UPS pro plynové kotle vytápění: jak vybrat, TOP 12 nejlepších modelů, rady pro údržbu

Při instalaci topného kotle s čerpadlem a elektronickým ovládáním se doporučuje okamžitě pořídit zdroj nepřerušitelného napájení (UPS). Toto zařízení umožní nadále vytápět místnosti i při výpadku elektřiny. Ne každé zařízení však dokáže zajistit dlouhodobý provoz zařízení.

Poradíme Vám, jak správně vybrat UPS pro plynové kotle. V námi navrženém článku jsou podrobně popsány prakticky používané typy a také uveden žebříček nejlepších modelů záložních zdrojů. S ohledem na naše doporučení nebude výběr a provoz zařízení, ani celého topného systému, představovat sebemenší problém.

Nutnost UPS pro topné kotle

Většina moderních plynových kotlů vyžaduje trvalé připojení ke zdroji elektrické energie. Ze sítě pracuje oběhové čerpadlo, řídicí jednotka, systém zapalování, nucené větrání.

Pokročilí uživatelé topného zařízení instalují GMS moduly, které umožňují dálkové ovládání systémů. Při výpadku elektřiny se činnost všech uvedených zařízení zastaví a vytápěná místnost začne chladnout.

Je jednodušší nainstalovat UPS a předejít vznícení elektronických součástí plynového kotle v důsledku přetížení, než platit za následky rozsáhlého požáru

Elektronické součásti plynových kotlů jsou také citlivé na parametry napětí. Velká délka elektrických sítí ve venkovských domech často vede k poklesu napětí v síti a také ke zhoršení frekvenčních charakteristik proudu. V důsledku toho může kotel pracovat s přerušeními nebo se vůbec nezapnout.

Všechny elektrické problémy se řeší instalací UPS, přičemž některé modely dokážou nejen zajistit záložní napájení zařízení, ale také upravit nedostatky napětí a frekvence.

Automatická stabilizace napětí pomocí nepřerušitelného zdroje (UPS) umožňuje snížit zatížení elektrických měničů desky plynového kotle a prodloužit jejich životnost.

Výhody instalace nepřerušitelného zdroje pro plynový kotel zahrnují:

1. Ochrana před výkyvy napětí. Cena UPS je několikanásobně nižší než cena nové elektronické desky pro kotel.
2. Jednoduchá montáž, která nevyžaduje speciální dovednosti.
3. Automatická kontrola elektrických parametrů sítě.
4. Životnost až 5-7 let.
5. Není potřeba servisní údržby.
6. Tichý provoz.

Při silných mrazech může zastavení topného zařízení i na několik hodin vést k prasknutí trubek umístěných blízko ulice. Proto zajištění nepřetržitého provozu kotle pomocí UPS není rozmar, ale racionální řešení pro úsporu času a peněz.

Princip činnosti záložního zdroje

Hlavním úkolem UPS je dodávat do sítě napětí s dostatečným výkonem při výpadku proudu. Přepnutí na napájení z akumulátorových baterií (AKB) musí proběhnout během zlomků sekundy, aby se připojené zařízení nestihlo vypnout.

UPS také dokážou stabilizovat napětí, usměrňovat sinusoidu a udržovat frekvenci proudu v normě. Ale ne všechny modely mají tyto dodatečné funkce.

Při výběru UPS pro topný systém lze vzít výkonnější zařízení, aby bylo možné v případě potřeby k němu připojit další spotřebiče.

Konstrukce UPS není jednotná.

V maximální výbavě se UPS skládá z následujících prvků:

• tělo;
• akumulátorová baterie;
• měniče proudu a napětí (invertory, usměrňovače apod.);
• přepínač;
• řídicí mikročip.

Pro provoz připojeného zařízení jsou důležité následující parametry UPS:

1. Typ křivky výstupního napětí: aproximovaná nebo klasická sinusoida. První varianta je méně vhodná, protože je pro většinu elektronických zařízení neobvyklá a vede k jejich zvýšenému opotřebení.
2. Příkon. Motory čerpadla a ventilátoru mají vysoké startovací proudy, proto musí maximální výkon UPS alespoň 2× překračovat úroveň spotřeby elektřiny kotlem.
3. Rychlost přepnutí na záložní zdroj napájení. Čím je vyšší, tím lépe pro připojené zařízení.
4. Elektrická kapacita. Na ní závisí doba autonomního provozu celého topného systému. Pro zvýšení kapacity lze k UPS připojit další externí akumulátory.
5. Životnost. Záleží na režimu provozu a vnitřní struktuře baterií.
6. Rozsah vstupních parametrů sítě, které umožňují UPS vydávat přijatelné napětí, frekvenci a sinusoidu bez přepnutí na AKB.
7. Přítomnost uzemnění („průchozí“ nuly).

V autonomním režimu jsou UPS schopny vydávat 2 typy sinusoidy:

• hladkou;
• aproximovanou.

Hladká sinusoida je přijatelnější a vždy zaručuje normální provoz připojeného zařízení.

Uvedené doby provozu zařízení na UPS jsou orientační. Přesný čas lze zjistit testováním konkrétní sady zařízení.

Cena UPS přímo závisí na kapacitě baterií, dodatečných funkcích a také na souladu výstupních parametrů proudu a napětí s normativními hodnotami. I ta nejlevnější UPS je však lepší než její úplná absence.

Druhy zdrojů nepřerušitelného napájení

Výrobci UPS vyrábějí zařízení pro jakýkoli finanční rozpočet, ale čím je dražší, tím vyšší je jeho funkčnost a doba autonomního provozu.

UPS podle principu činnosti lze rozdělit do tří hlavních kategorií: kontinuální (on-line typ), lineárně-interaktivní a záložní (off-line typ). Každý typ UPS bude podrobněji popsán dále.

Varianta č. 1: rezervní

Při přítomnosti elektrické energie v síti plní záložní nebo off-line UPS roli prostředníka, přenášejíc napětí a proud se stejnými charakteristikami, jaké jsou na vstupu do zařízení.

Teprve při výpadku elektřiny nebo při překročení jejích parametrů mimo naprogramovaný rozsah přepne UPS připojené zařízení na napájení z baterie.

Ovládací prvky levných záložních UPS jsou obvykle omezeny na jedno tlačítko, jehož různými kombinacemi stisků lze regulovat provoz zařízení.

Záložní UPS jsou obvykle vybaveny bateriemi o kapacitě 5-10 Ah, což stačí pro nepřetržitý provoz kotle po dobu 10-30 minut. Jejich hlavními funkcemi jsou zabránění okamžitému zastavení topného zařízení a poskytnutí času pro jeho správné ruční zastavení.

Výhody off-line UPS jsou:

1. Absence hluku.
2. Vysoká účinnost při napájení ze sítě.
3. Nízká cena.

Nevýhody off-line UPS:

1. Doba přepnutí na baterii je 4-12 ms.
2. Nemožnost úpravy charakteristik napětí a proudu.
3. Provoz z benzínového generátoru je pro kotel nebezpečný, protože parametry sinusoidy nejsou dodrženy.
4. Malá kapacita baterie.

Mnoho modelů záložních UPS umožňuje instalaci externích baterií, díky nimž lze prodloužit dobu jejich autonomního provozu. Ale i s výkonnou baterií zůstanou pouze přepínači napájení kotle ze síťového na autonomní.

Varianta č. 2: lineárně-interaktivní

UPS lineárně-interaktivního typu jsou pokročilejší než záložní. Kromě baterie mají tato zařízení stabilizátory napětí, což jim umožňuje zajistit na výstupu 220 V.

Dražší modely jsou schopny analyzovat tvar sinusoidy a přepnout napájení na baterie při zkreslení větším než 5-10%. Takové UPS nejsou schopny korigovat tvar sinusoidy při napájení ze sítě.

Ovládání line-interaktivní UPS je složitější. Obvykle umožňuje nastavit hranice rozsahu vstupního napětí a nastavit časové zpoždění zapnutí připojeného zařízení.

Line-interaktivní modely s velkým výstupním výkonem jsou často instalovány na vstupu elektroinstalace do domu. Obvykle se k nim připojují kapacitní externí baterie.

Výhody line-interaktivních UPS jsou následující:

1. Malý interval přepnutí do autonomního režimu – 2-10 ms, což se prakticky neprojeví na provozu připojeného zařízení.
2. Vysoká účinnost při napájení ze sítě.
3. Možnost stabilizace napětí i bez baterie.

Nevýhody line-interaktivních záložních zdrojů:

1. Neschopnost ovlivnit tvar sinusoidy při napájení ze sítě.
2. Kapacita je omezena na 5 kVA.
3. Absence korekce frekvence proudu.

Line-interaktivní UPS se kupují častěji než záložní, protože jsou navíc vybaveny stabilizátorem napětí, který umožňuje topnému zařízení pracovat správněji.

Varianta č. 3: nepřerušované (online)

Výstupní parametry elektrické sítě u kontinuálních (on-line) záložních zdrojů nezávisí na jejich vstupních charakteristikách. Připojené zařízení je vždy napájeno z baterie, bez ohledu na přítomnost napětí na vstupu. Toho je dosaženo dvoustupňovou konverzí elektrické energie.

Nejprve je vstupní napětí sníženo, střídavý proud je usměrněn a elektrická energie je použita k dobíjení baterie.

Kontinuální UPS mají nákladné vícekomponentní schéma, které se ekonomicky vyplatí pouze při vysokém výkonu připojeného zařízení a odpovídající kapacitě baterií.

Při dodávce elektřiny probíhá opačný proces. Elektrická energie je odebírána z kontaktů baterie, proud je přeměněn na střídavý, napětí je zvýšeno a přivedeno na výstup záložního zdroje.

V důsledku toho připojené zařízení pracuje v plně autonomním režimu se stabilními elektrickými parametry. Nebojí se napěťových rázů, zkreslení sinusoidy ani úderů blesku. Vnější faktory mohou poškodit UPS, ale ne připojený plynový ohřívač nebo stojací kotel.

Výhody kontinuálních záložních zdrojů:

1. Při výpadku elektřiny není napájení připojených zařízení přerušeno.
2. Stabilní parametry napětí a frekvence, správná sinusoida, což je zvláště důležité při připojení plynového kotle.
3. Ochrana proti neočekávanému zvýšení napětí.
4. Bezproblémové připojení k benzínovému generátoru pro doplnění nabití.
5. Možnost korekce výstupního napětí.

Hlavní nevýhody on-line záložních zdrojů:

1. Zvýšený hluk a tepelné vyzařování při provozu ventilátoru.
2. Nízká účinnost (80-94%)
3. Cena nepřetržitých záložních zdrojů převyšuje cenu lineárně-interaktivních modelů dvakrát až třikrát.

Výhody UPS typu on-line jsou zřejmé. Tyto záložní zdroje jsou poměrně drahé, ale poskytují maximální možnou elektrickou ochranu plynového kotle. Při připojení k nim s velkokapacitní baterií se nemusíte obávat normálního provozu topného zařízení ani při výpadku elektřiny.

Pravidla výběru záložního zdroje

Citlivost elektroniky plynových kotlů nedovoluje šetřit na spolehlivosti a funkčnosti záložních zdrojů. Výběr UPS pro topný kotel je poměrně složitý kvůli rozmanitosti technických parametrů a mnoha výrobců zařízení.

Existuje však řada charakteristik záložních zdrojů, které je třeba zvážit především:

1. Doba nepřetržitého provozu v autonomním režimu.
2. Zdánlivý a činný výkon.
3. Charakter sinusoidy na výstupu.
4. Hranice pracovních napěťových rozsahů.
5. Možnost připojení externích baterií.

Doba nepřetržitého provozu UPS v autonomním režimu přímo závisí na kapacitě baterie. Pokud si nejste jisti, že vestavěné zdroje budou dostačující, lze zakoupit UPS s možností připojení dalších baterií.

Kapacitu systému nepřerušitelného napájení lze vždy zvýšit zakoupením nových baterií. Při tom je vhodné vybírat identické baterie.

V technických parametrech záložních zdrojů jsou uvedeny hodnoty zdánlivého a činného výkonu. Je vhodné, aby druhý parametr byl dvakrát vyšší než celkový lineární výkon topného zařízení. To umožní UPS bez negativních následků snášet startovací proudy motorů čerpadla a ventilátoru.

Hodnoty mezních rozsahů provozního napětí jsou obzvláště důležité pro venkovské domy. Ve večerních hodinách na vedeních vzdálených od transformátoru může klesnout až na 160-170 V. UPS bude neustále přepínat napájení na baterii, proto je lepší pořídit záložní zdroj s vestavěným stabilizátorem a nízkým prahem provozního napětí.

Aproximovaná (1) a čistá (2) sinusoida. Veškeré elektronické zařízení plynového kotle je navrženo pro provoz na čisté sinusoidě, proto její aproximovaný typ může narušit funkci jednotlivých komponent.

Aproximovaná sinusoida negativně ovlivňuje provoz elektromotorů: hučí, klesá výkon.

Mikročip plynového kotle může také pracovat nestabilně, což může způsobit samovolné zapínání nebo vypínání zařízení. Proto je pro napájení topných systémů vhodné zakoupit UPS s plynulou sinusoidou, která nebude vytvářet problémy.

UPS mají řadu dalších technických parametrů, ale jejich hodnoty nejsou pro provoz plynového kotle tak kritické.

Typy akumulátorových baterií

Pro UPS se vyrábějí výhradně olověné akumulátory (SLA), které jsou těžší a větší než lithiové, ale výrazně levnější. V UPS se používají hermeticky uzavřené baterie, které jsou bezpečné a nevyžadují servisní údržbu.

Těsnost olověných akumulátorů může být klamná, proto není vhodné pokoušet osud a otáčet zařízení na bok nebo dnem vzhůru.

V prodeji lze nalézt akumulátory pro UPS dvou typů:

• gelové (GEL);
• sklolaminátové (AGM).

Do elektrolytu gelových akumulátorů jsou přidány sloučeniny křemíku, díky čemuž je velmi hustý. V důsledku toho se obsah baterie nevylévá při třesení a nevytéká při převrácení zařízení.

Kyslík a vodík uvolňované během provozu jsou absorbovány gelem a pomalu spolu reagují za vzniku vody. Tím je zajištěna úplná bezpečnost akumulátorů.

Gelový akumulátor uvnitř nemá kapalinu v obvyklém smyslu. Skládá se z několika nezávislých nádob, uvnitř kterých jsou umístěny syntetické elektrody potažené viskózní látkou.

Vnitřní prostor v bateriích AGM je vyplněn porézními sklolaminátovými rohožemi, které také přispívají ke zpomalení reakce kyslíku a vodíku. Nevýhodou těchto baterií je kapalný elektrolyt, který může přesto vytéci při poškození akumulátoru nebo při jeho převrácení dnem vzhůru.

Při mechanickém poškození sklolaminátového akumulátoru je přísně zakázáno sbírat hadrem vytékající kapalinu. Je to silná kyselina, která může popálit kůži.

Kvůli větší bezpečnosti jsou gelové akumulátory dražší než sklolaminátové o 10–20 % při podobné kapacitě. Ale pokud bude UPS pro topné zařízení klidně stát na podlaze, pak nemá smysl připlácet peníze.

U mnoha UPS je umožněno připojení externích akumulátorů. Při paralelním použití více akumulátorů je důležité, aby měly stejné technické parametry. To umožní akumulátorům rovnoměrně se vybíjet a nabíjet a prodlouží životnost každého z nich.

Rady pro provoz UPS

Instalace UPS je poměrně jednoduchá – stačí si přečíst návod a připojit všechna externí zařízení podle popsaného schématu.

Účinnost výkonných UPS se snižuje kvůli neustálému chodu ventilátoru, který zajišťuje chlazení vnitřních měničů proudu a baterií.

Provoz UPS je jednoduchý a nevyžaduje zásah člověka.

Existují však v návodech nepopsané nuance provozu, se kterými je nutné se seznámit:

1. Nesmí se umisťovat UPS a externí akumulátory blízko sebe a zdrojů tepla. Optimální teplota pro provoz tohoto zařízení je 20–25 °C.
2. Místnost s UPS nesmí být vlhká, zvláště nebezpečná je tvorba vodního kondenzátu.
3. Je nežádoucí používat na výstupu UPS síťové filtry a třícestné rozbočky.
4. Pokud konstrukce UPS počítá s uzemněním skříně, je nutné ho zajistit.
5. UPS musí být po uvedení do provozu trvale připojena k síti.

Dodržování těchto jednoduchých pravidel prodlouží životnost UPS a ochrání dům před požárem a zkratem.

Závěry a užitečné video k tématu

Předložená videa pomohou lépe pochopit princip fungování různých UPS a posoudit účinnost jejich provozu.

Video #1. Metodika výběru UPS pro topný systém:

Video #2. Připojení a testování UPS:

Video #3. Přehled různých typů UPS:

Připojení topného zařízení přes UPS je diktováno ekonomickou výhodností. V případě extrémního přetížení sítě právě UPS vezme hlavní úder a ochrání dražší plynový kotel před poruchou.

V rozpočtu montáže topného systému je vždy nutné zohlednit cenu UPS a přiložených akumulátorů.

Pište prosím komentáře do bloku pod textem článku. Ptejte se na sporné body, umísťujte fotografie zakoupeného zařízení nebo kroků jeho instalace. Podělte se s návštěvníky webu užitečnými informacemi, které se hodí při montáži a provozu UPS.