UPS per caldaie a gas da riscaldamento: come scegliere, TOP 12 migliori modelli, suggerimenti per la manutenzione

Durante l'installazione di una caldaia per riscaldamento con pompa e controllo elettronico, si consiglia di acquistare immediatamente un gruppo di continuità (UPS). Questo dispositivo consentirà di continuare a riscaldare gli ambienti anche in assenza di elettricità. Ma non tutti gli apparecchi sono in grado di garantire il funzionamento dell'apparecchiatura per lungo tempo.

Spiegheremo come scegliere correttamente un UPS per caldaie a gas. Nell'articolo che proponiamo vengono descritte in dettaglio le varietà utilizzate nella pratica, oltre a una classifica dei migliori modelli di UPS. Seguendo i nostri consigli, la scelta e l'utilizzo del dispositivo, e dell'intero sistema di riscaldamento, non porranno alcun problema.

Necessità di un UPS per caldaie da riscaldamento

La maggior parte delle caldaie a gas moderne richiede una connessione permanente a una fonte di alimentazione elettrica. Dalla rete funzionano la pompa di circolazione, l'unità di controllo, il sistema di accensione, la ventilazione forzata.

Gli utenti avanzati di apparecchiature di riscaldamento installano moduli GMS, che consentono di gestire i sistemi a distanza. In caso di interruzione di corrente, il funzionamento di tutti i dispositivi elencati cessa e l'ambiente riscaldato inizia a raffreddarsi.

È più semplice installare un UPS e prevenire l'incendio dei componenti elettronici della caldaia a gas a causa di sovraccarichi, piuttosto che pagare le conseguenze di un incendio su larga scala.

I componenti elettronici delle caldaie a gas sono esigenti anche riguardo ai parametri di tensione. La grande estensione delle reti elettriche nelle case di campagna porta spesso a un abbassamento della tensione di rete, nonché a un deterioramento delle caratteristiche di frequenza della corrente. Di conseguenza, la caldaia può funzionare in modo irregolare o non accendersi affatto.

Tutti i problemi elettrici vengono risolti installando un UPS; alcuni modelli sono in grado non solo di fornire alimentazione di riserva all'apparecchiatura, ma anche di correggere le imperfezioni di tensione e frequenza.

La stabilizzazione automatica della tensione tramite gruppo di continuità consente di ridurre i carichi sui convertitori elettrici della scheda della caldaia a gas e aumentarne la durata.

I vantaggi dell'installazione di un gruppo di continuità per caldaia a gas sono:

1. Protezione dalle fluttuazioni di tensione. Il costo dell'UPS è molte volte inferiore al prezzo di una nuova scheda elettronica per caldaia.
2. Semplicità di montaggio, che non richiede competenze speciali.
3. Controllo automatico dei parametri elettrici della rete.
4. Durata fino a 5-7 anni.
5. Assenza di necessità di manutenzione.
6. Silenziosità di funzionamento.

In caso di forte gelo, l'arresto dell'impianto di riscaldamento anche per poche ore può causare la rottura dei tubi situati vicino all'esterno. Pertanto, garantire la continuità di funzionamento della caldaia tramite UPS non è un capriccio, ma una soluzione razionale per risparmiare tempo e denaro.

Principio di funzionamento dell'UPS

Il compito principale dell'UPS è fornire alla rete una tensione di potenza sufficiente in caso di interruzione di corrente. Il passaggio all'alimentazione a batteria deve avvenire in frazioni di secondo in modo che l'apparecchiatura collegata non si spenga.

I gruppi di continuità sono anche in grado di stabilizzare la tensione, rettificare l'onda sinusoidale e mantenere la frequenza della corrente entro i limiti normali. Ma non tutti i modelli dispongono di funzioni aggiuntive.

Quando si sceglie un gruppo di continuità per l'impianto di riscaldamento, si può optare per un dispositivo più potente in modo da poter collegare ulteriormente altri apparecchi se necessario.

La struttura dell'UPS non è uniforme.

Nella configurazione massima, l'UPS è composto dai seguenti elementi:

• corpo;
• batteria;
• convertitori di corrente e tensione (inverter, raddrizzatori, ecc.);
• interruttore;
• microcircuito di controllo.

Per il funzionamento dell'apparecchiatura collegata sono importanti le seguenti caratteristiche dell'UPS:

1. Tipo di curva della tensione di uscita: sinusoide approssimata o pura. La prima opzione è meno preferibile perché non è familiare alla maggior parte dei dispositivi elettronici e ne provoca un'usura maggiore.
2. Potenza assorbita. I motori della pompa e del ventilatore hanno elevate correnti di spunto, quindi la potenza massima dell'UPS deve essere almeno 2 volte superiore al consumo energetico della caldaia.
3. Velocità di commutazione alla fonte di alimentazione di riserva. Più è alta, meglio è per l'apparecchiatura collegata.
4. Capacità elettrica. Da essa dipende l'autonomia dell'intero impianto di riscaldamento. Per aumentare la capacità, all'UPS possono essere collegati batterie esterne aggiuntive.
5. Durata. Dipende dalle modalità di utilizzo e dalla struttura interna delle batterie.
6. Intervallo dei parametri di ingresso della rete che consentono al gruppo di continuità di fornire tensione, frequenza e sinusoide accettabili senza passare alla batteria.
7. Presenza di messa a terra ("zero passante").

In modalità autonoma, gli UPS sono in grado di produrre 2 tipi di sinusoide:

• liscia;
• approssimata.

Una sinusoide graduale è più accettabile e garantisce sempre il normale funzionamento dell'apparecchiatura collegata.

I tempi di funzionamento indicati dell'apparecchiatura dal gruppo di continuità sono approssimativi. Il tempo esatto può essere determinato testando il set specifico di apparecchiature.

Il costo dei gruppi di continuità dipende direttamente dalla capacità delle batterie, dalle funzionalità aggiuntive e dalla conformità dei parametri di uscita di corrente e tensione ai valori normativi. Tuttavia, anche l'UPS più economico è meglio di nessun UPS.

Tipi di gruppi di continuità

I produttori di UPS realizzano dispositivi per qualsiasi budget finanziario, ma più è costoso, maggiore è la sua funzionalità e il tempo di funzionamento autonomo.

Gli UPS in base al principio di funzionamento possono essere suddivisi in tre categorie principali: continui (tipo on-line), line-interactive e di backup (tipo off-line). Ogni tipo di UPS verrà esaminato in dettaglio in seguito.

Opzione #1: standby

In presenza di elettricità nella rete, un UPS di backup o off-line funge da intermediario, trasmettendo tensione e corrente con le stesse caratteristiche presenti all'ingresso del dispositivo.

Solo quando l'elettricità viene a mancare o i suoi parametri escono dall'intervallo programmato, l'UPS trasferisce l'apparecchiatura collegata all'alimentazione dalla batteria.

Gli elementi di controllo degli UPS di backup economici sono generalmente limitati a un unico pulsante, le cui diverse combinazioni di pressione consentono di regolare il funzionamento del dispositivo.

Gli UPS di backup sono solitamente dotati di batterie con capacità di 5-10 Ah, sufficienti per il funzionamento continuo della caldaia per 10-30 minuti. Le loro funzioni principali sono prevenire l'arresto immediato dell'apparecchiatura di riscaldamento e fornire il tempo per un suo corretto arresto manuale.

I vantaggi degli UPS off-line sono:

1. Assenza di rumore.
2. Alta efficienza quando alimentati dalla rete.
3. Prezzo basso.

Svantaggi degli UPS off-line:

1. Il tempo di commutazione sulla batteria è di 4-12 ms.
2. Impossibilità di regolare le caratteristiche di tensione e corrente.
3. Il funzionamento da un generatore a benzina è pericoloso per la caldaia perché i parametri della sinusoide non vengono mantenuti.
4. Capacità ridotta della batteria.

Molti modelli di UPS di backup prevedono l'installazione di batterie esterne, grazie alle quali il loro tempo di funzionamento autonomo può essere aumentato. Ma anche con una batteria potente, rimangono semplici interruttori dell'alimentazione della caldaia dalla rete all'autonoma.

Opzione #2: line-interactive

Gli UPS di tipo line-interactive sono più avanzati rispetto a quelli di backup. Oltre alla batteria, questi dispositivi hanno stabilizzatori di tensione, che consentono loro di fornire 220 V in uscita.

I modelli più costosi sono in grado di analizzare la forma dell'onda sinusoidale e passare all'alimentazione a batteria quando la distorsione supera il 5-10%. Tali UPS non sono in grado di correggere la forma dell'onda sinusoidale quando funzionano dalla rete.

La gestione di un UPS line-interattivo è più complessa. Di solito consente di impostare i limiti del range di tensione in ingresso e il tempo di ritardo di accensione delle apparecchiature collegate.

I modelli linea-interattivi con elevata potenza in uscita vengono spesso installati all'ingresso dell'impianto elettrico domestico. Di solito vengono collegati a batterie esterne di grande capacità.

Vantaggi degli UPS line-interattivi:

1. Breve intervallo di commutazione in modalità autonoma – 2-10 ms, che praticamente non influenza il funzionamento delle apparecchiature collegate.
2. Alta efficienza quando alimentati dalla rete.
3. Possibilità di stabilizzare la tensione anche senza batteria.

Svantaggi degli UPS line-interattivi:

1. Incapacità di influenzare la forma dell'onda sinusoidale quando alimentati dalla rete.
2. Capacità limitata a 5 kVA.
3. Assenza di correzione della frequenza di corrente.

I gruppi di continuità linea-interattivi vengono acquistati più spesso di quelli di riserva, perché sono inoltre dotati di uno stabilizzatore di tensione, che consente alle apparecchiature di riscaldamento di funzionare in modo più corretto.

Opzione #3: online

I parametri di uscita della rete elettrica per gli UPS continui (on-line) non dipendono dalle loro caratteristiche di ingresso. Le apparecchiature collegate vengono sempre alimentate dalla batteria, indipendentemente dalla presenza di tensione all'ingresso. Ciò è garantito dalla conversione dell'energia elettrica in due fasi.

Innanzitutto, la tensione in ingresso viene abbassata, la corrente alternata viene raddrizzata e l'energia elettrica viene utilizzata per ricaricare la batteria.

Gli UPS continui hanno un costoso circuito multicomponente che si giustifica economicamente solo con un'elevata potenza delle apparecchiature collegate e una corrispondente capacità delle batterie.

Quando viene erogata elettricità, avviene il processo inverso. L'energia elettrica viene prelevata dai contatti della batteria, la corrente viene convertita in alternata, la tensione viene aumentata e fornita all'uscita dell'UPS.

Di conseguenza, l'apparecchiatura collegata funziona in modalità completamente autonoma con parametri elettrici stabili. Non teme sbalzi di tensione, distorsioni della sinusoide e nemmeno fulmini. I fattori esterni possono danneggiare il gruppo di continuità, ma non lo scaldabagno a gas o la caldaia a pavimento ad esso collegati.

Vantaggi degli UPS continui:

1. In caso di interruzione dell'alimentazione elettrica, l'alimentazione dei dispositivi collegati non viene interrotta.
2. Parametri di tensione e frequenza stabili, forma d'onda sinusoidale corretta, particolarmente importante quando si collega una caldaia a gas.
3. Protezione da aumenti improvvisi di tensione.
4. Collegamento senza problemi a un generatore a benzina per ricaricare la batteria.
5. Possibilità di regolare la tensione in uscita.

Principali svantaggi degli UPS on-line:

1. Rumore eccessivo e produzione di calore durante il funzionamento della ventola.
2. Bassa efficienza (80-94%)
3. Il costo dei UPS a doppia conversione supera di due o tre volte il prezzo dei modelli line-interactive.

I vantaggi dei UPS di tipo on-line sono evidenti. Questi UPS sono piuttosto costosi, ma garantiscono la massima protezione elettrica possibile per la caldaia a gas. Collegando batterie ad alta capacità, non ci si deve preoccupare del normale funzionamento dell'impianto di riscaldamento, anche in caso di interruzione di corrente.

Regole per la scelta dell'UPS

La delicatezza dell'elettronica delle caldaie a gas non consente di risparmiare sull'affidabilità e sulla funzionalità dei gruppi di continuità. La scelta di un UPS per la caldaia di riscaldamento è piuttosto complessa a causa della varietà dei loro parametri tecnici e dei numerosi produttori di apparecchiature.

Tuttavia, esiste una serie di caratteristiche dei gruppi di continuità da considerare in primo luogo:

1. Durata del funzionamento continuo in modalità autonoma.
2. Potenza apparente e attiva.
3. Natura della sinusoide in uscita.
4. Limiti dei range di tensione operativi.
5. Possibilità di collegare batterie esterne.

La durata del funzionamento continuo dell'UPS in modalità autonoma dipende direttamente dalla capacità della batteria. Se non si è certi che le risorse integrate siano sufficienti, è possibile acquistare un UPS con la possibilità di collegare batterie aggiuntive.

La capacità del sistema di alimentazione uninterruptible può essere sempre aumentata acquistando nuove batterie. È consigliabile scegliere batterie identiche.

Nelle specifiche tecniche dei gruppi di continuità sono indicati i valori di potenza apparente e attiva. È auspicabile che il secondo parametro sia doppio rispetto alla potenza lineare totale dell'apparecchiatura di riscaldamento. Ciò consentirà all'UPS di sopportare senza conseguenze negative le correnti di spunto dei motori della pompa e del ventilatore.

I valori dei range limite della tensione di lavoro sono particolarmente rilevanti per le case di campagna. Nelle ore serali, sulle linee lontane dal trasformatore, la tensione può scendere fino a 160-170 V. In tal caso, l'UPS passerà costantemente l'alimentazione sulla batteria, quindi è meglio acquistare un gruppo di continuità con stabilizzatore integrato e una soglia di tensione di lavoro bassa.

Sinusoide approssimata (1) e pura (2). Tutte le apparecchiature elettroniche della caldaia a gas sono progettate per funzionare con una sinusoide pura, quindi il tipo approssimato può interferire con il funzionamento di alcuni componenti.

La sinusoide approssimata influisce negativamente sul funzionamento dei motori elettrici: emettono rumore e la loro efficienza diminuisce.

Anche il circuito integrato della caldaia a gas potrebbe funzionare in modo instabile, causando l'accensione o lo spegnimento spontaneo dell'apparecchiatura. Pertanto, per l'alimentazione degli impianti di riscaldamento, è preferibile acquistare un UPS con sinusoide fluida, che non crei problemi.

I gruppi di continuità hanno molte caratteristiche tecniche aggiuntive, ma i loro valori non sono così critici per il funzionamento della caldaia a gas.

Tipi di batterie ricaricabili

Per gli UPS vengono prodotti esclusivamente accumulatori al piombo-acido (SLA), che sono più pesanti e più grandi di quelli al litio, ma significativamente più economici. Nei gruppi di continuità vengono utilizzate batterie ermetiche, che sono sicure e non richiedono manutenzione.

La tenuta stagna degli accumulatori al piombo-acido può essere ingannevole, quindi non conviene tentare la sorte e capovolgere i dispositivi su un lato o a testa in giù.

In commercio si possono trovare accumulatori per UPS di due tipi:

• al gel (GEL);
• in fibra di vetro (AGM).

Nell'elettrolita delle batterie al gel vengono aggiunti composti di silicio, che lo rendono molto denso. Di conseguenza, il contenuto della batteria non fuoriesce durante le vibrazioni e non si rovescia quando il dispositivo viene ribaltato.

L'ossigeno e l'idrogeno rilasciati durante il funzionamento vengono assorbiti dal gel e interagiscono lentamente tra loro formando acqua. In questo modo si garantisce la completa sicurezza degli accumulatori.

L'accumulatore al gel all'interno non ha liquido nel senso comune del termine. È composto da diversi recipienti indipendenti, all'interno dei quali si trovano elettrodi sintetici ricoperti da una sostanza viscosa.

Lo spazio interno delle batterie AGM è riempito con feltri porosi in fibra di vetro, che contribuiscono anche a rallentare l'interazione tra ossigeno e idrogeno. Lo svantaggio di queste batterie è l'elettrolita liquido, che può comunque fuoriuscire in caso di danneggiamento dell'accumulatore o se viene capovolto.

In caso di danneggiamento meccanico della batteria in fibra di vetro, è severamente vietato raccogliere il liquido fuoriuscito con uno straccio. È un acido forte che può bruciare la pelle.

Grazie alla maggiore sicurezza, le batterie al gel costano dal 10% al 20% in più rispetto a quelle in fibra di vetro, a parità di capacità. Ma se l'UPS per l'impianto di riscaldamento rimane tranquillamente a terra, non ha senso pagare di più.

Molti UPS offrono la possibilità di collegare batterie esterne. Quando si utilizzano più batterie in parallelo, è importante che abbiano le stesse specifiche tecniche. Ciò consentirà alle batterie di caricarsi e scaricarsi in modo uniforme, prolungando la durata di ciascuna.

Consigli per l'utilizzo dell'UPS

Installare un UPS è piuttosto semplice: basta leggere le istruzioni e collegare tutti i dispositivi esterni secondo lo schema descritto.

L'efficienza dei potenti UPS diminuisce a causa del funzionamento costante della ventola, che raffredda i convertitori di corrente e le batterie all'interno.

Il funzionamento degli UPS è semplice e non richiede intervento umano.

Tuttavia, esistono sfumature di funzionamento non descritte nei manuali, di cui è necessario prendere conoscenza:

1. Non posizionare l'UPS e le batterie esterne vicino a fonti di calore o l'uno all'altro. La temperatura ottimale per il funzionamento di queste apparecchiature è 20-25 °C.
2. Il locale con gli UPS non deve essere umido; la formazione di condensa è particolarmente pericolosa.
3. È sconsigliato l'uso di filtri di rete e multiprese all'uscita dell'UPS.
4. Se il progetto dell'UPS prevede la messa a terra del telaio, è necessario garantirla.
5. Dopo la messa in servizio, l'UPS deve essere sempre collegato alla rete.

Seguire queste semplici regole prolungherà la vita dell'UPS e proteggerà la casa da incendi e cortocircuiti.

Conclusioni e video utili sull'argomento

I video presentati aiuteranno a comprendere meglio il principio di funzionamento dei vari UPS e a valutare l'efficacia del loro lavoro.

Video n. 1. Metodo di scelta dell'UPS per il sistema di riscaldamento:

Video n. 2. Collegamento e test dell'UPS:

Video n. 3. Panoramica dei vari tipi di UPS:

Collegare l'impianto di riscaldamento tramite un gruppo di continuità è dettato da convenienza economica. In caso di sovraccarichi di rete estremi, è l'UPS a subire l'impatto principale, proteggendo da guasti la più costosa caldaia a gas.

Nel preventivo per l'installazione dell'impianto di riscaldamento, bisogna sempre considerare il costo del gruppo di continuità e delle batterie incluse.

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