Stabilizzatore di tensione per una caldaia a gas: vale la pena acquistare e cosa scegliere?

I sistemi di riscaldamento autonomo stanno diventando sempre più diffusi nelle case private e persino negli appartamenti di città. La caldaia di un tale sistema è controllata da un'unità elettronica integrata, per il cui funzionamento è richiesta una tensione di rete stabile. I proprietari di appartamenti risolvono questo problema utilizzando vari tipi di stabilizzatori.

La caldaia ha bisogno di uno stabilizzatore

Nei forum, negli argomenti in cui si discute di uno stabilizzatore di tensione per una caldaia a gas, ci sono opinioni direttamente opposte:

1. Lo stabilizzatore non è necessario, la caldaia funziona bene senza di esso durante l'intero periodo di funzionamento.
2. La caldaia deve essere collegata tramite uno stabilizzatore, altrimenti la probabilità del suo guasto è molto alta.

Entrambe le opinioni sono supportate dai fatti.

Le istruzioni per l'uso di assolutamente tutte le caldaie non indicano speciali requisiti alla tensione di alimentazione. Dicono che l'apparecchiatura sia collegata a una rete domestica di 230 (240, a seconda del paese di produzione) V, 50 Hz.Non sono specificate condizioni aggiuntive, come deviazioni ammissibili di tensione e frequenza, il contenuto di armoniche superiori (tensione non sinusoidale).

Ora nei negozi c'è una selezione abbastanza ampia di stabilizzatori

In generale, ciò significa che l'alimentatore integrato dell'unità elettronica fornisce la tensione di alimentazione necessaria per il circuito ad una tensione di rete conforme alla norma. Allo stesso tempo è garantito il normale funzionamento anche degli altri apparecchi elettrici compresi nell'impianto della caldaia, in particolare una pompa che crea una sovrappressione per la circolazione forzata del liquido di raffreddamento.

La norma europea stabilisce un valore nominale della tensione di rete di 230 V con una tolleranza di +/- 5% per un lungo periodo e +/- 10% per un breve periodo. Quelli. il sistema funzionerà senza guasti e guasti dei componenti nella gamma di tensioni di rete 207-253V.

Al momento, lo standard di tensione di rete russo è coerente con quello europeo, il valore nominale è 230V e le deviazioni consentite non sono superiori al 10% in nessuna direzione.

Allo stesso tempo, i produttori non considerano un caso di garanzia il guasto dell'apparecchiatura della caldaia in caso di deviazioni della tensione di rete superiori a quelle stabilite dalla norma. Di conseguenza, se i prelievi o le sovratensioni nella rete superano i limiti consentiti (la tensione scende al di sotto di 207V o sale al di sopra di 253V), diventa necessaria la stabilizzazione.

Molti produttori di apparecchiature di riscaldamento possono rifiutare una garanzia senza uno stabilizzatore di tensione nell'impianto di riscaldamento.

Pertanto, l'utente deve decidere di acquistare uno stabilizzatore in base ai propri dati sulla stabilità della rete. Naturalmente, in caso di deviazione dalla norma, è possibile presentare reclami al fornitore che fornisce l'elettricità, anche in tribunale, ma questo processo è lungo e non aiuterà a proteggere la caldaia da guasti.

Tipi di stabilizzatori di tensione per la caldaia

Se le misurazioni della tensione di rete hanno mostrato che può andare oltre i limiti consentiti e l'acquisto di uno stabilizzatore è riconosciuto come necessario, dovresti prima di tutto decidere il tipo di dispositivo. Al momento vengono prodotte diverse varianti di schemi, ognuna delle quali ha i suoi vantaggi e svantaggi.

Stabilizzatori di ferro-risonanza

I dispositivi ferro-risonanti sono ben noti in Russia sin dall'epoca sovietica. Fu secondo questo schema che furono costruiti i primi stabilizzatori prodotti dall'industria nazionale.

Lo schema di un tale stabilizzatore includerà 2 avvolgimenti situati su un nucleo comune: primario e secondario. Inoltre, la sezione del circuito magnetico con l'avvolgimento primario non è satura e con l'avvolgimento secondario è in modalità di saturazione a causa della sezione trasversale più piccola.

Di conseguenza, all'aumentare delle variazioni di tensione sull'avvolgimento primario, il flusso magnetico attraverso l'avvolgimento secondario rimane praticamente invariato, il che garantisce la stabilizzazione della tensione di uscita. La corrente in eccesso dell'avvolgimento primario viene chiusa tramite uno shunt magnetico.

Pertanto, il circuito stabilizzatore:

I vantaggi dello schema sono confermati anche dal fatto che la maggior parte dei dispositivi prodotti negli anni '50-'60 del secolo scorso conservano oggi le loro prestazioni e caratteristiche.

Tuttavia, tali stabilizzatori presentano anche alcuni svantaggi, a causa dei quali ora vengono utilizzati raramente:

• Peso e dimensioni notevoli.
• Bassa efficienza e, di conseguenza, rilascio di una grande quantità di calore sugli elementi del circuito.
• Funzionamento rumoroso, caratteristico di tutti i dispositivi con potenti unità di avvolgimento, progettati per la tensione di rete.
• Funzionamento instabile nelle modalità di sovraccarico di corrente e al minimo.
• Una gamma abbastanza ristretta di deviazioni della tensione di ingresso, in cui è possibile la stabilizzazione.

Tutto ciò ha portato alla sostituzione diffusa di quelli ferrorisonanti con analoghi più moderni.

Stabilizzatori elettromeccanici

Il componente principale dei circuiti stabilizzatori elettromeccanici è un autotrasformatore, un dispositivo che consente di modificare il rapporto di trasformazione. Ciò si ottiene spostando l'elemento di raccolta della corrente lungo l'avvolgimento del trasformatore - tipo rullo, cursore o spazzola.

Il movimento del contatto è effettuato da un servoazionamento, che riceve il controllo da un circuito elettronico che misura la tensione in ingresso e la confronta con il valore impostato in uscita.

I vantaggi di un tale schema includono:

Il principale svantaggio degli stabilizzatori elettromeccanici è l'aspetto di un arco elettrico (scintilla) durante il funzionamento. È causato da interruzioni nel circuito di flusso di corrente quando si sposta il contatto mobile lungo le spire dell'avvolgimento del trasformatore. Poiché l'avvolgimento ha un'induttanza solida, l'interruzione della corrente provoca una scarica d'arco. Di conseguenza, è vietato utilizzare tali apparecchiature nella stessa stanza con apparecchi a gas!

Tuttavia, una tale soluzione difficilmente può essere definita razionale, soprattutto perché lo schema presenta altri svantaggi:

• Le già citate interruzioni della tensione di uscita quando il contatto si muove.
• Inerzia associata al tempo di risposta del servo, che non consente di rispondere rapidamente alle variazioni della tensione di ingresso.
• Peso e dimensioni significativi dell'autotrasformatore.
• Affidabilità insufficiente a causa della presenza di un nodo mobile.
• La necessità di una manutenzione frequente del contatto mobile.

In una parola, quando si sceglie uno stabilizzatore per una caldaia, si consiglia di escludere dalla considerazione i dispositivi elettromeccanici.

circuiti a relè

I circuiti a relè funzionano con un autotrasformatore o un trasformatore con prese multiple nel primario e/o secondario. In questo caso, i relè fungono da interruttori che collegano le prese del trasformatore necessarie in modo tale da fornire una tensione all'uscita del dispositivo che sia il più vicino possibile alla tensione specificata.

In effetti, questo principio di funzionamento ricorda i dispositivi elettromeccanici in cui la stabilizzazione della tensione viene eseguita anche modificando il rapporto di trasformazione, ma non da un contatto mobile, ma commutando una chiave (gruppo di contatti del relè).

Ciò ha permesso di eliminare il principale inconveniente degli stabilizzatori elettromeccanici: le scintille.

Inoltre, tali dispositivi sono caratterizzati da altri vantaggi:

• La velocità di risposta alle variazioni della tensione di ingresso, a seconda del tempo di risposta del relè (è nell'intervallo di 10-20 ms, che è paragonabile al tempo di 0,5-1 periodo della tensione di rete).
• Schema di controllo semplice e affidabile.
• MTBF significativo a seconda dei relè utilizzati.
• Manutenibilità e basso costo dei componenti di ricambio.
• Bassa sensibilità ai sovraccarichi di corrente.

I principali svantaggi del circuito sono la regolazione della tensione a gradini, che riduce l'accuratezza della stabilizzazione, la complessità del gruppo di avvolgimento.

Circuiti a semiconduttore (tiristore e triac).

I dispositivi con interruttori a semiconduttore - tiristori e triac possono essere costruiti secondo due principi:

1. Simile al circuito del relè. La differenza sta solo nell'uso di dispositivi a semiconduttore, non contatti a relè, come chiave.
2. Con l'uso di un trasformatore in ingresso e regolazione della tensione di uscita modificando l'angolo di apertura dei tiristori (triac).

Il primo circuito ha caratteristiche simili a quello del relè, ma ha una velocità maggiore. Allo stesso tempo, per controllare gli interruttori a semiconduttore è necessario un circuito più complesso, che di per sé ha un costo maggiore, una minore capacità di sovraccarico e MTBF.

In un circuito con un regolatore di tensione AC, il rapporto di trasformazione rimane invariato. Il valore effettivo della tensione viene stabilizzato controllando il momento di sblocco delle chiavi. Questo approccio consente di semplificare e ridurre il costo dell'assemblaggio dell'avvolgimento e del design nel suo insieme.

Tuttavia, questo metodo di regolazione ha i suoi inconvenienti, il principale dei quali è la tensione di uscita non sinusoidale e l'alto livello di interferenza indotta nella rete.

Stabilizzatori a due maglie (inverter).

Tali circuiti sono costruiti secondo la struttura - un raddrizzatore non controllato con un filtro - un inverter, di regola, con un trasformatore di uscita per garantire la stabilizzazione durante i prelievi.

Il circuito ha la massima velocità, offre un'elevata sicurezza in tutte le modalità, garantisce la precisione della stabilizzazione su un'ampia gamma di deviazioni della tensione di ingresso.

I suoi principali svantaggi:

• La complessità del sistema di controllo;
• Alto prezzo.

Inoltre, a seconda del metodo scelto per controllare i tasti dell'inverter, la tensione di uscita può differire notevolmente da quella sinusoidale, il che influisce negativamente sul funzionamento della pompa.

In generale, è il circuito inverter che può essere considerato l'opzione migliore per una caldaia nel caso in cui il suo acquisto rientri nel budget del proprietario.

La scelta dello stabilizzatore in base ai parametri della caldaia

Dopo aver scelto un circuito stabilizzatore, è necessario decidere un modello specifico in base ai parametri elettrici della caldaia.

L'unica condizione per la selezione è il consumo di energia. Si può trovare nelle specifiche tecniche della caldaia. L'acquirente è interessato alla potenza elettrica e non alla potenza termica della caldaia.

Lo stabilizzatore deve fornire la potenza specificata con un margine di almeno il 25-30%. Il margine è ricavato dal calcolo delle correnti di avviamento della pompa, che possono superare più volte il valore nominale. Tuttavia, questo processo è a breve termine e il 25-30% indicato è abbastanza.

Spesso chiesto

Uno stabilizzatore per una caldaia a gas preverrà guasti alle apparecchiature in caso di problemi significativi con la rete di alimentazione. Per garantire la massima protezione, è necessario scegliere l'implementazione e i parametri del circuito ottimali.

Suggerimenti video per la scelta di uno stabilizzatore di tensione per una caldaia a gas