Stabilizator napięcia do kotła gazowego - czy warto kupić i co wybrać?

Autonomiczne systemy grzewcze stają się coraz bardziej rozpowszechnione w domach prywatnych, a nawet w mieszkaniach miejskich. Kocioł takiego systemu jest sterowany przez wbudowaną jednostkę elektroniczną, do której działania wymagane jest stabilne napięcie sieciowe. Właściciele mieszkań rozwiązują ten problem stosując różnego rodzaju stabilizatory.

Czy kocioł potrzebuje stabilizatora?

Na forach, w tematach, w których omawiany jest stabilizator napięcia do kotła gazowego, pojawiają się wprost przeciwne opinie:

1. Stabilizator nie jest potrzebny, kocioł działa bez niego przez cały okres eksploatacji.
2. Kocioł musi być podłączony przez stabilizator, w przeciwnym razie prawdopodobieństwo jego awarii jest bardzo wysokie.

Oba poglądy są poparte faktami.

Instrukcje obsługi absolutnie wszystkich kotłów nie wskazują na specjalne wymagania do napięcia zasilania. Mówią, że sprzęt jest podłączony do domowej sieci 230 (240, w zależności od kraju produkcji) V, 50 Hz.Dodatkowe warunki, takie jak dopuszczalne odchylenia napięcia i częstotliwości, zawartość wyższych harmonicznych (napięcie niesinusoidalne) nie są określone.

Teraz w sklepach jest dość duży wybór stabilizatorów

Ogólnie oznacza to, że wbudowany zasilacz modułu elektronicznego zapewnia niezbędne napięcie zasilania obwodu przy napięciu sieciowym zgodnym z normą. Jednocześnie gwarantowana jest również normalna praca innych urządzeń elektrycznych wchodzących w skład instalacji kotła, w szczególności pompy wytwarzającej nadciśnienie w celu wymuszonego obiegu chłodziwa.

Norma europejska ustala nominalną wartość napięcia sieciowego 230 V z tolerancją +/- 5% na długi czas i +/- 10% na krótki czas. Tych. układ będzie działał bezawaryjnie i bezawaryjnie podzespołów w zakresie napięć sieci 207-253V.

W chwili obecnej rosyjska norma napięcia sieciowego jest zgodna z europejską, wartość nominalna wynosi 230V, a dopuszczalne odchylenia nie przekraczają 10% w dowolnym kierunku.

Jednocześnie producenci nie traktują jako gwarancji awarii urządzeń kotłowych w przypadku odchyleń napięcia sieciowego, które są większe niż określone w normie. W związku z tym, jeśli spadki lub przepięcia w sieci przekraczają dozwolone limity (napięcie spada poniżej 207V lub wzrasta powyżej 253V), konieczna jest stabilizacja.

Wielu producentów urządzeń grzewczych może odmówić gwarancji bez stabilizatora napięcia w systemie grzewczym.

W związku z tym użytkownik musi podjąć decyzję o zakupie stabilizatora na podstawie własnych danych dotyczących stabilności sieci. Oczywiście w przypadku odchylenia od normy można wystąpić z roszczeniami do dostawcy energii elektrycznej, w tym w sądzie, ale proces ten jest długotrwały i nie pomoże uchronić kotła przed awarią.

Rodzaje stabilizatorów napięcia do kotła

Jeżeli pomiary napięcia sieciowego wykazały, że może ono wykraczać poza dopuszczalne granice i zakup stabilizatora zostanie uznany za konieczny, należy przede wszystkim zdecydować o rodzaju urządzenia. W tej chwili powstaje kilka wariantów schematów, z których każdy ma swoje zalety i wady.

Stabilizatory ferro-rezonansu

Urządzenia ferro-rezonansowe są dobrze znane w Rosji od czasów sowieckich. Zgodnie z tym schematem zbudowano pierwsze stabilizatory produkowane przez przemysł krajowy.

Schemat takiego stabilizatora będzie obejmował 2 uzwojenia znajdujące się na wspólnym rdzeniu - pierwotnym i wtórnym. Ponadto odcinek obwodu magnetycznego z uzwojeniem pierwotnym nie jest nasycony, a z uzwojeniem wtórnym jest w stanie nasycenia ze względu na mniejszy przekrój.

Dzięki temu wraz ze wzrostem zmian napięcia na uzwojeniu pierwotnym strumień magnetyczny przez uzwojenie wtórne pozostaje praktycznie niezmieniony, co zapewnia stabilizację napięcia wyjściowego. Nadmiar prądu uzwojenia pierwotnego jest zamykany przez bocznik magnetyczny.

Tak więc obwód stabilizatora:

Zalety tego schematu potwierdza również fakt, że większość urządzeń wyprodukowanych w latach 50. i 60. ubiegłego wieku zachowuje dziś swoją wydajność i właściwości.

Jednak takie stabilizatory mają również pewne wady, przez co są obecnie rzadko używane:

• Znacząca waga i wymiary.
• Niska wydajność, a co za tym idzie wydzielanie dużej ilości ciepła na elementach obwodu.
• Głośna praca, charakterystyczna dla wszystkich urządzeń z mocnymi zespołami uzwojenia, przeznaczonych do napięcia sieciowego.
• Niestabilna praca w trybach przeciążenia prądowego i biegu jałowego.
• Dość wąski zakres odchyleń napięcia wejściowego, w którym możliwa jest stabilizacja.

Wszystko to doprowadziło do powszechnego zastępowania ferro-rezonansowych bardziej nowoczesnymi analogami.

Stabilizatory elektromechaniczne

Głównym elementem obwodów stabilizatora elektromechanicznego jest autotransformator - urządzenie, które pozwala zmienić przełożenie transformacji. Osiąga się to poprzez przesuwanie elementu zbierającego prąd wzdłuż uzwojenia transformatora - typu rolkowego, suwakowego lub szczotkowego.

Ruch styku jest realizowany przez serwonapęd, który otrzymuje sterowanie z obwodu elektronicznego, który mierzy napięcie wejściowe i porównuje je z wartością zadaną na wyjściu.

Zalety takiego schematu to:

Główną wadą stabilizatorów elektromechanicznych jest pojawienie się łuku elektrycznego (iskry) podczas pracy. Jest to spowodowane przerwami w obwodzie przepływu prądu podczas przesuwania ruchomego styku wzdłuż zwojów uzwojenia transformatora. Ponieważ uzwojenie ma stałą indukcyjność, przerwanie prądu powoduje wyładowanie łuku. W związku z tym zabronione jest używanie takiego sprzętu w tym samym pomieszczeniu z urządzeniami gazowymi!

Jednak takiego rozwiązania trudno nazwać racjonalnym, zwłaszcza że schemat ma inne wady:

• Wspomniane już przerwy w napięciu wyjściowym, gdy styk się porusza.
• Bezwładność związana z czasem reakcji serwa, która nie pozwala na szybką reakcję na zmiany napięcia wejściowego.
• Znacząca waga i wymiary autotransformatora.
• Niewystarczająca niezawodność z powodu obecności ruchomego węzła.
• Konieczność częstej konserwacji ruchomego kontaktu.

Jednym słowem, przy wyborze stabilizatora do kotła zaleca się wykluczenie urządzeń elektromechanicznych.

obwody przekaźnikowe

Obwody przekaźnikowe współpracują z autotransformatorem lub transformatorem z wieloma odczepami w uzwojeniu pierwotnym i/lub wtórnym. W tym przypadku przekaźniki działają jak przełączniki, które łączą niezbędne odczepy transformatora w taki sposób, aby na wyjściu urządzenia dostarczać napięcie jak najbardziej zbliżone do podanego napięcia.

W rzeczywistości ta zasada działania przypomina urządzenia elektromechaniczne, w których stabilizacja napięcia odbywa się również poprzez zmianę przekładni transformacji, ale nie przez ruchomy styk, ale przez przełączenie klucza (grupa styków przekaźnika).

Umożliwiło to pozbycie się głównej wady stabilizatorów elektromechanicznych - iskrzenia.

Ponadto takie urządzenia charakteryzują się innymi zaletami:

• Szybkość odpowiedzi na zmiany napięcia wejściowego w zależności od czasu odpowiedzi przekaźnika (w zakresie 10-20 ms, co jest porównywalne z czasem 0,5-1 okresu napięcia sieciowego).
• Prosty i niezawodny schemat sterowania.
• Znaczący MTBF w zależności od zastosowanych przekaźników.
• Łatwość konserwacji i niski koszt części zamiennych.
• Niska wrażliwość na przeciążenia prądowe.

Głównymi wadami obwodu są regulacja napięcia krokowego, co zmniejsza dokładność stabilizacji, złożoność zespołu uzwojenia.

Obwody półprzewodnikowe (tyrystorowe i triakowe)

Urządzenia z łącznikami półprzewodnikowymi - tyrystory i triaki można budować według dwóch zasad:

1. Podobny do obwodu przekaźnika. Różnica polega tylko na wykorzystaniu elementów półprzewodnikowych, a nie styków przekaźnikowych, jako klucza.
2. Za pomocą transformatora na wejściu i regulacji napięcia wyjściowego poprzez zmianę kąta otwarcia tyrystorów (triaków).

Pierwszy obwód ma podobną charakterystykę do przekaźnika, ale ma większą prędkość. Jednocześnie do sterowania przełącznikami półprzewodnikowymi wymagany jest bardziej złożony obwód, a same one mają wyższy koszt, niższą przeciążalność i MTBF.

W obwodzie z regulatorem napięcia AC współczynnik transformacji pozostaje niezmieniony. Efektywna wartość napięcia jest stabilizowana poprzez kontrolowanie momentu odblokowania kluczy. Takie podejście umożliwia uproszczenie i obniżenie kosztów zespołu uzwojenia i projektu jako całości.

Ten sposób regulacji ma jednak swoje wady, z których główne to niesinusoidalne napięcie wyjściowe oraz wysoki poziom zakłóceń indukowanych w sieci.

Stabilizatory dwuczłonowe (inwerterowe)

Takie obwody budowane są zgodnie z konstrukcją - prostownik niesterowany z filtrem - z reguły falownik z transformatorem wyjściowym zapewniającym stabilizację podczas wyładowań.

Obwód ma maksymalną prędkość, zapewnia wysokie bezpieczeństwo we wszystkich trybach, gwarantuje dokładność stabilizacji w szerokim zakresie odchyleń napięcia wejściowego.

Jego główne wady:

• złożoność systemu sterowania;
• Wysoka cena.

Dodatkowo w zależności od wybranego sposobu sterowania klawiszami falownika napięcie wyjściowe może znacznie różnić się od sinusoidalnego, co niekorzystnie wpływa na pracę pompy.

Ogólnie rzecz biorąc, to obwód falownika można uznać za najlepszą opcję dla kotła w przypadku, gdy jego zakup mieści się w budżecie właściciela.

Dobór stabilizatora wg parametrów kotła

Po wybraniu obwodu stabilizatora należy zdecydować się na konkretny model na podstawie parametrów elektrycznych kotła.

Jedynym warunkiem wyboru jest pobór mocy. Można go znaleźć w danych technicznych kotła. Kupujący jest zainteresowany mocą elektryczną, a nie mocą cieplną kotła.

Stabilizator musi zapewniać określoną moc z marginesem co najmniej 25-30%. Margines bierze się z obliczenia prądów rozruchowych pompy, które mogą kilkakrotnie przekroczyć wartość nominalną. Proces ten jest jednak krótkotrwały i wskazane 25-30% wystarczy.

Często zadawane

Stabilizator do kotła gazowego zapobiegnie awarii sprzętu w przypadku znaczących problemów z siecią zasilającą. Aby zapewnić maksymalną ochronę, należy wybrać optymalną implementację obwodu i parametry.

Wskazówki wideo dotyczące wyboru stabilizatora napięcia do kotła gazowego