Avbrottsfri för värmepump

Introduktion

UPS-enheten för den angivna modellen i händelse av ett strömavbrott, på grund av dess kretsimplementering, kan endast avaktivera belastningen, den förblir själv påslagen. Den här artikeln beskriver hur du åtgärdar denna brist.

Enheten som beskrivs här kan användas med alla modeller av Back-UPS, i vilket fall kommunikationsportinformationen som ges här kanske inte är korrekt.

Översikt över UPS, kommunikationsport och gränssnittskabel 940-0020B

APC Back UPS 600I avbrottsfri strömförsörjning har en StandBy (Off-Line) topologi - fig. ett.

Ris. 1. Standby-topologi

En UPS byggd enligt detta schema kallas ofta termen "Off-Line UPS". Vid en viss tidpunkt kan den vara i ett av två driftlägen - Standby eller On-line. I fallet när spänningen i nätverket är inom de acceptabla gränserna (standbyläge), växlas överföringsomkopplaren till flödet av belastningsströmmen genom kretsen "Surge suppressor - Filter". I detta läge skiljer sig UPS inte från ett vanligt nätverksfilter. Ingen spänningsstabilisering inträffar. Under drift i detta läge laddas även UPS-batterierna.

I händelse av att nätspänningen går över de tillåtna gränserna, växlar överföringsomkopplaren till att driva lasten via kretsen "Batteri - DC / AC inverter" (On-line-läge), d.v.s. från energin från ackumulatorbatteriet, omvandlat av växelriktaren till AC 220V. Eftersom omkopplingen av kontakterna och starten av växelriktaren inte kan ske omedelbart, kommer strömförsörjningen till lasten att avbrytas under en tid (överföringstid). De flesta standby-UPS ger överföringstid i storleksordningen 4-8 ms. Det speciella med detta system är att byte till On-Line när nätspänningen överskrider de tillåtna gränserna sker omedelbart och återgång till standbyläge - med en obligatorisk fördröjning på flera sekunder. Annars, med flera strömstörningar i nätverket, skulle det finnas en kontinuerlig omkoppling av Standby / On-Line och vice versa, vilket skulle leda till betydande förvrängning av belastningsströmmen och dess eventuella fel eller fel i dess drift.

Det bör beaktas att denna krets vanligtvis inte har förmågan att stabilisera spänningen när den arbetar i standby-läge och därför går in i On-Line med varje avvikelse i nätspänningen. Urladdningen av batteriet är mycket snabbare än omvänd laddning. Batteriladdarens effekt för detta schema väljs vanligtvis relativt liten och kompenserar inte för energiförbrukningen från batterierna under brownouts. Därför är denna UPS-topologi olämplig för användning i händelse av dålig kvalitet på försörjningsnätverket av två skäl:

a) Med frekventa övergångar till On-Line laddas batteriet ur snabbt och hinner inte återställa laddningen under standbyläget, vilket resulterar i att UPS:en förlorar förmågan att ge nödström till lasten under den tid som krävs;
b) Frekventa upprepningar av urladdnings-/laddningscykler kommer att förkorta batteriernas livslängd.

Beskrivningen av topologin är hämtad från (se listan över använda källor i slutet av artikeln).

Kommunikationsport

UPS-enheten har en kommunikationsport (Fig. 2) för kommunikation med datorns COM-port.

Ris. 2. APC Back UPS kommunikationsport

Syftet med portbenen:

1. Stäng av UPS. Under batteridrift gör en hög RS-232-spänning att växelriktaren stängs av och stänger av belastningen. UPS:en svarar endast på denna signal när belastningen drivs av batteri. APC:s webbplats säger att signalen måste vara giltig i 1 sekund, men experimentell testning har visat att UPS:en reagerar på signalen omedelbart.
2. Linjefel. I RS-232 nivåer. En hög nivå innebär att man byter till batteridrift.
3. Linjefel. öppen samlare. Normalt öppet.
4.GND
5.Låg batterinivå. öppen samlare. Normalt öppet.
6. Linjefel. öppen samlare. normalt stängt.
7. Ej använd.
8. Ej använd
9.GND

Den höga RS-232-nivån är cirka +12V i förhållande till portjord, den låga nivån är cirka -12V.

Notera: vid utveckling av mellanliggande kretsar kan TTL-nivåer också användas. UPS och COM-port reagerar på dem normalt.

Information om portens layout och syftet med dess kontakter är officiell, hämtad från (se listan över källor som används i slutet av artikeln).

Steg-för-steg-algoritm av åtgärder

Algoritmen för åtgärder för att själv tillverka en strömförsörjning från en gammal UPS kommer att vara följande:

transformatorn är bortkopplad från UPS:en, det framtida fallet för enheten förbereds;
med hjälp av en ohmmeter bestäms lindningen med det högsta motståndsvärdet: svarta och vita ledningar, som i framtiden kommer att fungera som en ingång till enheten (om det gamla höljet från UPS-enheten används för tillverkning, kommer ingången att vara motsvarande uttag placerat i slutet av den avbrottsfria strömförsörjningen och tjänar för anslutning av enheten och uttaget);
från ledningarna som är belägna på ena sidan av platsen för kärnan bildas en "ingång", från ledningarna på motsatta sidan är enhetens "utgång" utrustad;
transformatorn matas med växelström med en spänning på 220 volt;
spänning tas bort från oanvända kontakter;
ett par bestäms som har en potentialskillnad på 15 volt (vita och gula ledningar - "utgång");
en diodbrygga är installerad på "utgången";
konsumenter är anslutna till dess kontakter.

Schema och förklaringar

Figur 1 visar en standardtransformator från en UPS med typiska trådfärger som hänvisas till i DIY-strömförsörjningsinstruktionerna.

Hur man gör en laboratorieströmförsörjning

Att göra en laboratorieströmkälla från en gammal avbrottsfri strömkälla är en svårare uppgift. Laboratorieströmförsörjningen används ofta av radioamatörer. Förutom transformatorn från den gamla UPS:en behöver du också:

kraftfull transistor;
dioder för spänningslikriktning;
mikrokrets (från OU);
relä;
en uppsättning lysdioder;
varistor;
kopplingar;
oxidkondensatorer;
keramiska kondensatorer.

Förklaringen av strömförsörjningen visas i figur 2.

Transformatorns primärlindning tar emot spänning från nätverket genom det insatta elementet FU1 och strömförsörjningsbrytaren SA1. Parallellkopplad RU1 (varistor) fungerar som skydd mot spänningsöverspänningar.

Med hjälp av R1 (strömbegränsningsmotstånd) och VD1 (diod) strömförs HL1 LED, vilket fungerar som en indikator på närvaron av nätspänning.

Till lindning || en spänningslikriktare är ansluten, placerad på VD2-VD5 (diodavgifter). Placeringen av reläkontakterna K 1.1 bestämmer driften av transformatorn som en helvågstransformator med en spänning på cirka 10 V eller som en brygga med en spänning på cirka 20 V. Från likriktaren tillförs spänningen till fältet -effekt transistor.

Med hjälp av kondensatorerna C1 och C3 jämnas krusningar ut. Med hjälp av motståndet R17 säkerställs spänningsstabilisatorns minsta belastning.

Från likriktaren monterad på VD6-VD9 (dioder), med deltagande av C2 och C5 (kondensatorer), drivs den parallella stabilisatorn av:

mikrokretsar (DA1, op-amp DA2);
relä K1;
fläkt M1.

HL2 (LED) ger en signal när det finns spänning i denna likriktare.

Strömgränströskeln ställs in av motstånd:

Reläet (K1) styrs av ett motstånd (VT2). Utspänningen ställs in av R19 (trimmotstånd). När den överskrids växlar reläet utspänningen. När maxtemperaturen inställd av R15 (motstånd) överskrids, startar VT3 (transistor) och RK1 (termistor) M1 (fläkt). De för höga relä- och fläktspänningarna fördelas till R13 respektive R18 (motstånd).

När tröskelvärdet för belastningsströmmen överskrids, minskar utgångsspänningen från op-amp. VD 10 (diod) öppnas, vilket minskar spänningen vid VT1 (transistorgate) till normala värden som säkerställer strömflödet. Strömgränsen sätts av R8 och R7 (motstånd) i intervallen 0-0,5 A respektive 0-5 A. Med hjälp av kondensatorer säkerställs en stabil drift av strömbegränsaren.

Med en ökning av deras kapacitans ökar också stabilitetsvärdet, men värdet på strömbegränsarens hastighet minskar.

Figur 3 visar sammansatta likriktare, transistorer i montering med sammankopplade element.Transformatorutgångarna är utrustade med uttag, vid behov används de för installation av motsvarande pluggar, lödda från kortet från den gamla UPS:en.

Justeringen bör börja med att bestämma den maximala utspänningen med R12 (motstånd) med skjutreglaget placerat överst i kretsen. Genom att välja R13 (motstånd) på K1 (relä) ställs det nominella spänningsvärdet in. På fläkten ställs spänningen in av R18 (motstånd).

Utströmsbegränsaren justeras genom att ansluta en seriekopplad amperemeter och ett variabelt motstånd med ett motstånd på 15 ohm och en effekt på 50 watt.

Motstånd R1, R7 är inställda på positionen i kretsen till vänster, och R8 är till höger, med dess hjälp justeras utströmmen.

Strömgränsläget låter dig ladda batterierna genom att ställa in slutspänningen och strömmen. Ytterligare förfining utförs genom att installera utrustning:

voltmeter;
amperemeter;
komplex mätanordning.

Byta strömförsörjning hur de fungerar översikt över kretsar

Blockschemat för en omkopplande strömförsörjning illustreras av mnemoniska symboler för spänningsformen ovanför vart och ett av dess ingående block, och interaktionslänkarna indikeras med pilar.

Det är bekvämt att representera kretsschemat i denna form.

Kretskortet för en av enheterna med delarnas placering visas på bilden nedan med mina kommentarer.

Naturligtvis är detta bara ett specialfall, som med största sannolikhet inte kommer att matcha din UPS. Här strävar jag efter ett enkelt mål - att påminna om principerna för interaktion mellan de ingående delarna av blocket.

Om du behöver lära dig mer om dessa frågor, läs då en specialskriven artikel.

2 alternativ som används

De flesta värmesystem drivs med naturgas. För att all utrustning ska fungera effektivt och felfritt måste en stabil strömförsörjning integreras i sådana system.

I händelse av ett oväntat strömavbrott kommer systemet utan sådan utrustning att stängas av och börja svalna, vilket kan leda till fel.

UPS för redundanta gaspannapumpar

Med ständigt förekommande strömstörningar (ett ganska vanligt förekommande i alla kraftnät) kan en stabil utspänning också erhållas med hjälp av en UPS. I det här fallet kommer en sådan anordning samtidigt att vara både en stabilisator och ett batteri.

För att skapa en reservkraftkälla för pumpen och automatisering av värmesystemet behöver du ett batteri, en växelriktare och en laddare.

När du väljer en avbrottsfri strömförsörjning bör du vara uppmärksam på parametrarna för utspänningen. I instruktionerna som är anslutna till enheten bör det tydligt anges - ren sinus

Kvasi-sinus, approximerad sinus, kvasi-sinusform - är inte lämpliga, för när de används misslyckas den automatiska kontrollen av systemet ganska ofta, vilket leder till överhettning och sammanbrott av både pumpen och automatiska värmebrännare.

2.1 Expertråd

När du köper och installerar, var uppmärksam på följande punkter:

enheten måste vara pålitlig, av hög kvalitet och ekonomisk när det gäller energiförbrukning, eftersom den i nödsituationer måste arbeta i flera timmar;
priset på utrustning bör inte påverka valet, eftersom dess drift kommer att pågå i många år;
ytterligare (reserv)batterier kommer att krävas för att öka batteriets livslängd;
om UPS-enheten ingår i värmesystemet, är det inte tillåtet att ansluta andra enheter till det, såsom ett kylskåp, en djuppump eller liknande enheter eller enheter;
plats (montering) kan vara golv och vägg. Med stora dimensioner av enheten och hög effekt är det bättre att installera den på golvet;
Installationsrummet kan vara en källare eller semi-källare, där ett hermetiskt tillslutet skåp är förinstallerat, vilket ger vattentätning (frånvaro av fukt) på batterierna och själva enheten.

Exempel på monterad bypass med pump i ett värmesystem

2.2 Hemmagjord avbrottsfri strömförsörjning

Att göra en sådan nödvändig enhet för specialister med sina egna händer är inte en olöslig uppgift.

Som grund är det nödvändigt att använda en växelriktare, som är utrustad med en meander vid utgången. För att få en ren sinusvåg måste ett speciellt filter läggas till. Ett sätt att omvandla en fyrkantsvåg till en ren sinusvåg är att slå på en pulsomvandlare.

Naturligtvis kan de exakta parametrarna för gör-det-själv-utrustning endast erhållas av en person som känner till principerna för elteknik väl.

När du löser problemet - hur man gör en avbrottsfri strömförsörjning med dina egna händer korrekt, bör du omedelbart ta hänsyn till att bilbatterier inte rekommenderas för användning för detta ändamål. Dessutom måste minimikapaciteten för laddade batterier vara minst 100 Ah.

När du använder värmesystemet på platser där ett långt strömavbrott är möjligt, bör du skaffa ett autonomt kraftverk eller generator. Detta gör att du kan gå in i två driftslägen - natt och dag. På natten drivs systemet endast av UPS:en och under dagen drivs det av en generator som samtidigt laddar batterierna.

Hemmagjord avbrottsfri enhet

För att öka varaktigheten på den avbrottsfria strömförsörjningen bör du ansluta flera batterier med samma laddningsnivå och samma kapacitet. Anslutningen kan vara serie, för att öka spänningen utan att ändra kapacitansen, eller parallell, vilket kommer att öka kapacitansen utan att ändra spänningen.

Batterier bör inte placeras nära varandra och när de placeras placeras de bäst inomhus i rumstemperatur. Närvaron av en närliggande värmekälla, såväl som påverkan av kyla, påverkar batteriernas prestanda negativt, vilket avsevärt minskar deras prestanda.

Användningen av en avbrottsfri strömförsörjning i värmesystemet är valfritt. Men trots de extra kostnaderna låter det dig vara säker på att du inte behöver spendera pengar på att reparera utrustning som har gått sönder på grund av ett strömavbrott.

1 Varför du behöver en UPS

Stationära kraftöverföringssystem från producent till konsument ger ofta överraskningar i form av strömavbrott. Detta händer av en mängd olika anledningar som inte är så viktiga, förutom det faktum att det inte finns något ljus.

När detta händer stoppar värmesystem, inklusive elektriska pumpar, cirkulationen av kylvätskan, dess individuella element överhettas och misslyckas.

Det finns tre vägar ut ur denna situation:

Beräkna och bygg ett värmesystem där det inte finns någon elektrisk pump. Cirkulation i detta fall bör ske på grund av påverkan av gravitationskrafter och skillnaden i densiteten hos de uppvärmda och kalla vätskorna i rören under tillförsel och retur. För effektiv drift av ett sådant värmesystem måste rör med stor diameter användas (vilket inte är särskilt bekvämt) och samtidigt förutses inga justeringar under drift.
I form av en alternativ generation av el - installera en generator (diesel eller bensin). Men det kommer att kräva ett separat rum, eftersom sådana enheter under drift producerar mycket ljud och avger avgaser som måste avlägsnas. Dessutom ökar kostnaden för bränsle avsevärt kostnaden för att förse bostadslokaler med värme.
Installera en avbrottsfri värmepump för att säkerställa en konstant cirkulationsprocess som går på batteri.När den centraliserade strömförsörjningen stängs av kommer UPS-enheten automatiskt att ersätta den, vilket omvandlar likströmmen från batterierna till växelström med hjälp av en växelriktare. Sådan extrautrustning tar inte upp mycket utrymme och kan placeras på vilken bekväm plats som helst. UPS:en kräver inte heller speciellt underhåll, det viktigaste är att se till att batterierna alltid är laddade.

UPS:ens enklaste schema

UPS-enheten används inte bara i gas utan också i pannor för fast bränsle, vilket avsevärt ökar tillförlitligheten för deras oavbrutna drift när strömmen är avstängd.

1.1 Typer av UPS

En avbrottsfri strömbrytare för en värmepump kan ha flera versioner:

en linjär UPS är den enklaste modellen som inte har en spänningsregulator. När den stationära strömförsörjningen avbryts, växlar en sådan enhet oberoende till batterikraft;
linjeinteraktiv UPS - utrustad med den enklaste spänningsregulatorn och när den körs på batteri matar den ut de nödvändiga 220V och 50Hz;
dubbelkonvertering UPS. Förutom spänningsstabiliseringssystemet har den möjlighet att ansluta till en generator.

Linjeinteraktiva enheter har låg intern spänning, vilket gör att de kan driva från 1 till 4 batterier.

I det här fallet sker en oberoende kontroll av mängden laddning och när batteriets restkapacitet är under 20 % stängs det av. Byte till fristående läge vid strömavbrott och vice versa sker automatiskt.

UPS-val och kapacitetsbestämning

Valet av IPD bör tas på största allvar. Alla egenskaper hos strömförsörjningen måste matcha utrustningens krav. I händelse av ett fel är det stor sannolikhet att de elektriska enheterna i värmekretsen helt enkelt brinner ut eller i bästa fall inte fungerar korrekt.

Avbrottsfria för en värmecirkulationspump och en panna finns i två klasser, som endast skiljer sig åt i närvaro av en spänningsstabilisator:

linjär (on-line);
linjär-interaktiv (off-line).

Linjära avbrottsfri strömförsörjning är inte utrustad med en spänningsstabilisator och överför den i transit från nätverket, generatorn eller batterierna. Line-interactive avbrottsfri strömförsörjning kallas också dubbelkonvertering UPS. Det här alternativet är bättre, eftersom spänningen omvandlas till rätt sinusform, vilket inte kan sägas om linjära enheter. Spänningsstabilitet utan fall är mycket viktig för värmesystemutrustning. Off-line avbrottsfria är dyrare.

Båda typerna av UPS är alltid anslutna till nätverket och aktiveras automatiskt vid strömavbrott. Förutom de funktioner som redan beskrivits av dem, laddar de också batterierna som är anslutna till dem, vissa modeller styr nivån på batteriurladdningen

Förutom det faktum att UPS:ens egenskaper måste matcha utrustningens krav, är det också viktigt att bestämma kapaciteten hos den avbrottsfria strömförsörjningen.

Det är tillåtet att använda kraftfullare enheter, men varför betala för mycket för en onödig resurs?

För att beräkna kraften på UPS:en måste du summera all förbrukad effekt och toppeffekt för enheterna i kretsen. Dokumentationen för pannan och pumpen har deras strömförbrukning.

Pumpens effektförbrukning återspeglar inte det verkliga effektbehovet för detta kretselement, eftersom dess starteffekt är högre än den förbrukade effekten. Det vill säga reserveffekten för värmepumpen ska beräknas med god marginal. När du har slutfört summeringen får du ett värde som du behöver lägga till ytterligare tjugo procent så att UPS:en inte fungerar vid gränsen för dess kapacitet.

Vad kan göras

Från den gamla avbrottsfria strömförsörjningen kan du få många enheter i all hast. Bland annat bör det noteras särskilt användbart i vardagen:

Laddare;
enkel växelriktare;
UPS för gaspanna;
12 volts källa (för radio och andra ändamål).

Laddare

För att göra en laddare av en gammal avbrottsfri strömförsörjning måste du gå tillväga enligt följande:

för det första bestäms transformatorns primära och sekundära kretsar;
220 V tillförs den primära genom att sätta i spänningsregulatorkretsen (en reostat för en glödlampa är lämplig);
en brygga på cirka 40-50 ampere är ansluten till den sekundära transformatorlindningen;
anslut polerna och motsvarande poler på batteriet.

Spänningskalibrering kommer att utföras av en improviserad regulator inom 0-15 volt.

Du måste kontrollera laddningsnivån enligt indikatorn eller med hjälp av en voltmeter.

Enkel inverter

En transformator utan batteri kommer att göra en fungerande växelriktare för en bil. Monteringsprocessen kommer att fortsätta enligt följande:

demontering av avbrottsfri strömförsörjning: borttagning av batteriet, bita av polerna, strippa ändarna;
sök efter en kontakt för att ansluta till nätverket (om det finns en kontakt ska den tas bort, om inte, ledningarna bits av brädet, ändarna skalas av);
ledningarna från batteriet med en lödkolv måste anslutas till ledningarna från kontakten på bakpanelen, lödpunkterna är inte isolerade;
cigarettändaruttaget löds fast vid enheten, observerar polariteten och isolerar lödpunkterna;
enhetens interna högtalare är utesluten (den rivs av med en tång eller brädet tas bort);
montering av höljet genom att lägga till standarduttag (för vissa UPS-enheter ingår de redan i originaldesignen).

UPS för gaspanna

En dator UPS är också lämplig för en gaspanna. Konverteringsprocessen bör göras enligt följande:

borttagning av en felaktig strömförsörjning;
skapande av terminalklämmor, med hänsyn till att polariteten respekteras (det är bättre att göra klämmor i olika färger för att indikera plus och minus) genom att göra 2 hål, fixera terminalklämmorna och löda till dem de trådar som tidigare var lämpliga för den interna strömförsörjningen från datorn;
för att förhindra för tidigt fel på enheten på grund av överhettning, kommer det att vara nödvändigt att installera fläktar med eller utan ett hölje anslutet i serie (för att starta dem, rekommenderas att använda en LED genom att löda dess ledningar till lindningen av ett litet relä, och du måste löda en tråd från det inkommande "+"-batteriet till ett av reläkontakternas batteri, och till den andra - en fri röd tråd från fläkten, en annan gratis svart tråd löds fast till batteriets minus).

12 volts källa

En misslyckad avbrottsfri strömförsörjning kan också anpassas till en 12 voltskälla. Detta görs väldigt enkelt. Först måste du ansluta ett uttag till den avbrottsfria nätsladden. För att göra detta är ena änden initialt avskuren från den. Efter att ha slutfört denna procedur, med en avbrottsfri strömförsörjning, kan du redan ladda telefonen. Genom ytterligare enkla transformationer som beskrivs ovan kan du öka kraften hos en hemmagjord enhet (se delen om växelriktaren).

Således är en gammal avbrottsfri strömförsörjning från en dator lämplig för olika ändamål. De beskrivna enheterna är bara en ofullständig lista över vad som kan göras med elementära kunskaper i fysik.

Därför rekommenderar vi att du inte skyndar dig att kasta ut den gamla datorn - det kan finnas många intressanta saker inuti!

Vi uppmärksammar också alla våra läsare på behovet av strikt iakttagande av säkerhetsföreskrifter och försiktighetsåtgärder.

Effektval

Innan du köper bör du göra några beräkningar. För en samordnad drift av hela systemet är det nödvändigt att korrekt välja en kraftenhet som matchar parametrarna för dina enheter. Den allmänna beräkningsprincipen är att den totala effekten för alla datorenheter inte ska överstiga UPS-enhetens effekt. En strömförsörjnings kapacitet beror på dess uteffekt, som mäts i volt-ampere och beräknas genom att multiplicera spänningen med strömmen.

När du själv beräknar den erforderliga effekten, glöm inte det.Datorns och anslutna enheters effekt anges i watt och enhetens effekt i VA. Justera efter behov, med hänsyn till att 1 watt motsvarar ungefär 1,45 volt-ampere.

I det slutliga valet är det en bra idé att lägga till en UPS-kapacitet på 10–20 % för att säkerställa att din utrustning är skyddad. Säkerheten med att använda en vanlig hemdator med en 17-tums bildskärm kommer att kunna ge en enhet med en effekt på 400 VA eller mer.

Vad är

Alla producerade block kan villkorligt delas in i tre typer:

Boka. USP låg effekt. Huvudfunktionen är att byta till batterikraft under strider i nätverket och vice versa när spänningen normaliseras;
Interaktiv. De används oftast för hem- och kontorsdatorer. Enheten har en stabilisator, som ger en sinusformad spänning vid utgången;
Nätaggregat online. Under arbetets gång sker en dubbel spänningsomvandling. Den ingående växelströmmen omvandlas till likström och växelriktaren konverterar den tillbaka till växelström. Den används när stora DNS-servrar och stationer körs.

I medel- och högeffektsenheterna finns en speciell enhet för att ansluta ingången och utgången direkt, utan att använda reservkraft, kallad bypass. Vid överbelastning skickas strömmen från växelriktaren till bypass, vilket sparar strömförbrukning.

Det korrekta valet av blocket inkluderar val efter effekt, typ och användningsändamål.