ИБП для газового котла: инвертор или зарядная станция
- Что в газовом котле останавливается вместе со светом
- Инвертор с аккумулятором и зарядная станция на одном поле
- Почему от сети котёл горит, а от батареи «не видит пламя»
- Переходник для EcoFlow: что внутри и где опасность
- От ватт котла до ампер-часов
- Свинец или литий-железо-фосфат под котёл
- Где ставить и как проверить до морозов
- Когда деньги лучше потратить на другое
Резервное питание газовому котлу нужно не для тепла, а для автоматики. Газ горит и без электричества, но насос, вентилятор турбины, плата управления и контроль пламени без 230 В останавливают котёл за несколько секунд, даже когда давление газа в трубе нормальное. Настенный котёл со встроенным насосом по паспортам производителей потребляет примерно 60-130 Вт: это меньше, чем одна лампа накаливания на 150 Вт. Поэтому ИБП для котла не обязан быть большим. Но он должен быть правильным: от этого зависит, «увидит» ли котёл вообще пламя в режиме батареи.
Что в газовом котле останавливается вместе со светом
Цифра в названии котла, 24 или 28 кВт, означает тепловую мощность, то есть сколько тепла даёт сгорание газа. К розетке она отношения не имеет. Например, в технической документации Viessmann Vitodens 050-W на 24 кВт электрическое потребление составляет 56-72 Вт, у более мощных модификаций до 33 кВт 90-110 Вт. Котлы BAXI серии ECO Four по каталогу производителя берут 80-130 Вт.
Разброс объясняется конструкцией. Конденсационный котёл с модулируемым насосом потребляет меньше, турбированный с нерегулируемым насосом больше. Если в системе стоит ещё и внешний циркуляционный насос, к котлу добавляется его потребление: классический трёхскоростной Grundfos UPS 25-60 берёт 50-60 Вт, современный энергоэффективный до 30-35 Вт. Цифры 180-250 Вт из интернета обычно описывают именно такую связку.
Есть котлы, которым всё это не нужно. Атмосферные напольные и парапетные модели с термопарой работают без электричества, если система имеет естественную циркуляцию. Для них резервное питание лишнее, и дальше речь о энергозависимых настенных котлах.
Инвертор с аккумулятором и зарядная станция на одном поле
Под котёл обычно рассматривают два решения: инвертор для котла с внешней батареей или портативную зарядную станцию с режимом бесперебойного питания. Компьютерный ИБП добавлен в сравнение для контраста, потому что его часто покупают «на первое время».
| Вариант | Переход на АКБ | Наращивание | Заряд между откл. | Риск для котла |
|---|---|---|---|---|
| Инвертор + свинец (AGM, GEL) | несколько мс | докупить АКБ | медленный (0,2C) | недозаряд ежедневно |
| Инвертор + LiFePO4 | несколько мс | АКБ с BMS | быстрый (до 1C) | профиль заряда, мороз |
| Станция UPS/EPS | 20-30 мс | лишь с доп. батареями | быстрый | нет N-PE: ошибка пламени |
| Компьютерный ИБП | аппрокс. синус | встроенная, малая | неважно | гудение насоса, авария платы |
Компьютерный ИБП рассчитан на минуты, чтобы сохранить файлы, а его ступенчатое напряжение греет двигатель насоса и сбивает плату котла. Поэтому первым требованием в любом варианте остаётся инвертор с чистой синусоидой.
Время перехода на батарею
Инструкции EcoFlow к станциям DELTA 2 и DELTA Pro прямо указывают, что переход в режим EPS происходит в пределах 30 мс и что «нулевого» переключения станция не поддерживает. В даташите Bluetti AC180P значится до 20 мс. Бытовые инверторы с функцией ИБП в паспортах обычно дают несколько миллисекунд. Большинство котлов переносит и 20-30 мс, но не все: если плата успевает перезагрузиться, котёл делает продувку и новый цикл розжига. Проверяется это тестом, о котором ниже.
Ёмкость, которую можно нарастить
К инвертору батареи докупают по мере потребности. Станция имеет фиксированную ёмкость, и расширить её можно лишь у тех моделей, для которых производитель выпускает дополнительные батареи. Зато станция компактна и переезжает вместе с владельцем. Полный выбор обоих классов техники есть в разделах инверторов и зарядных станций.
Почему от сети котёл горит, а от батареи «не видит пламя»
Большинство современных котлов контролирует пламя ионизационным электродом. Плата подаёт на электрод переменное напряжение от фазы, пламя проводит и частично выпрямляет ток, а тот возвращается через заземлённую горелку. Ток здесь ничтожный, микроамперы: в паспорте автоматов розжига Honeywell S4565 порог обнаружения пламени составляет 0,9 мкА для фазозависимых версий и 0,5 мкА для фазонезависимых. Если ток ниже, плата считает, что пламя погасло, и перекрывает газ.
От сети эта схема работает, потому что нейтраль на подстанции соединена с землёй. На выходе автономного инвертора или станции такого соединения нет: оба провода «плавают» относительно земли, и опорного потенциала для тока ионизации нет. В результате котёл получает полноценные 230 В, запускает вентилятор, поджигает газ и за секунду-две уходит в аварию. Справочник Victron по заземлению добавляет ещё одну деталь: без соединения нейтрали с землёй УЗО на таком выходе не обнаружит утечки, и кнопка «Тест» ничего не покажет.
Совет «переверните вилку» помогает частично: от сети в режиме bypass разворот действительно возвращает фазу на нужный контакт, а в автономном режиме ничего не меняет, потому что не хватает не фазы, а связи с землёй.
Ситуация, которую мы видим каждый сезон: владелец покупает станцию на киловатт-час, проверяет от сети, всё работает, а при первом же отключении котёл показывает ошибку пламени. Станция исправна, котёл тоже. Просто для фазозависимой автоматики в режиме батареи не хватает именно земли.
Переходник для EcoFlow: что внутри и где опасность
«Адаптер для подключения котла к EcoFlow», который продают в интернете, по сути является перемычкой между нейтралью и защитной землёй. Самая распространённая самодельная схема выглядит так: вторая вилка включается в сетевую розетку, а её нулевой контакт соединяется с землёй выхода станции. Проблема в той же неполяризованной розетке. Вставьте вилку другой стороной, и на землю, а значит на корпус котла и трубопроводы, попадёт фаза сети.
Вторая ловушка касается режима bypass. Пока сеть есть, станция пропускает её на свой выход через реле, и полярность на выходе тогда задаёт входная вилка самой станции. Если на выходе уже стоит мостик N-PE, а входную вилку вставили «не той» стороной, фаза сети соединяется с землёй. В лучшем случае выбивает УЗО.
Правильные варианты другие:
- стационарное подключение через щит или АВР, где соединение нейтрали с землёй в автономном режиме выполняет электрик;
- инвертор-зарядник со встроенным реле земли, которое само соединяет N и PE при переходе на батарею (так устроены, например, инверторы Victron);
- котёл с фазонезависимой автоматикой, которому достаточно любой полярности;
- для владельцев станций: прежде чем что-то менять, проверить в инструкции своей модели, как производитель советует питать устройства с заземлением.
От ватт котла до ампер-часов
Мощность инвертора
Суммируйте всё, что будет питаться от источника: котёл, внешние насосы, роутер и, если нужно, свет в котельной. К сумме добавьте около 30%: насос и вентилятор на старте берут больше номинала. Смотрите именно на ватты. У бытовых инверторов паспортная мощность в вольт-амперах и реальная в ваттах различаются: соотношение обычно 0,6-0,7, то есть модель «1000 ВА» выдаёт 600-700 Вт. Брать инвертор с большим запасом тоже не стоит, потому что он сам потребляет больше энергии и требует более ёмкую батарею.
Если от того же инвертора работает скважинный насос, его мощность умножают на два-три из-за пускового тока двигателя или питают насос отдельно.
Сколько часов продержится котёл
Время работы считают так: ёмкость батареи в ампер-часах × напряжение × КПД инвертора ÷ нагрузка в ваттах. КПД при малой нагрузке закладывайте 0,75-0,85, потому что собственное потребление инвертора на фоне 100 Вт котла составляет заметную долю.
Пример: AGM 12 В на 100 А·ч и котёл на 100 Вт. 100 × 12 × 0,8 ÷ 100 ≈ 9,6 часа до полного разряда. Но полностью разряжать свинцовую батарею нельзя, если хотите, чтобы она прожила несколько сезонов. При разряде до половины выходит около 4,5-5 часов. LiFePO4 12,8 В той же ёмкости с разрядом до 80% даст примерно 8 часов. В паузах между розжигами котёл потребляет меньше, так что реальное время может быть дольше; точнее покажет бытовой ваттметр за сутки работы.
Заряд между отключениями
Эта часть расчёта чаще всего решает выбор батареи. По паспортам Victron свинцовые AGM и GEL рекомендовано заряжать током до 0,2C, то есть не более 20 А для батареи на 100 А·ч. Встроенный зарядник бытового инвертора даёт 10-20 А. Чтобы вернуть 50 А·ч током 10 А, нужно минимум пять часов, и это без учёта медленного дозаряда в конце. При графике «четыре часа есть, четыре нет» свинцовая батарея не успевает зарядиться и каждый день стартует с более низкого уровня. LiFePO4 принимает ток до 1C, и там, где зарядник это позволяет, за те же четыре часа она восстанавливается полностью.
Свинец или литий-железо-фосфат под котёл
Если спрашивать, какой аккумулятор лучше для газового котла, ответ зависит от графика отключений и от того, где будет стоять батарея. Паспортные данные производителей такие:
- AGM глубокого цикла: около 400 циклов при разряде на 80% и около 600 при 50% (Victron);
- GEL: около 500 и 750 циклов при тех же условиях;
- LiFePO4 12,8 В: 2500 циклов при 80% и 5000 при 50%, заряд разрешён лишь от +5 °C (Victron); станции на LiFePO4 обещают 2500-3500 циклов до 80% ёмкости;
- автомобильная стартерная батарея: по данным Battery University лишь 100-120 циклов при разряде на половину, поэтому под котёл её не ставят вовсе.
AGM хватит, если отключения редкие и между ними есть сутки на зарядку, а также если батарею берут с запасом, чтобы обычное отключение забирало не более половины ёмкости.
LiFePO4 оправдана, когда отключения ежедневные по графику, когда батарею ставят в жилом помещении, где свинцу не место, когда важен вес и когда инвертор имеет профиль заряда для этой химии. Без такого профиля и без BMS литиевую батарею к инвертору не подключают.
Где ставить и как проверить до морозов
Батарею и станцию держите в отапливаемом помещении. LiFePO4 не заряжается на морозе: у станций EcoFlow и Bluetti заряд разрешён от 0 °C, у батарей Victron от +5 °C. Свинец на холоде теряет доступную ёмкость. Свинцовые батареи при перезаряде выделяют газ через клапаны, поэтому их не запирают в герметичном шкафу и не ставят вплотную к газовому котлу.
Перед сезоном стоит пройти короткую проверку:
- Включите котёл на отопление и дождитесь стабильного горения.
- Выключите входной автомат, который питает инвертор или станцию, и наблюдайте за котлом минуту-две.
- Если появился код ошибки пламени, запишите его и сверьте с инструкцией котла: почти всегда это вопрос нейтрали и земли, а не мощности.
- Верните питание и убедитесь, что котёл не остановился при обратном переключении.
Когда деньги лучше потратить на другое
Электрическому котлу на 6-28 кВт бытовой ИБП тепла не даст, он способен удержать разве что автоматику и насос. Если света нет сутки и дольше, батарея под такое время с котлом и насосом стоит дороже генератора с автоматическим запуском, установленного вне жилья, и небольшого ИБП как буфера на момент переключения. У твердотопливного котла насос нельзя останавливать, пока горит топливо, так что резервное питание там защищает от закипания и считается отдельно.
Если котёл всё равно придётся менять, посмотрите в паспорте новой модели электрическое потребление и тип автоматики. Фазонезависимый котёл с низким потреблением упростит выбор резервного питания. Модели есть в разделе газовых котлов.
Если отключения короткие и по графику, а котёл фазозависимый, берите инвертор с чистой синусоидой, реле земли или стационарным подключением через щит и батарею LiFePO4 или AGM с запасом. Если станция уже стоит дома, сначала сделайте тест выключением автомата, а соединение нейтрали с землёй поручите электрику, без самодельных переходников. Если котёл продержался от станции всю проверку без единой ошибки, покупать ничего не нужно. Готовые источники бесперебойного питания собраны в отдельном разделе каталога.
