаточно часто.

Причинами отключения могут быть:

  • аварии на линии электропередач;
  • аварии на трансформаторных подстанциях;
  • проведение ремонтных или профилактических работ в электросети;
  • отключения электроэнергии в случае недостаточных генерирующих мощностей в регионе.

Причины разные, а результат — один: отключение электропитания вашего дома. Надежный способ сохранить работоспособность системы отопления в этом случае — использовать источники бесперебойного питания. Каким же должен быть резерв электропитания Вашего котла отопления? Ответ на этот вопрос зависит от характера и периодичности отключений электроэнергии в вашем районе. Если отключения электроэнергии бывают часто, и длительность их существенна, то требуется мощный источник бесперебойного питания приборов системы отопления. Если отключения очень редкие, и длительность их небольшая, то можно использовать ИБП с небольшой длительностью резерва. Еще один важный критерий — наличие отдельного электрогенератора, позволяющего обеспечить электропитание дома при длительных отключениях энергии.

Определяем оптимальную конфигурацию ИБП для питания системы отопления

Для определения конфигурации источника бесперебойного питания необходимо определиться с двумя следующими величинами:

  • мощность источника бесперебойного питания;
  • емкость аккумуляторных батарей источника.

В первую очередь нужно рассчитать суммарную мощность всех потребителей электроэнергии, которые будут подключены к данному источнику бесперебойного питания. Как правило, к ИБП подключаются котел отопления и циркуляционные насосы отопления (в случае их наличия в системе отопления).

Точную мощность приборов системы отопления можно узнать в паспортных данных этих устройств. Если паспортных данных нет, то можно использовать примерные таблицы мощностей электроприборов или данные информационных сайтов производителей данного оборудования.

Во вторую очередь будем определять емкость аккумуляторных батарей источника бесперебойного питания для обеспечения необходимой длительности резерва. Чем больше емкость используемых АКБ, тем больше длительность резерва.

При этом следует учитывать и максимальную емкость подключаемых батарей, которую может обеспечить конкретный источник бесперебойного питания.

Линейный способ расчета времени резерва ИБП Для простого расчета длительности резерва питания можно использовать следующую формулу:

T = E * U / P (часов),

где Е — емкость аккумуляторов, U — напряжение аккумуляторов, Р — мощность нагрузки всех подключаемых приборов.

Данная формула дает очень приблизительный результат. На самом деле зависимость времени резерва от емкости аккумуляторов нелинейная.

Кроме того, эффективная емкость аккумуляторных батарей, как правило, значительно ниже номинальной емкости. При уменьшении остаточной емкости батареи происходит и снижение напряжения АКБ.

Для более точного расчета нужно использовать формулу расчета времени резерва бесперебойника, учитывающую поправочные коэффициенты.

T = E * U / P * 0,5 (часов),

Интернет-магазин Вольт-Ампер предлагает более 30 различных безопасных способов оплаты

Мы не собираем и не храним ваши платежные данные

Платежи осуществляются через cервис ROBOKASSA

Бесплатная доставка по России, до двери вашего дома, при заказе на сумму свыше 3500 и весе заказа до 20 кг

Бесплатная доставка до терминала транспортной компании при весе заказа более 20 кг

Вольт-Ампер сотрудничает с лучшими службами доставки, чтобы вы всегда получали свои заказы вовремя

Акции, скидки, новинки каталога, новости, статьи

Источник: https://volt-amper.ru/articles/kak-vremya-rezerva-ibp-kotla

Аккумулятор для газового котла – Микроклимат в квартире и доме

Простейшее решение проблем отопления

Наши зимы — снежные, лютые — это хорошая проверка на прочность для любого дома и всех его систем. И ладно, если в доме тепло, светло и уютно. А если где-то что-то не учли и не продумали? Холодная зимняя ночь — не лучшее время для устранения недоделок.

Итак, проверяем: котёл работает — тепло, насос работает — есть вода, и вдруг свет погас. Что-то работает? В большинстве случаев ничего. Берём свечку и начинаем ждать. Если ждём долго, можем замёрзнуть. А ведь простейшее решение этой проблемы — источник бесперебойного питания, или ибп для газовых котлов. Возможно, что он продаётся в магазине через дорогу. Нужно сделать только шаг.

Зачем котлу «бесперебойник», или о целесообразности

Для нас практически всё понятно: чтобы работал котёл, нужен источник бесперебойного питания, или «бесперебойник». Но вот ведь в чём вопрос: всегда ли этот выход помогает? Нет не всегда.

Если свет отсутствует столько же, сколько присутствует, или меньше, то никакой источник резервного питания не поможет. Он попросту не будет успевать зарядиться. Есть ещё некоторые частные случаи, в которых такое устройство попросту не нужно. Но в стандартных условиях большинства домов оно порой незаменимо.

Источник бесперебойного питания (ИБП) UPS (англ. Uninterruptible Power Supply) — вторичный источник электроэнергии. Ведь для большинства потребителей ее отключение нежелательно по различным причинам.

Принцип работы ИБП основан на первоначальном накоплении электрической энергии в аккумуляторных батареях и последующей её отдаче по мере необходимости. Все процессы в таких устройствах происходят автоматически.

Важно! Надо запомнить одно правило: процесс зарядки в источниках бесперебойного питания обычно длится дольше, чем разрядка.

Для современных газовых котлов электрическая сеть необходима только для работы небольшого насоса и управления модулем автоматики. Суммарно мощность такого оборудования составляет 100-200 Вт, что эквивалентно 1-2 лампам накаливания.

Если электричество пропадает нечасто и не более, чем на 10-30 минут, то для такого котла подобрать оборудование резервного питания проще простого. И цена будет не слишком высока.

Как это работает?

Как подключаются ибп

В состав источника резервного (бесперебойного) питания входят сам блок бесперебойного питания и один или несколько аккумуляторов (АКБ) 12 Вольт. Работает это так.

В штатном режиме (питание от сети 220) идёт зарядка аккумулятора. Переменное напряжение 220 В преобразуется в 12 В и подаётся во встроенное зарядное устройство. Параллельно питание 220 В идет на электрооборудование котла непосредственно из сети. По мере полной зарядки АКБ происходит отключение. Питание продолжает поступать транзитом из сети, минуя автоматику прибора.

При отсутствии входящего тока от сети прибор начинает преобразование постоянного напряжения 12 В от батарей в переменное напряжение 220 В. Оно подаётся на вход котла и других подключенных потребителей.

Напрашивается вывод: длительность работы котла зависит от общей ёмкости аккумуляторов и мощности электрического оборудования котла.

Выбор блока бесперебойного питания для котла

В рассмотренном примере мы остановились на ИБП типа «off-line». Автоматика таких приборов включается по мере необходимости зарядки АКБ или при преобразовании постоянного тока в переменный при отключении общей сети.

В остальное время питание котла идёт по транзитной линии, минуя автоматику прибора. Поэтому выходящее напряжение в штатном режиме полностью соответствует параметрам сети. Если эти параметры не стабильны, то такими они поступают и в котёл.

Источник: https://klimat-vdome.ru/akkumulyator-dlya-gazovogo-kotla.html

Как рассчитать мощность газового котла отопления – формулы и пример расчета

Автономное отопление для частного дома удобно, доступно и очень разнообразно. Любой владелец частного дома охотно покупает газовый котел и устанавливает все необходимое, чтобы больше не зависеть от капризов погоды или сюрпризов, связанных с работой централизованных систем отопления.

Однако важно правильно выбрать оборудование. Если его мощность превышает реальные потребности строения в тепле, часть затрат на отопление будет просто выброшена на ветер.

Обратите внимание

А устройство с низкой производительностью не сможет обеспечить дом достаточным количеством тепла.

Поэтому еще на стадии проектирования автономной отопительной системы нужно найти ответ на вопрос: как рассчитать мощность газового котла?

Какие величины используются при расчетах?

Самый простой расчет мощности котла по площади выглядит так: нужно взять 1 кВт мощности на каждые 10 кв. м. Однако стоит учесть, что эти нормативы составлялись еще при Советском Союзе.

Они не учитывают современных строительных технологий, кроме того, могут оказаться несостоятельными в местности, климат которой заметно отличается от условий Москвы и Подмосковья.

Такие расчеты могут подойти для небольшого здания с утепленным чердаком, невысокими потолками, отличной теплоизоляцией, окнами, в которые вставлены двойные стеклопакеты и т.п. Увы, этим требованиям отвечают лишь немногие строения. Чтобы сделать более подробный расчет мощности котла, нужно учесть целый ряд факторов, таких как:

  • климатические условия в регионе;
  • габариты жилого помещения;
  • степень утепленности дома;
  • возможные теплопотери здания;
  • количество тепла, которое требуется для подогрева воды.

Кроме того, в домах с принудительной вентиляцией расчёт котла для отопления должен учитывать количество энергии, необходимой для обогрева воздуха. Как правило, для расчетов необходимо использовать специальный софт:

Осуществляя расчет мощности газового котла, следует добавить еще около 20% на случай непредвиденных ситуаций, таких как сильное похолодание или снижение давления газа в системе.

Стоит ли приобретать слишком мощный котел?

Современное отопительное оборудование оснащено автоматическими системами, которые позволяют регулировать расход газа. Это очень удобно, поскольку избавляет от ненужных расходов. Может показаться, что точный расчет мощности котла отопления не так уж важен, ведь можно просто купить котел с высокими показателями мощности. Но все не так просто.

Правильный подбор отопительного оборудования продлит срок его эксплуатации

Необоснованное превышение тепловой мощности оборудования может привести к:

  • повышению расходов на приобретение элементов системы;
  • снижению эффективности работы котла;
  • сбоям в работе автоматического оборудования;
  • быстрому износу комплектующих;
  • образованию конденсата в дымоходе и т. п.

Таким образом, нужно стараться «попасть» именно в ту мощность, которая подходит вашему жилищу.

Газовый котел для домов стандартной конфигурации

Рассчитать мощность газового котла для домов, созданных по типовому проекту не слишком сложно. В таких строениях высота потолка не превышает три метра. Для этого используют формулу: МК = S*УМК/10, где

  • МК – это расчетная мощность котла в кВт;
  • S – общая площадь помещения в кв.м;
  • УМК – удельная мощность котла, которая должна приходиться на каждые 10 кв. м.

Последний показатель устанавливается в зависимости от климатической зоны и составляет:

  • 0,7-0,9 кВт для южных регионов;
  • 1,0-1,2 кВт для средней полосы;
  • 1,2-1,5 кВт для подмосковных регионов;
  • 1,5-2,0 для северных регионов.

Согласно этой формуле расчетная мощность котла для дома площадью 200 кв. м., который находится в средней полосе, составит: 200Х1,1/10=22 кВт.

Обратите внимание, что эта формула показывает, как рассчитать мощность котла, который используется только для отопления дома.

Если предполагается использование двухконтурной системы, предусматривающей подогрев воды для бытовых нужд, следует увеличить мощность оборудования еще на 25%.

Как учесть высоту потолков при расчетах?

Поскольку немало частных домов возводится по индивидуальным проектам, способы расчета мощности котла, приведенные выше, не подойдут. Чтобы сделать достаточно точный расчет газового котла отопления, необходимо воспользоваться формулой: МК = Qт*Кзап, где:

  • МК – расчетная мощность котла, кВт;
  • Qт – прогнозируемые теплопотери строения, кВт;
  • Кзап – коэффициент запаса, который составляет 1,15 до 1,2, т. е. .15-20%, на которые специалисты рекомендуют увеличивать расчетную мощность котла.

Основным показателем в этой формуле являются прогнозируемые теплопотери строения. Чтобы выяснить их величину, необходимо воспользоваться еще одной формулой: Qт = V*Рt*k/860, где:

  • V — объем помещения, куб.м.;
  • Рt — разница внешней и внутренней температур в градусах Цельсия;
  • k — коэффициент рассеивания, который зависит от теплоизоляции здания.

Коэффициент рассеивания варьируется в зависимости от типа здания:

  • Для зданий без теплоизоляции, представляющих собой простые конструкции из дерева или гофрированного железа, коэффициент рассеивания составляет 3,0-4,0.
  • Для конструкций с низкой теплоизоляцией, характерной для зданий с одинарной кладкой кирпича с обычными окнами и крышей коэффициент рассеивания принимают равным 2,0-2,9.
  • Для домов со средним уровнем теплоизоляции, например строений с двойной кирпичной кладкой, стандартной крышей и малым количеством окон берут коэффициент рассеивания 1,0-1,9.
  • Для строений с повышенной теплоизоляцией, хорошо утепленным полом, крышей, стенами и окнами с двойными стеклопакетами используют коэффициент рассеивания в пределах 0,6-0,9.

Для небольших зданий с хорошей теплоизоляцией расчетная мощность отопительного оборудования может быть совсем небольшой.

Может случиться так, что на рынке просто не окажется подходящего газового котла с необходимыми характеристиками.

В этом случае следует приобрести оборудование, мощность которого будет немного выше расчетной. Системы автоматического регулирования отопления помогут сгладить разницу.

Некоторые производители позаботились об удобстве клиентов и разместили на своих интернет ресурсах специальные сервисы, позволяющие без особых проблем подсчитать необходимую мощность котла. Для этого в программу-калькулятор нужно внести такие данные, как:

  • температура, которая должна поддерживаться в помещении;
  • средняя температура за наиболее холодную неделю в году;
  • необходимость в ГВС;
  • наличие или отсутствие принудительной вентиляции;
  • количество этажей в доме;
  • высота потолков;
  • сведения о перекрытиях;
  • сведения о толщине наружных стен и материалах, из которых они выполнены;
  • информация о длине каждой стены;
  • информация о количестве окон;
  • описание типа окон: количество камер, толщина стекла и т.п;
  • размеры каждого окна.

После того, как все поля заполнены, можно будет узнать расчетную мощность котла. Варианты подробных расчетов мощности котлов различного типа наглядно представлены в таблице:

В этой таблице уже рассчитаны некоторые варианты, вы можете воспользоваться ими как заранее правильными (клик по картинке для увеличения)

Наш калькулятор для быстрого расчета

Для расчета тепловой мощности котла отопления в данном калькуляторе, достаточно ввести площадь отапливаемого помещения, выбрать необходимые параметры и нажать кнопку «Выполнить расчет».

Выше были приведены достаточно простые варианты того, как рассчитать мощность котла отопления. Следует помнить, что для строений более сложной конструкции эти способы могут быть непригодными, если:

  • в здании имеются помещения с разной высотой потолков;
  • запланировано устройство теплого пола;
  • проектируется сооружение объектов, которые потребуют дополнительного расхода тепла (бассейн, оранжерея, сауна и т. п.).

Эти моменты следует учесть еще на стадии проектирования. Максимально точный расчет мощности отопительного оборудования могут рассчитать инженеры-теплотехники. Все необходимые расчеты можно провести еще на стадии проектирования помещения.

Источник: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/kotly/kak-rasschitat-moshhnost-gazovogo-kotla.html

Время работы инвертора от аккумулятора

Изучив эту статью, вы узнаете, какие батареи лучше всего подходят для организации бесперебойного питания загородного дома, и при необходимости сможете рассчитать, сколько проработает инвертор от аккумулятора при отключении централизованной подачи, топливного генератора или других источников энергии.

Кроме этого, мы дадим советы по продлению срока автономной работы системы электроснабжения на базе преобразователей.

Тип АКБ

Для систем бесперебойного или резервного электроснабжения подойдут только батареи глубокого цикла. В отличие от стартерных (автомобильных) аналогов они способны переносить длительные зарядку и разрядку.

Изделия долговечны. Ресурса современных моделей хватает на 12 и более лет эксплуатации. Автомобильный аналог выйдет из строя после 10 разрядок.

Аккумуляторные батареи глубокого цикла бывают:

  • гелевыми (GEL), электролит представляет собой гелеобразную массу;
  • свинцово кислотными (AGM), электролит находится в порах пластин, изготовленных из тонких стеклянных волокон.

Оба вида батарей имеют свои достоинства и недостатки.

Гелевые модели отличаются более высоким КПД. Устройства можно размещать в любом положении, т. к. жидкий электролит отсутствует. Возможна даже работа инвертора от аккумулятора с поврежденным корпусом. GEL-технология была разработана для авиационной и военной промышленностей. По статистике гелевые батареи работают чуть дольше AGM-аналогов в циклическом режиме эксплуатации.

К недостаткам оборудования относят: необходимость поддержки точного тока подзарядки (гелевые батареи применяют с микропроцессорными контроллерами) и возможность разбухания и взрыва АКБ при закипании электролита.

Важно

В AGM-аккумуляторах вышеперечисленные недостатки отсутствуют. К достоинствам батарей этого типа также относят высокую стойкость к глубоким разрядам (устройства выдерживают более 600 таких циклов).

AGM-технология обеспечивает поддержание стабильно высокой силы тока при любой степени заряда батареи. Еще одно достоинство таких АКБ — низкий саморазряд. За год простоя емкость уменьшится всего лишь на 20 %.

Расчет времени автономной работы системы резервного электроснабжения

Расчет мощности инвертора потребует построения специальной таблицы. В два столбца внесите список электроприборов и потребляемую ими мощность. Получится примерно так.

Чем выше емкость АКБ или системы батарей, тем дольше проработает подключенное оборудование при отсутствии централизованного электроснабжения или доступа к другим источникам энергии.

Для расчета времени автономной работы инвертора напряжения от аккумуляторов нужно знать:

  • емкость и количество батарей;
  • мощность, потребляемую нагрузкой в течение часа.

В процессе расчетов следует учитывать тот факт, что максимальная мощность электроприборов не отражает реальную нагрузку на АКБ. Устройства включаются и выключаются. Во многих случаях потребляемая оборудованием мощность находится гораздо ниже максимального значения.

Рассмотрим пример. В данном случае к инвертору подключены:

  • электрический чайник;
  • холодильник класса А;
  • 15 энергосберегающих ламп;
  • двигатель и система управления откатных ворот;
  • котел с принудительной горелкой;
  • 4 циркуляционных насоса системы отопления;
  • скважинный насос.

Вычисляем среднечасовую норму энергопотребления приборов. Получаем следующее. 

Электрический чайник 2кВт, кипятящий воду в течении 6 мин, т.е. 1/10 часа (при условии, что он включался только оди раз за этот час) 200 Вт/ч
Холодильник А-класса 70 Вт/ч
Энергосберегающие лампы освещения (каждая по 20 Вт/ч), допустим, всего горит 15 ламп 300 Вт/ч
Ворота 1,5 кВт, время открытия и закрытия – 1 минута (2часа = 1/30 часа) 50 Вт/ч
Котел с принудительной горелкой 100 Вт/ч и 4 циркуляционных насоса отопления по 75 Вт/ч каждый 400 Вт/ч
Насос скважины 3 кВт, включается 3 раза на 2 мин в течение часа (6 мин = 1/10 часа) 300 Вт/ч
Итого в сумме: 1320 Вт/ч

Теперь рассчитаем общую емкость имеющихся аккумуляторов. Допустим, в системе 12 12-вольтовых АКБ (емкость каждой — 200 апмер-час). Получаем 12*12*200 = 28800 Ватт/ч.

Учитываем коэффициент потерь. В примере рассмотрены новые аккумуляторы. КПД максимальный – 95 %. Получаем 2800*0,95=27360 Вт/ч.

Теперь разделим это значение на среднечасовую нагрузку и в итоге получим время работы инвертора от аккумулятора. 27360/1320 = 20,7 ч. Округлим результат в меньшую сторону. Получилось, что ресурса системы батарей хватит на 20 часов автономной работы подключенного оборудования.

В данном примере мы рассмотрели типовой (теоретический) расчет. На время автономной работы устройств влияет множество разных факторов. Среди них:

  • возраст и степень заряда аккумуляторных батарей;
  • температура окружающей среды;
  • реальный режим эксплуатации подключенной техники;
  • и др.

Как продлить время автономной работы нагрузки

  • Устанавливайте не лампы накаливания, а энергосберегающие аналоги.
  • Вместо верхнего освещения подключите к инвертору розетки торшеров и пользуйтесь ими исключительно при необходимости.

  • Не добавляйте в систему «лишнее» постоянно работающее оборудование. Пример — циркуляционные насосы теплых полов.
  • Используйте альтернативные источники энергии.

    Солнечные панели и ветрогенераторы значительно продлевают время автономного электроснабжения.

23 января 2017

Источник: http://www.VEGA-volt.ru/view/vremja-raboty-invertora/

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector