АВР для газового котла опалення

2024-01-05

У зв'язку з постійними відключеннями електроенергії (привіт свинособакам з-за пАрЄбріка), особливо в період з осені 2022р. по весну 2023р., була гостра потреба постійно вмикати котел опалення через інвертор. Хотілось мати гарячу водичку з крана та теплі батареї (особливо для маленької дитинки), а ще я людина трішки лінива, то вирішив зробити невеличку автоматику для живлення котла. А, як відомо, лінь – то є двигун прогресу))).

Власне, ось для чого все це збиралося:

Свинцево-кислотна автомобільна АКБ фірми WESTA, ємністю 60А\г та пусковим струмом 580А (EN).

Інвертор фірми TATALІKEN, правильний синус, потужність (китайська): номінальна - 600Вт, пікова - 1600Вт. Трішки доопрацьований, а саме - напряму з плати виведені силові дроти живлення для зменшення перехідного опору клеми - дроти (виграш 1В при навантаженні 200Вт), виведений роз’єм для живлення АВР та зовнішнього керування (на фото, на превеликий жаль, не видно).

Тому для себе змалював таке технічне завдання:

• Дружинонька, дитинка та інші члени родини НЕ ПОВИННІ втручатися в роботу схеми АВР для їхньої безпеки;
• Інвертор ТІЛЬКИ з правильною (не апроксимованою) синусоїдальною формою напруги;
• Ємність АКБ повинна забезпечувати безперебійну роботу котла не менше, ніж 4 години;
• Повинно живиться АВР від внутрішнього блоку живлення та резерв від автомобільного АКБ;
• Повинно мати внутрішнє "занулення" для живлення котлів (особливо для котлів з електронним блоком керування та датчиком іонізації полум'я);
• Повинно мати індикацію стану АВР;
• Бажано не містити програмованих елементів (контролери, процесори) для максимальної надійності, щоб у разі чого можна було оперативно замінити деталь;

Уся схема працює за таким простим алгоритмом:

1. Світло є - АВР працює за нормальною схемою - внутрішнє силове реле з'єднало вхід "Мережа 220В" на вихід "Котел", котел працює від мережі, опалення та гаряча вода є в наявності.
2. Світло раптово пропало - АВР працює від живлення автомобільного АКБ - через пару секунд спрацьовує реле керування інвертором і через той самий проміжок часу вимикається внутрішнє силове реле, яке комутує вхід з "Мережі 220В" на вхід "Інвертор". Котел живиться від інвертора, опалення та гаряча вода є в наявності.
3. Світло раптово з'являється - через кілька секунд спрацьовує силове реле, яке комутує вхід з "Інвертора" на вхід "Мережа 220В" і через той самий проміжок часу вимикається реле керування інвертором. АВР працює за нормальною схемою, котел живиться від мережі. Опалення та гаряча вода є в наявності.

Саме згідно такого алгоритму була створена ця нехитра автоматика. Серцем автоматики є мікросхема LM393, на борту якої маємо АЖ ДВА!!! аналогові компаратори, які своєю чергою слідкують за напругою живлення (наявністю мережі 220В, через який живиться внутрішній блок живлення «БЖ»). При наявності в мережі 220В працює БЖ, який в свою чергу живить схему через клеми «живлення БЖ». Напруга 12В з БЖ подається на резистор R4 та починається заряд конденсатора С1. Коли заряджається конденсатор С1 майже до рівня живлення, на виході компаратора ОР1.1 стає низький рівень (логічний нуль), транзистор VT1 закривається та керуюче реле К1 розмикає свої контакти, що в свою чергу вимикає перетворювач. У компаратора ОР1.2 все здійснюється навпаки - на виході стає високий рівень (одиниця), відчиняється транзистор VT2, вмикається реле К2 та перемикає контактами К2.1 вихід на котел в мережу 220В від виходу перетворювача.

При раптовому зникненні мережі 220В, починається розряд конденсатора С1. Тоді починається процес, зворотний до нормальної роботи схеми, а саме - компаратор ОР1.2 «перекидається» на низький рівень, вимикається реле К2 (тоді перекидаються контакти К2.1, що в свою чергу перемикають вихід на котел від мережі 220В на вихід перетворювача). Компаратор ОР1.1 через деякий проміжок часу (близько 3с.) теж перекидається з низького рівня на високий, реле К1 включається та своїми керуючими контактами К1.1 вмикає інвертор.

При раптовому увімкненні мережі починає працювати внутрішній блок живлення і починається процес, оберненопропорційний до вищезазначеного абзацу. Час затримки можна регулювати резистором R4 та конденсатором С1 (чим більша ємність та опір, тим більше буде затримка). Резистор R13 призначений для примусового розряду ємності С1.

Резистори R1, R2, R3 задають пороги спрацювання для компараторів.

Перемикання живлення між внутрішнім БЖ та зовнішнім АКБ здійснюється ланцюгом R11, D3, D4, R12, VT3. Коли є мережа, напруга з внутрішнього БЖ іде через діод D3 та живить схему керування. Також напруга живить через резистор R11 світлодіод оптрона РС817. Внутрішній транзистор відкривається та запирає собою транзистор VT3. Коли мережа зникає, напруга від внутрішнього БЖ припиняє живити оптрон, транзистор оптрона запирається, транзистор VT3 відкривається та починається живлення схеми від АКБ через діод D4.

Тут висвітлено наступні етапи збірки того самого АВР:

Зелений світлодіод сигналізує нормальну роботу від мережі, жовтий - про під’єднання до автомобільного АКБ, а червоний - про перехід від мережі на інвертор.

Основні компоненти можна придбати в цьому чудовому магазині

• Реле
  
• Оптрон РС817
  
• Стабілітрон
  
• Кабель живлення
  
• Плата БЖ
  
• Заряджається АКБ від автоматичного зарядного пристрою з режимом десульфатації

Схема АВР досить універсальна, її можна застосувати як для живлення котла, так і для живлення холодильника, інкубатора тощо. Якщо раптово Вам не потрібно, щоб працював інвертор у разі Вашої відсутності (відпустка, відрядження тощо), то просто вимикаємо вимикач на панелі самого інвертора.

Завдяки даному пристрою наше життя при аварійних відключеннях дуже поліпшилось в плані енергонезалежності, автоматизації та стало трішечки краще жити в період блекаутів)))

Усім швидкої перемоги, мирного неба, віри в ЗСУ та ТРО!

Слава Україні! Русні пизд@.

Завантаження:

• схема печатної плати