Калькулятор расчета мощности стабилизатора напряжения для газового котла

Шаг №1 – Какие типы стабилизаторов подходят для котлов

Какой стабилизатор напряжения выбрать для газового котла?

Теоретически для котла отопления можно использовать любой из бытовых стабилизаторов напряжения подходящей мощности. Года 2-3 назад чаще всего так и приходилось делать. Ставились электромеханические стабилизаторы, которые должны были обеспечить сохранность котлов.

Преимущества:

плавная регулировка при помощи сервопривода;
более точное, на тот момент, напряжение на выходе.

Но у них был большой минус:

медленная скорость выравнивания напряжения.

Из-за этого сильно страдала электроника более новых газовых котлов, которая очень чувствительна к изменениям напряжения и импульсным помехам.

Другим вариантом было поставить вместо электромеханики более быстрые релейные стабилизаторы. Преимущества:

высокая скорость срабатывания на изменения напряжения – менее 10 мс (миллисекунд);
более широкий диапазон входных напряжений (105…265В);
настенное исполнение, что гораздо удобнее.

Для сравнения возьмем электромеханический и релейный стабилизатор самой популярной мощности, на 1000 ВА (вольт-ампер):

	Энергия СНВТ-1000/1 Hybrid	Voltron РСН-1000
Мощность:	1 кВA (0.7…1 кВт)	1 кВA (0.7…1 кВт)
Тип:	электро-механический	релейный
Скорость срабатывания:	500 – 1500 мс	10 мс (миллисекунд)

magazin energia ru

Разница в скорости срабатывания колоссальная, но обычные бытовые релейники не разрабатывались под эксплуатацию с газовыми котлами, а поэтому имеют ощутимый минус:

низкая точность напряжения на выходе (220 ± 10%).

В результате получали ситуацию, когда на колебания электросети в диапазоне от 198…242В обычные бытовые релейники попросту никак не реагировали.

Если для старых котлов это было не так критично, то для современных моделей популярных производителей (Vaillant, Baxi, Viessmann, Protherm, Ariston, Buderus, Beretta, Ferroli) такое бездействие приводило к замене платы.

Стало ясно, что стабилизаторы бытового назначения не подходят для эксплуатации с современными газовыми котлами. Нужен аппарат, который был бы лишен недостатков двух предыдущих вариантов и должен:

быстро реагировать на изменения в электросети;
иметь маленькую погрешность напряжения на выходе.

Дополнительными требованиями можно назвать:

приятный внешний вид (аппарат будет размещаться возле котла и невзрачная грубая коробка сильно бы испортила интерьер);
настенное исполнение (наличие крепления на стену более удобно и экономит место).

Так на российский рынок была выпущена специализированная линейка стабилизаторов напряжения “Энергия АРС”, при разработке которой ориентировались на эти требования.

Энергия АРС-1000 (1 кВA (0.7..1 кВт))

После доработок и первого года производства на сегодня имеем такие окончательные характеристики аппаратов данной серии:

скорость срабатывания – 10 мс (миллисекунд);
точность регулировки – 220 ± 4%;
универсальное крепление – можно как повесить на стенку так и поставить на маленькие ножки;
диапазон входных напряжений – 120…276В;
маленькие размеры (высота: 35.5 см, ширина: 20.5 см, глубина: 10 см) и масса 3 – 5 кг;
защита котла от импульсных помех;
полностью металлический корпус — повышенная безопасность;
защита от неправильного подключения (необходима для фазозависимых котлов);
имеет приятный белый цвет корпуса;
простое подключение котла через вилку и розетку.

Сравнивая с бытовыми стабилизаторами получаем такие цифры:

	Энергия СНВТ-1000/1 Hybrid	Энергия АРС-1000
Мощность:	1 кВA (0.7…1 кВт)	1 кВA (0.7…1 кВт)
Тип:	электро-механический	релейный
Точность регулировки:	220В ± 3%	220В ± 4%
Скорость срабатывания:	500 – 1500 мс	10 мс (миллисекунд)

Как видим, у Энергия АРС напряжение на выходе фиксируется на уровне как у самых точных стабилизаторов на рынке – электромеханических. Скорость же срабатывания несравнимо выше.

Единственное, диапазон входных напряжений по низу не такой широкий, как у Voltron РСН:

	Voltron РСН-1000	Энергия АРС-1000
Мощность:	1 кВA (0.7…1 кВт)	1 кВA (0.7…1 кВт)
Напряжение входа:	105…265 В	120…276 В

В целом, серия получилась вполне достойной, по крайней мере котлы получили современную защиту электроники от скачков напряжения и импульсных помех. Да и погрешность на выходе минимальная, на уровне самых точных аппаратов на сегодняшний день. А значит, не придется каждые полгода менять сгоревшие платы в котлах, как в случае со стабилизаторами общего назначения.

Первое правило:

Для современных газовых котлов лучше подключать специализированные стабилизаторы напряжения. Для более старых моделей подойдет и обычный бытовой стабилизатор.

Устройство и принцип работы

Основной критерий выбора стабилизатора – это его тип, от этого зависит принцип работы и характеристики устройства, его надежность, возможность установки в котельной, шумность и стоимость.

Релейные

Самые простые и недорогие приборы. Основной элемент в них – трансформатор, на первичную обмотку которого подается входящее питание. Вторичная обмотка имеет от 5 до нескольких десятков контуров (от их количества зависит точность стабилизации). В зависимости от входного напряжения, прибор автоматически переключает питание на контур вторичной обмотки, которая выдаст напряжение, максимально приближенное к 220 В.

Роль переключателя выполняют реле (электромеханические переключатели), заключенные в герметичный корпус, исключающий открытое искрение. Релейные стабилизаторы имеют отличную скорость реакции, устойчивы к перегрузкам, имеют широкий диапазон входящего напряжения, в виду простоты конструкции – износоустойчивы и долговечны, не требующие внимания и замены рабочих элементов.

Однако даже при наличии более 10 контуров вторичной обмотки, для них характерны большие отклонения, в пределах 7-10%, что в случае с газовыми котлами не является критичным, ведь даже уязвимые модели спокойно переносят отклонения напряжения до 10-15% от 220 В.

Электромеханические

Также называют сервоприводные или «латерные» (работающие по принципу ЛАТРа), для газового котла отопления они не подходят. Дело в том, что переключение в них происходит «в открытую», без изоляции: трансформатор торообразной формы имеет множество витков, в центре расположен сервопривод, вращающий токосъемник по кольцевому коллектору, изменяя количество витков вторичной обмотки трансформатора, а значит и напряжение на выходе. При открытом контакте токосъемных щеток с витками обмотки часто происходит искрение, поэтому, например, при утечке газа, работа прибора может привести ко взрыву.

Несмотря на множество преимуществ электромеханических стабилизаторов, устанавливать их в одном помещении с газовым котлом небезопасно. Единственный вариант – вынести прибор в другое помещение.

Электронные

Также называют симисторными или тиристорными, в роли ключей для переключения в них используются симисторы или тиристоры. В случае с использованием реле – их количество упирается в габариты прибора, невозможно в компактном корпусе установить большое количество реле, в то время как компактных симисторов или тиристоров – можно. В итоге получается прибор с большим количеством ступеней переключения, а значит и более точным выходным напряжением.

Также полупроводниковые ключи подразумевают более быстрое, бесшумное переключение, надежность и долговечность. Однако цена электронных стабилизаторов довольно высокая и использовать прибор стоимостью от 6 тыс. руб., функционал которого направлен только на стабилизацию – решение спорное. Учитывая, что практически для любого газового котла будет достаточно обычного релейного стабилизатора, который обойдется как минимум на 1-1,5 тыс. руб. дешевле.

Инверторные

Наилучший вариант для любого применения, в том числе и для подключения газового котла. Инверторные стабилизаторы (они же двойного преобразования) отличаются максимальной точностью, чистой синусоидой, отфильтрованной от помех. Не вдаваясь в ненужные нам подробности, принцип работы инверторных стабилизаторов напряжения прост:

На входе переменный ток бытовой электрической сети преобразовывается в постоянный.
На выходе постоянный ток проходит через инвертор и преобразовывается в переменный, с напряжением 220 В и с чистым синусом частотой 50 Гц.

Благодаря двойному преобразованию, на выходе имеем всегда стабильные и желаемые показатели, вне зависимости от параметров напряжения и помех в электросети дома. Отклонения в стабилизации напряжения в инверторных приборах достигает 1% и менее, что является лучшим на сегодня результатом. Еще несколько лет назад инверторные стабилизаторы стоили немалых денег, на уровне более функциональных ИБП, но сегодня можно купить очень достойные модели уже начиная с бюджета 3-4 тыс. руб., их мы еще рассмотрим в рейтинге лучших далее. Но сначала необходимо определить и другие немаловажные критерии выбора.

Рейтинг лучших стабилизирующих устройств

Предлагаем вашему вниманию наш собственный ТОП 7 лучших стабилизаторов 220В, который мы составили, изучив многочисленные рейтинги магазинов электроприборов и отзывы покупателей. Отсортированы данные модели в порядке уменьшения качества.

Powerman AVS 1000D. Тороидальный агрегат с высокими стандартами качества: низкий уровень шума, высокий КПД, небольшие габариты и вес. Мощность этой модели составляет 700 Вт, рабочая температура в пределах 0…40°C, а входное напряжение колеблется в диапазоне 140…260В. Обладает шестью ступенями регулировки и двумя выходами, а время реакции всего 7 мс.
Энергия Ultra. Одна из лучших электронных моделей для газового котла buderus, baxi, viessman. Обладает высокими техническими параметрами: мощность нагрузки 5000-20 000Вт, диапазон 60В-265В, временная перегрузка до 180%, точность в пределах 3%, морозоустойчивость от -30 до +40 °С, настенный тип монтажа, абсолютная бесшумность работы.
Rucelf Котел-600. Отличный аппарат в качественном металлическом корпусе, внутри которого имеется хорошо изолированный автотрансформатор. Обладает высокими техническими параметрами: мощность 600ВТ, диапазон 150В-250В, работа в пределах 0…45°C, четыре ступени регулировки, а время реакции составляет 20 мс. Имеется одна евророзетка, которая находится снизу. Настенный тип крепления.
Ресанта ACH-500/1-Ц. Прибор релейного типа с мощностью 500 Вт и входным напряжением 160…240 В. Изделия марки Ресанта имеют две вариации исполнения. Время реакции составляет 7 мс, обладает четырьмя ступенями регулировки и встроенной защитой от перегрева, короткого замыкания, высокого напряжения. Подключается к розетке с заземлением.
Sven AVR Slim-500. Несмотря на китайское происхождение, релейный прибор обладает достойным качеством монтажа и техническими характеристиками: мощность 400Вт, четыре ступени регулировки, входное напряжение в пределах 140…260 В. Свен способен функционировать при температуре от 0 до 40°C. Оснащен тороидальным автотрансформатором с датчиком перегрева. Время реакции всего 10 мс.
Штиль R600ST. Единственный электронный стабилизатор, предназначенный специально для газовых колов. Благодаря симисторным ключам, рабочее напряжение составляет от 150 до 275В. Мощность устройства – 480Вт, температурный диапазон — 1…40°C, четырехступенчатая регулировка, время реакции составляет 40 мс. Имеется отдельный контур для каждой из двух Евророзеток. Полностью бесшумная работа.
Бастион Teplocom ST-555. Еще одна модель релейного типа, но мощность которого на порядок ниже — 280 Вт, а входное напряжение составляет 145…260 В. Также в отличие от марки Ресанта, время реакции Бастиона составляет 20 мс, а количество ступеней всего три. Кроме того, прибор нагревается в процессе работы и в нем отсутствует автоматический предохранитель.
Как подключить устройство к котлу?

Теперь необходимо изучить схему правильного подключения стабилизирующего прибора.

Прежде всего, чтобы защитить свой газовый котел, непосредственно перед ним необходимо сетевой фильтр, а сразу после входящей автоматики – реле контроля напряжения.

Как правило в местах использования отопительных котлов, электропитание передается при помощи двухпроводной воздушной линии которая оборудована системой заземления ТТ. В такой ситуации необходимо добавить УЗО с током уставки до 30 мА.

Таким получается следующая схема:

Внимание! И стабилизатор, и газовый котел должны быть оборудованы заземлением!

Для того чтобы заземлить котел (а также и остальные электроприборы), в системе ТТ требуется обустроить отдельный заземляющий контур, который полностью изолирован от нулевого рабочего проводника, а также и от остальной сети. Сопротивление заземляющего контура рассчитывается согласно нормативам Правил устройства электроустановок.

Вывод: какой стабилизатор для газового котла выбрать

Из всего описанного выше можно подвести итог, какое стабилизирующее устройство подойдет для газового котла наилучшим образом:

однофазный;
с мощностью от 400 Вт или на 30-40% больше мощности котла;
любого вида, кроме электромеханического, либо электромеханический прибор установить в другом помещении.

Для потребителей главным критерием выбора стабилизаторов напряжения является цена изделия. Одна по одной и той же стоимости можно купить прибор, который не подходит для газового оборудования вовсе или же приобрести надежную модель, которое обеспечит достойную защиту. Поэтому при выборе стабилизирующего устройства необходимо учитывать перечисленные параметры, а не только цену.

Какой стабилизатор напряжения лучше выбрать для газового котла

Минимально необходимая мощность

От номинальной мощности стабилизатора сильно зависит его стоимость, поэтому просто выбрать самый производительный и не заморачиваться – не самое оправданное решение. Если с моделью котла вы уже определились, достаточно открыть его инструкцию по эксплуатации (или найти ее электронную копию) и посмотреть максимально потребляемую мощность. В инструкции она обычно указана в таблице технических характеристик, как номинальная электрическая мощность (Вт). Главное не путать с тепловой мощностью котла (кВт).

Например, известный BAXI ECO-4s 24F потребляет до 130 Вт, также стоит учитывать, что пусковая мощность (например, при розжиге или запуске насоса) может увеличить потребление в моменте, вплоть до + 100 Вт. Также необходим определенный запас, мы рекомендуем закладывать около 40%, то есть умножаем показатель на 1,4, итого – (130 Вт + 100 Вт)* 1,4 = 322 Вт. Практически все модели характеризуются потреблением от 100 до 180 Вт, поэтому для стандартного газового котла нужен не особо сильный по мощности стабилизатор на 400 Вт, его будет более, чем достаточно.

Существуют и более сложные автоматизированные котлы с несколькими циркуляционными насосами, которые потребляют и 450, и 500 Вт, но о его повышенном потреблении вы уж точно будете знать за ранее. Если планируется использование более одного циркуляционного насоса, рассчитать необходимую мощность можно помощью простого калькулятора ниже.

Калькулятор расчета необходимой мощности стабилизатора

Диапазон рабочего напряжения

Оптимальными являются значения в пределах 140-260 В на входе. Конечно, чем шире этот диапазон, тем при более проблемной электросети будет работать стабилизатор.

Если напряжение в электросети выйдет за пределы рабочих параметров стабилизатора, произойдет обесточивание нагрузки. И тут есть важный момент: модели, не оснащенные аварийной защитой, при скачке напряжения свыше их предела могут выйти из строя и хорошо, если они «примут удар» только на себя. Модели, оснащенные защитой без каких-либо последствий прервут питание, а некоторые из них (например, известные стабилизаторы «Штиль») способны восстановить электроснабжение в автоматическом режиме.

Также стоит учитывать, что мощность большинства моделей сильно снижается при работе на низких значениях напряжения (120-160 В) и не все производители это указывают. Для примера можно привести график из инструкции по эксплуатации Ресанта ACH-500/1-Ц:

Зависимость входной мощности Ресанта ACH-500/1-Ц от напряжения в сети.

Время реакции

Скорость принятия решения современных стабилизаторов находится в пределах 4-20 мс. На практике большинство котлов никак не реагируют на нестабильность в течение даже 20 мс, а некоторые модели и вовсе на кратковременное включение-выключение с розетки вручную, поэтому параметр быстродействия не является критически важным.

Однако существуют более чувствительные модели, для которых впрочем даже 8 мс реакции будет более, чем достаточно. К слову, инверторные стабилизаторы вообще не имеют времени реакции, поскольку их выходное напряжение абсолютно стабильное и не зависит от параметров входного.

Точность стабилизации

Несмотря на то, что на электронном табло практически все стабилизаторы показывают ровно 220 В, реальное напряжение может иметь погрешность. Связан такой «обман» скорее с тем, чтобы рядовой, не разбирающийся пользователь не волновался при показателях, например, 240 В. Ведь по современным стандартам ГОСТ 29322-2014, нормальным считается напряжение в пределах 207 — 253 В. И на практике газовые котлы действительно нормально работают в таком пределе, да и у большинства даже в инструкции прописано о допустимых отклонениях в пределах +-10% от 230 В.

Исключением, как и в случае с предыдущим пунктом, могут быть только сверх чувствительные модели, для которых лучше подобрать стабилизатор точностью 5% и менее. В остальных случаях, современные, даже самые дешевые, стабилизаторы допускают отклонения на выходе не более 7-8%.

способ размещения прибора может быть как настенным, так и напольным. Разумеется, для навесных котлов отопления напольный вариант не удобен, если только рядом с котлом нет свободных полок нужного размера;
материал корпуса – желательно металл, пусть не всегда эстетического вида, за то устойчивый к высоким температурам, характерным для стабилизаторов;
выбираем исключительно однофазный прибор.

Выбираем тип стабилизатора для газовых котлов

Исходя из того, что необходимо использовать стабилизатор напряжения для котлов, как выбрать устройство наиболее подходящее именно для вашей отопительной системы?

Прежде всего, рассмотрим основные «обязанности» стабилизирующего устройства. При включении в электросеть, стабилизатор должен произвести преобразование поступающего напряжения и обеспечить на выходе параметры, оговоренные в соответствующих технических условиях. В случае многократного превышения допустимого значения он полностью прерывает подачу электроэнергии, обеспечивая сохранность обслуживаемого им оборудования.

Существует три основных типа стабилизатора напряжения:

Электромеханический тип. Такие устройства производят преобразования при помощи сервопривода, который перемещает угольные токосъемники по обмотке автотрансформатора. К достоинствам такого стабилизатора можно отнести высокую точность стабилизации и относительно невысокую стоимость. Однако недостатки, присущие изделию, практически исключают возможность его использования с газовыми котлами: прежде всего, это возможность искрения в месте контакта токосъемника и обмотки, а кроме этого не достаточная скорость стабилизации, делающая его использование практически бесполезным для высокочувствительного электронного блока управления.
Релейный стабилизатор напряжения. В этих приборах стабилизация производится в результате переключения между обмотками трансформатора. Для переключения применяют реле, от количества которых зависит точность стабилизации. Хотя точность такого стабилизатора и ниже чем у электромеханических, все же ее достаточно для работы большинства устройств и, в частности, для котла. Помимо этого, таким приборам свойственна надежность и длительный срок службы, да и стоимость их находится в пределах разумного, поэтому такие устройства широко применяются для обеспечения стабильной работы систем отопления.
Полупроводниковые устройства. В настоящее время такой тип стабилизатора является наиболее эффективным как по точности регулирования, так и по скорости, надежность и долговечность так же не вызывают нареканий, но вот стоимость таких приборов нивелирует все их преимущества.

Кроме этого, существуют и другие типы стабилизаторов, но их использование для газовых котлов нецелесообразно по понятным причинам, и рассматривать эти приборы мы не будем.

Таким образом, поставленный вопрос, какой стабилизатор напряжения как выбрать для газового котла, практически решен: оптимальным вариантом являются релейные преобразователи.

Чтобы определить рабочий диапазон стабилизатора иногда рекомендуется провести некий мониторинг напряжения в вашей электросети, на самом деле это то же самое, что составить график непредсказуемых событий, мы скажем проще: чем ниже нижний предел диапазона стабилизации, и чем выше верхний – тем лучше.

Обязательно обратите внимание на возможность полного прекращения подачи электроэнергии в случае превышения предельного значения стабилизации, наличие функции самостоятельного перезапуска после отключения и защитные параметры самого прибора. В зависимости от количества подключаемых потребителей, нужно правильно выбрать вольтамперную характеристику стабилизатора напряжения. Для газовых котлов коэффициент запаса мощности составляет приблизительно 1.5

Это означает, что вам необходимо определить номинальную мощность всех потребителей, (ее можно узнать из соответствующих документов) и умножить ее на 1,5

Для газовых котлов коэффициент запаса мощности составляет приблизительно 1.5. Это означает, что вам необходимо определить номинальную мощность всех потребителей, (ее можно узнать из соответствующих документов) и умножить ее на 1,5

В зависимости от количества подключаемых потребителей, нужно правильно выбрать вольтамперную характеристику стабилизатора напряжения. Для газовых котлов коэффициент запаса мощности составляет приблизительно 1.5. Это означает, что вам необходимо определить номинальную мощность всех потребителей, (ее можно узнать из соответствующих документов) и умножить ее на 1,5.

Быстрота срабатывания и параметры стабилизации напряжения также играют важную роль. Если время выравнивания превышает 20 мс, целесообразность использования такого прибора весьма сомнительна, поскольку за это время электроника вашего котла может быть полностью уничтожена. Допустимая скорость срабатывания стабилизатора составляет 5 – 10 мс. Что касается скорости выравнивания напряжения, вполне допустимым считается показатель 100 Вт/с.

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.

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.

Преимущества и недостатки

Преимущество бесперебойного питания, которое свойственно ИБП, может иметь не первоочередное значение по следующим причинам:

скачки напряжения в сетях проявляются гораздо чаще, нежели аварии, которые влекут полное отключение подачи электропитания;
даже в случае полного отключения электроснабжения не ведет к резкому охлаждению помещений и дальнейшему размораживанию системы отопления, так как дом (или другое строение, где располагается отопительный котел) в данном случае играет роль теплоаккумулятора и достаточно долго может сохранять оптимальную температуру.

Основываясь на всем, что говорилось ранее, напрашивается вывод, что если:

амплитуда скачков напряжения не превосходит предельный диапазон срабатывания стабилизатора;
длительные отключения электричества происходят крайне редко или отсутствуют вообще, таким образом, подключение отопительно котла через стабилизирующий напряжение прибор является наиболее удобным и экономически целесообразным, нежели покупка ИБП.

Есть также и минусы запитывания газового котла через стабилизатор напряжения 220в.

Подключение отопительного газового оборудования через стабилизатор не способно полностью избавить от всех проблем. К примеру, вот с чем не может справиться ни один стабилизатор:

стабилизатор не способен уберечь оборудование, если в воздушную линию электропередач, подающую электричество в дом ударила молния, в данной ситуации необходимо устанавливать устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП);
стабилизатор ни чего не способен изменить, если электричество пропадет вообще, для таких ситуаций необходим источник бесперебойного питания (ИБП);
только один тип стабилизаторов, инверторный, может исправить частоту входного напряжения, остальные в данной ситуации бесполезны. Как альтернатива тут необходимо поставить онлайн ИБП.

А теперь довольно полезная информация. С каждой задачей, которую должны решать стабилизаторы, легко способны справиться более дешевые приборы:

защитить газовый котел от помех в питающей цепи поможет легко справиться обычный сетевой фильтр либо фильтр, входящий в состав ИБП;
прекращение питания котла при очень низком либо наоборот очень высоком напряжении можно предотвратить при помощи гораздо более дешевого прибора – реле контроля питания.

Понятно, что подключение котла через стабилизатор напряжения не является самым рациональным решением. Даже самый посредственный онлайн ИБП на уровень лучше справится с решением проблемы, нежели самый лучший стабилизатор напряжения для газового котла. А если к ИБП дополнительно установить реле напряжения и сетевой фильтр, то можно обеспечить котел практически непробиваемой защитой.