Стабилизатор напряжения для газового котла как выбрать: популярные варианты и их технический обзор

Многие современные газовые котлы представляют собой очень сложный «организм», высокоэффективную и стабильную работу которых во многих режимах обеспечивает их «мозг» — электронный блок автоматического контроля и управления и связанная с ним система электромагнитных клапанов и кранов. Кроме того, уже в самой конструкции котла может быть предусмотрен, или в непосредственной близости от него устанавливается циркуляционный насос, обеспечивающий перемещения теплоносителя по контурам отопления. Ну а газовым котлам с закрытой камерой сгорания, помимо этого, требуется еще и работа вентиляторов, обеспечивающих принудительную подачу воздуха для горения газа и отвод продуктов сгорания через коаксиальный дымоход.

Все эти электромеханические и электронные блоки, модули и устройства для корректной своей работы требуют стабильного питания. Однако, было бы верхом легкомыслия напрямую подключать котел к бытовой сети 220 вольт. Ни для кого не секрет, насколько может отличаться напряжение в ней от заявленных параметров, а подобные отклонения, или того хуже – резкие скачки в ту или иную сторону, приводят к нестабильности работы оборудования или даже к фатальному выходу его из строя. Значит, необходим стабилизатор напряжения для газового котла как выбрать который и будет рассказано в настоящей публикации.

Насколько необходим стабилизатор напряжения для газового котла?

Обязательно отыщутся скептики, которые поставят под сомнение саму необходимость оснащения котла стабилизатором напряжения. По всей видимости, в представлении таких людей все еще рисуются старые модели отопительного оборудования, вся автоматика которых сводилась к биметаллическим датчикам нагрева, отключающим или открывающим подачу газа на горелку по мере достижения теплоносителем определенных порогов температуры. Однако, современный котел – это совсем иной уровень. Электроника отопительных газовых агрегатов открывает широчайшие возможности по обеспечению максимальной эффективности наряду с высокой экономичностью и обеспечением безопасности эксплуатации оборудования.

• Ступенчатое регулирование уровней нагрева постепенно вытесняется модулированием пламени – автоматика сама определяет количество необходимых в текущий момент задействованных горелок и высоту пламени в них.
• Современные котлы оснащены функцией плавного розжига, снижения интенсивности горения при наборе последних нескольких градусов до установленного уровня – все это позволяет снизить число перезапусков оборудования, обеспечивает чрезвычайно плавную его работу.
• Полезной опцией становится постциркуляция насоса – после выключения горелок обеспечивается перемещение теплоносителя еще в течение нескольких минут, для достижения ровного нагрева на всех участках контура отопления.
• Современные электронные схемы оснащаются «искусственным интеллектом» — погодозависимая автоматика самостоятельно отслеживает текущие изменения погоды, анализирует взаимосвязь условий на улице и в квартире, и вырабатывает наиболее оптимальный алгоритм работы системы отопления. все это дает солидный эффект экономии ресурсов.
• Многие котлы рассчитаны на обеспечение теплом нескольких контуров отопления с различными температурными показателями. Все эти установки могут быть занесены в память устройства с программированием по дням недели и часам в течение суток – наиболее комфортные условия будут создаваться в те периоды, когда они действительно востребованы.
• Автоматика современного котла никогда не допустит замерзания воды в системе во время длительного отсутствия хозяев. Мало того, если оборудование не использовалось в течение какого-то периода, блок управления самопроизвольно даст команду на переключение электромагнитных кранов в несколько положений, на кратковременный пуск циркуляционного насоса – чтобы не создавалось прикипаний, залипаний клапанов, застойных явлений в контурах и т.п.
• Ну и, безусловно, все современные котлы насыщены уровнями безопасности, призванными исключить создание аварийных ситуаций при тех или иных отклонениях от нормы – падении тяги, давления в газовой магистрали или в контурах отопления, при случайном затухании и в других нештатных случаях.

Однако, весь этот богатый и полезный функционал становится доступным исключительно при стабильной подаче электропитания.

Безусловно, любое современное оборудование способно работать в определенном диапазоне входного напряжения – это указывается в технической документации изделия, например: 220 ± 15%. Но, к сожалению, даже эти рамки не дают гарантии бесперебойного функционирования автоматики – перепады напряжения бывают куда более значительными. И будет еще большой удачей, если такой перепад всего лишь вызовет временный сбой в работе системы отопления (что, конечно, уже само по себе крайне нежелательно). Гораздо хуже бывает, когда нестабильное входное напряжение приводит к перегоранию элементов электронной схемы, а то и полному прогоранию печатных плат. В этом случае уже не обойтись без дорогостоящего ремонта, а при определенных неблагоприятных обстоятельствах – даже без полной замены оборудования.

И все это часто случается из-за того, что хозяева пренебрегли установкой стабилизатора входного напряжения.

Не следует надеяться на то, что, мол, в нашем доме (населенном пункте) перепадов напряжения не бывает, или же они настолько редки и незначительны, что это не стоит того, чтобы приобретать дополнительное оборудование. Это – глубочайшая ошибка, чреватая серьезными последствиями. Ведь природа перепадов напряжения может быть различной, и никто не застрахован от такого «катаклизма».

• Развитие или модернизация линий электропередач зачастую не поспевает за уровнем потребления – насыщенность современной жизни человека электроприборами разительно отличается от показателей даже десятилетней давности, а многие ЛЭП имеют куда более «почтенный» возраст. Нет никакой гарантии, что через год-другой линия энергоснабжения, сегодня кажущаяся безупречной, будет так же хорошо справляться с возрастающей день ото дня нагрузкой.

• Никто не может предвидеть аварии стихийного характера. Ураганный ветер, наледь на проводах, падение деревьев и многие другие случайности – и вот обрыв провода, с сопровождающимся мгновенным резким перекосом фаз и, соответственно, скачком напряжения.
• Нельзя никогда исключать и «человеческий фактор». Неквалифицированные действия какого-нибудь «умельца» — соседа, полезшего самостоятельно в распределительный щит в подъезде, ошибка или небрежность электрика, не до конца неправильно смонтированная внутридомовая разводка, вандальные проявления отдельных «особей» и другие причины – все это тоже дает весьма высокую вероятность резкого скачка напряжения питания, которое может стать фатальным для электроники котла.

Одним словом, если рачительный хозяин действительно желает обезопасить свое оборудование от непредвиденных обстоятельств, он обязательно приобретет стабилизатор напряжения для газового котла, не обращая внимание на скепсис окружающих или «добрых советчиков». И вопрос лишь в том, как выбрать оптимальны прибор, который в максимальной степени обеспечит и бесперебойность работы оборудования, и безопасность его эксплуатации.

Грамотно проложенные внутридомовые электрические сети – залог безопасности!

Прокладка домашней или квартирной электрической проводки не терпит небрежности, пренебрежения существующими нормами и правилами, непродуманных решений. Как правильно организовать электропроводку в доме – читайте в специальной публикации нашего портала. А еще одна статья подробно расскажет об оптимальном монтаже электрического распределительного щита.

Функции стабилизаторов напряжения, разновидности и особенности устройства

Функции стабилизатора для отопительного оборудования просты и понятны. При перепадах сетевого напряжения в определенном диапазоне своих возможностей прибор должен выдать на оборудование питание с характеристиками, соответствующими норме или максимально приближенной к ней. В том случае, если скачки или падения настолько велики, что выходят за пределы заложенных возможностей стабилизатора, его схема должна полностью прервать цепь питания – до возвращения входных показателей в установленный диапазон. Таким образом, обеспечивается корректное функционирование всего подключённого к стабилизатору оборудования и исключается выход его из строя при недопустимо больших перепадах.

Вниманию потребителей представлен широкий ассортимент приборов такого принципа действия, в самом разном исполнении и в большом диапазоне эксплуатационных возможностей.

Но если за функцию аварийного отключения прибора в большинстве случаев отвечает схожее по действию устройство – предохранительное реле напряжения, то вопрос стабилизации напряжения решаться может по-разному. Так, различают стабилизаторы электромеханического, релейного и электронного принципа действия.

• В электромеханических стабилизаторах выравнивание напряжение до необходимого уровня выполняется путем перемещения токосъемных угольных щеток по круговой обмотке автотрансформатора. Перемещение подвижной части осуществляется с помощью встроенного сервопривода.

1 – витки обмотки автотрансформатора;

2 – токосъемная угольная щетка;

3 – сервопривод.

Подобная схема хорошо себя зарекомендовала – она отличается высокой точностью стабилизации (в пределах ± 3%), а цена на такие приборы – из категории наиболее доступных. Однако, есть у электромеханических приборов ряд особенностей, которые ограничивают их использование именно с газовым оборудованием.

Дело в том, что между угольной щеткой и токосъемный коллектором автотрансформатора может происходить искрение, особенно усиливающееся по мере износа этого узла. А в котельной категорически запрещено использование электроприборов, у которых может отмечаться искрение – просто их соображений безопасности. Можно, конечно, вынести стабилизатор и в жилую зону, но его работа сопровождается слышимым шумом, что не всем придется по вкусу. Кроме того, быстродействие такого стабилизатора все же оставляет желать лучшего – полное время реакции на перепад напряжения доходит даже до 2 секунд, что многовато для чувствительной электроники современного котла.

Кроме того, не отличаются подобные приборы и особой долговечностью – просто из-за наличия кинематики и узлов трения.

Вывод – от применения электромеханического стабилизатора в связке с газовым котлом имеет смысл отказаться или же применять с соблюдением особых мер предосторожности.

• Релейные стабилизаторы устроены иначе. Переключение между обмотками трансформатора, обеспечивающее изменение напряжения в сторону нормы, производится с помощью реле – их может быть от четырёх — пяти до десятка и более (чем больше – тем выше уровень стабилизации). Искрения контактов в таких приборах не бывает – каждое резе заключено в герметичный корпус.

1 – выводы обмотки автотрансформатора

2 – группа реле, обеспечивающих переключение между выводами.

Такие приборы имеют, конечно, свои недостатки, и в первую очередь это – ступенчатость регулировки и не слишком выдающиеся показатели точности выходного напряжения – обычно в диапазоне ± 8%, чего, впрочем, вполне достаточно для большинства приборов.

Но зато релейные стабилизаторы отличаются быстротой реагирования на перепады в сети, способностью стойко переносить перегрузки мощности, широким диапазоном допустимого входного напряжения. Такие устройства служат долго и безотказно, а цена их – невысока. Можно отнести у условным недостаткам легкий шумовой фон от срабатывания и переключения реле, но в условиях котельной вряд ли это будет существенным.

На настоящее время именно релейные стабилизаторы относятся к категории наиболее востребованных потребителями.

• Большим шагом вперед стало появление стабилизаторов чисто электронного действия. В них роль ключей для переключения между обмотками выполняют полупроводниковые элементы – симисторы или тиристоры, чем обеспечивается максимальное быстродействие приора, несопоставимое даже с релейной схемой.

Полное отсутствие «механики» не только ускоряет процесс стабилизации, но и делает прибор наиболее долговечным среди всех имеющихся разновидностей. Точность стабилизации напрямую зависит от количества ступеней регулирования – в этом прослеживается аналогия с релейными приорами. Плюс ко всему, электронные стабилизаторы – наиболее компактные, абсолютно бесшумные, неприхотливые к внешним условиям эксплуатации.

Безусловно, стабилизатор такого типа будет самым лучшим решением при любых условиях эксплуатации – значимых недостатков, сравнимых хоть в чем-то с другими типами, в нем просто не наблюдается. Единственное, что может остановить потенциального покупателя – это достаточно высокая цена на такие изделия.

Существуют и иные типы стабилизатором, в том числе – и высокотехнологичных, с двойным инверторным преобразованием напряжения и практически идеальным плавным его выравниванием. Однако, для котельного оборудования подобные приборы видятся все же избыточной роскошью.

Как правильно выбрать стабилизатор напряжения для газового котла

Диапазон возможностей стабилизатора

Первым критерием выбора всегда является рабочий диапазон стабилизатора, то есть верхняя и нижняя границы, в пределах которых прибор будет способен довести напряжение до нормального значения.

Самым разумным решением будет перед выбором и приобретением стабилизатора все же провести небольшое «исследование» в своем доме или квартире. Оно заключается в том, чтобы проследить динамику изменения сетевого напряжения в различные дни и часы, в периоды пиковой утренней и вечерней нагрузки, в «спокойном» ночном состоянии и т.п. Такой мониторинг даст возможность точнее определиться с имеющимся диапазоном перепадов, и сложившаяся картина позволит правильно выбрать нужный стабилизатор.

Выполнить это – совсем несложно, но для замера потребуется мультитестер, прибор, который есть у многих хороших хозяев. Стоит он – недорого, а завести его в своем «арсенале» не помешает никому.

Перед проведением замера обязательно нужно проследить, чтобы переключатель был установлен именно на переменное напряжение (на разных приборах это может быть обозначено значками V~ или АСV, и верхний предел – порядка 600 или 750 Вольт. Целесообразно будет сделать небольшую табличку, по дням недели и по часам, и провести замеры, например, в 6.00, 9.00, 14.00, 18.00, 21.00 и 24.00. Несколько дней подобного мониторинга – и вся картина динамики изменений будет перед глазами, то есть сразу примерно определятся верхняя и нижняя границы диапазона. Останется эти границы расширить еще на 10?15 вольт в каждую сторону, чтобы создать резерв, и рабочий диапазон стабилизатора можно считать определённым.

Наличие защиты при предельных перепадах напряжения, функция рестарта

Это – чрезвычайно важные опции, о которых не следует забывать, и которые, к сожалению, могут просто отсутствовать на некоторых стабилизаторах низкой ценовой категории.

Прибор должен полностью отключить цепь питания, если входные напряжения выходят за рамки эксплуатационного диапазона – так он сохраняет и самого себя, и подключенное к нему оборудование.

Вместе с тем, стабилизатор должен иметь функцию рестарта. То есть, в аварийно выключенном состоянии автоматика отслеживает входные параметры, и когда напряжение в сети возвращается в допустимый диапазон значений, прибор запускается самостоятельно, продолжая подавать стабилизированное питание на котел. Перезапуск может происходить с определенной задержкой, установленной пользователем – чтобы исключить частые пуски и выключения при балансировании напряжения на границе диапазона.

Отсутствие такой опции нежелательно – это чревато серьезными последствиями. Например, во время длительного отсутствия хозяев случился резкий перепад, и стабилизатор напряжения отключился. Каким бы ни был «умным» газовый котел, при полном отсутствии электропитания его автоматика не сможет обеспечить хотя бы минимальный подогрев системы отопления, и это может закончиться размораживанием системы.

Вольтамперная характеристика стабилизатора

Этот параметр нередко называют мощностью стабилизатора, и это, в определенной степени, не лишено смысла, так как он также определяется произведением силы тока на напряжение. Разница в деталях, с точки зрения физики, и этот параметр стабилизатора говорит, скорее, не о полезной мощности, а о параметрах тока, которые он способен поддерживать.

Правда, исходными величинами для определения вольтамперной характеристики все же является именно мощность, но только подключённых к его цепи приборов потребления. В нашем случае это будет сам котел со своей электронной схемой и, возможно, встроенными вентиляторами, один или несколько циркуляционных насосов (например, если система отопления подразумевает несколько контуров, работающих независимо друг от друга) и, возможно, другое оборудование системы, например, автоматика коллекторно-распределительных узлов.

Казалось бы, все просто: необходимо просуммировать значения номинальной мощности подключенных приборов – и получить искомый результат. На самом деле все обстоит несколько сложнее. Дело в том, что многие электроприборы, имеющие индуктивные катушки, потребляют дополнительную мощность, необходимую для создания условий работы, например, тех же электромагнитных полей. Обычно это выражается соотношением:

Wп = Wн / cos f

где:

Wп – необходимая полная мощность;

Wн – номинальная полезная мощность прибора;

сos f – коэффициент мощности, который обычно указывается в паспортах электроприборов наряду с их номинальной мощностью.

У приборов, имеющих электропривод, значение коэффициента может составлять порядка 0,5 ? 0,75, то есть значение полной мощности – превышать номинал в 1,3?1,4 раза. Для циркуляционных насосов и котлов с принудительной подачей воздуха и вытяжкой не будет большой ошибкой ориентироваться на увеличение вольтамперной характеристики в полтора раза по сравнению с номинальной мощностью.

Кроме того, в момент запуска приборов всегда присутствуют высокие пусковые токи, которые вообще могут превышать номинал в 3?4 раза, и это также следует учитывать.

Есть и еще один нюанс. При трансформации напряжения происходит неизбежная потеря мощности – энергия не может браться «с неба». Существует специальный коэффициент трансформации, который учитывает и это явление, и зависит он от уровня входного напряжения:

Чтобы не затруднять читателя самостоятельными расчетами, ниже размещен калькулятор, который позволяет с требуемым уровнем точности определить необходимую вольтамперную характеристику стабилизатора напряжения

Калькулятор расчета вольтамперной характеристики стабилизатора напряжения для газового котла

Перейти к расчётам

Расчет произведен с уже заложенным необходимым резервом мощности

Скорость реакции и стабилизации напряжения

С этим показателем все понятно – чем быстрее электроника прибора реагирует на изменение входного напряжения и вырабатывает адекватные сигналы – тем лучше. Обычно она измеряется в миллисекундах (мс) и у качественных приборов составляет всего около 5 мс. Впрочем,, и показатель в 20 мс является вполне приемлемым. А вот если он уже выше – стоит задуматься, так как реакция «слабовата».

В паспортах многих стабилизаторов указывается еще и скорость выравнивания напряжения. Она уже измеряется в вольтах в секунду (В/с, /с).  Хорошим считается показатель выше 100 Вт/с – стабилизация будет происходить практически мгновенно.  Если скорость невысока, порядка 10?20 В/с, то при больших перепадах напряжения электроника котла может работать некорректно.

Дополнительная оснащенность, исполнение, габариты прибора

Очень удобной опцией стабилизатора является цифровая индикация входного и стабилизированного напряжения – всегда есть возможность вести визуальный контроль. Впрочем, стоит ли переплачивать за это, или просто приобрести прибор с обычной светодиодной индикацией режимов работы – решать самому владельцу.

А вот системы защиты прибора должны быть в обязательном порядке. Имеется в виду защита от перегрева, перегрузки, от короткого замыкания – прибор должен уметь «беречь сам себя». На это стоит обратить внимание.

Обычно в параметрах стабилизатора указывается и диапазон рабочих температур. Он достаточно широк, и его нижний предел, как правило, составляет +5 °С – вполне приемлемая величина для любой котельной. Серьезнее следует отнестись к верхней его границе, так как перегрев стабилизатору, безусловно, противопоказан. При установке прибора следует продумать место, которое бы обеспечивало свободную циркуляцию воздуха для охлаждения.

Установка прибора зависит от его особенностей. Очень удобны настенные стабилизаторы – их можно разместить около котла и они совсем не занимают места. Правда, в основном это приборы невысокой или средней мощности, и не всегда подходящие по этому параметру для конкретных условий. Другой вариант – стабилизатор напольного размещения, который также можно установить на специально отведенную ему полку. Существуют универсальные модели, допускающие любой из способов установки. Габариты прибора обязательно учитываются при покупке, исходя из отведенного для него места.

Производитель прибора, предоставляемые гарантии

Очень важным критерием выбора всегда является репутация производителя стабилизатора. Но в этом вопросе потребителям проще – это тот случай, когда вовсе не требуется искать какие-нибудь ведущие зарубежные бренды – отечественные приборы марок «Энергия» («Voltron»),  «Rucelf», «Лидер», «Штиль» и некоторых других ничуть не хуже импортных «Quattro elementi», «Ресанта», «Luxeon» или «IEK».

Ассортимент стабилизаторов проверенных компаний, представленный в продаже – весьма широк, и это делает абсолютно бессмысленным приобретение какого-либо неизвестного никому прибора, пусть даже с красивым названием и привлекательной ценой. Важно – покупать технику такого типа только в проверенных магазинах (ее часто предлагают те же торговые или сервисные организации, что занимаются продажей и установкой котельного оборудования). Следует самым внимательным образом ознакомиться с технической документацией прибора, уточнить условия предоставляемого сервисного обслуживания, сроки гарантии производителя.

Краткий обзор популярных моделей стабилизаторов

Наименование модели	Иллюстрация	Краткое описание модели	Примерная цена
«Voltron РСН-500»		Стабилизатор релейного типа. Настенное исполнение. Электронная цифровая индикация. Мощность – 500 ВА. Диапазон входных напряжений: от 105 до 265 В. Время реакции – менее 10 мс. Допустимая перегрузка – до 110%. Габариты: 170x165x115 мм. Масса – 3.5 кг.	3200 руб.
«QUATTRO ELEMENTI Stabilia 500»		Стабилизатор релейного типа. Напольное исполнение. Два цифровых индикатора работы. Мощность – 500 ВА. Диапазон входных напряжений: от 140 до 270 В. Время срабатывания – менее 20 мс. Точность стабилизации – не более 8%. Функция плавного старта «Zero Cross». Два режима задержи повторного запуска. Габариты: 280x155x190 мм. Масса – 2,48 кг.	1950 руб.
«RUCELF СтАР-1000VA»		Релейный стабилизатор напряжения, напольного исполнения. Электронный цифровой дисплей с возможностью поочередного вывода необходимых параметров. Мощность – до 850 ВА. Диапазон входных напряжений: от 140 до 270 В. Точность стабилизации – до 6%. Время регулирования – не более 20 мс. Габариты: 265x117x168 мм. Масса – 2,85 кг.	2500 руб.
«Ресанта АСН 1500/1-Ц»		Стабилизатор релейного принципа действия с цифровым управлением. Напольное исполнение. Электронный дисплей. Мощность прибора – до 1500 ВА. Диапазон входных напряжений: от 140 до 260 В. Погрешность – до 8%. Габариты 140x170x237 мм. Масса – 4,85 кг.	2850 руб.
«Ресанта АСН-1000 Н/1-Ц»		Стабилизатор релейного принципа действия, настенного исполнения. Двойное электронное табло с цифровой индикацией. Мощность максимальная – до 1000 ВА. Диапазон входных напряжений – от 140 до 260 В. Точность стабилизации – в пределах 8%. Скорость реагирования – не более 7 мс. Габариты 206x133x230 мм. Масса – 1,7 кг.	3200 руб.
«Энергия АРС 1500»		Современный стабилизатор напряжения релейного типа, повышенной степени точности. Удобное настенное исполнение. Мощность – до 1500 ВА. Предельный диапазон входных напряжений: от 120 до 276 В. Функция автоматического отключения с последующим перезапуском с установленной задержкой. Время реакции – не более 10 мс. Точность стабилизации – погрешность не более 4%. Габариты: 320x200x72 мм. Масса – 5 кг. Заявляемый производителем срок службы – не менее 10 лет.	7600 руб.
«LIDER PS 900W 50»		Надежный, высокоточный стабилизатор напряжения электронного типа. Настенное исполнение. Мощность прибора – до 900 ВА. Расширенный диапазон входного напряжения: от 100 до 300 В. Точность регулирования, в зависимости от входного напряжения – от 0,5 до 4%. Расширенный температурный диапазон эксплуатации – прибор не боится морозов до -40 °С. Пять лет официальной гарантии отечественного производителя! Габариты: 265x135x245 мм. Масса – 10 кг.	10200 руб.

И в завершение публикации – еще один полезный совет. Если в местных электросетях основной бедой являются не столько перепады, сколько перебои с подачей напряжения, то стабилизатор вряд ли станет хорошим помощником. В этом случае оптимальным вариантом становится приобретение источника бесперебойного питания, со встроенными или подключаемыми аккумуляторами и, безусловно, с имеющимся модулем стабилизации выходного напряжения. Но это уже – тема для отдельного рассмотрения.

Видео: рекомендации по выбору стабилизатора напряжения для газового котла