SAI para calderas de gas de calefacción: cómo elegir, TOP 12 mejores modelos, consejos de mantenimiento

Al instalar una caldera de calefacción con bomba y control electrónico, se recomienda adquirir de inmediato una fuente de alimentación ininterrumpida (SAI). Este dispositivo permitirá seguir calentando las habitaciones incluso en ausencia de electricidad. Pero no todos los aparatos son capaces de garantizar el funcionamiento del equipo durante mucho tiempo.

Le explicaremos cómo seleccionar correctamente un SAI para calderas de gas. En el artículo que le ofrecemos se describen detalladamente las variedades utilizadas en la práctica, así como un ranking de los mejores modelos de SAI. Siguiendo nuestras recomendaciones, la selección y operación del dispositivo, y del sistema de calefacción en general, no generará el menor problema.

Necesidad del SAI para calderas de calefacción

La mayoría de las calderas de gas modernas requieren una conexión constante a una fuente de alimentación eléctrica. De la red funciona la bomba de circulación, la unidad de control, el sistema de encendido, la ventilación forzada.

Los usuarios avanzados de equipos de calefacción instalan módulos GMS, que permiten controlar los sistemas a distancia. Cuando se corta la electricidad, el funcionamiento de todo el conjunto de dispositivos mencionados se detiene y la habitación calefaccionada comienza a enfriarse.

Es más fácil instalar un SAI y evitar la ignición de los componentes electrónicos de la caldera de gas debido a sobrecargas, que pagar las consecuencias de un incendio a gran escala.

Los componentes electrónicos de las calderas de gas también son exigentes con los parámetros de voltaje. La gran extensión de las redes eléctricas en las casas de campo a menudo conduce a su reducción en la red, así como al deterioro de las características de frecuencia de la corriente. Como resultado, la caldera puede funcionar de manera intermitente o no encenderse en absoluto.

Todos los problemas eléctricos se resuelven instalando un SAI, algunos modelos del cual son capaces no solo de proporcionar alimentación de respaldo al equipo, sino también de corregir las deficiencias de voltaje y frecuencia.

La estabilización automática de tensión mediante SAI permite reducir las cargas en los convertidores eléctricos de la placa de la caldera de gas y aumentar su vida útil.

Las ventajas de instalar un SAI para una caldera de gas son:

1. Protección contra fluctuaciones de tensión. El coste del SAI es varias veces inferior al precio de una placa electrónica nueva para la caldera.
2. Simplicidad de instalación, que no requiere habilidades especiales.
3. Control automático sobre los parámetros eléctricos de la red.
4. Vida útil de hasta 5-7 años.
5. Ausencia de necesidad de mantenimiento.
6. Funcionamiento silencioso.

En caso de heladas severas, la detención del equipo de calefacción incluso por unas horas puede provocar la rotura de tuberías ubicadas cerca de la calle. Por lo tanto, garantizar la continuidad del funcionamiento de la caldera mediante un SAI no es un capricho, sino una solución racional para ahorrar tiempo y dinero.

Principio de funcionamiento del SAI

La tarea principal del SAI es suministrar a la red una tensión de potencia suficiente durante un corte de luz. La conmutación a la alimentación eléctrica desde baterías debe ocurrir en fracciones de segundo para que el equipo conectado no llegue a apagarse.

Los SAI también pueden estabilizar la tensión, rectificar la sinusoide y mantener la frecuencia de la corriente dentro de los límites normales. Pero no todos los modelos cuentan con funciones adicionales.

Al elegir un SAI para el sistema de calefacción, se puede optar por un dispositivo más potente para poder conectar otros aparatos adicionalmente si es necesario.

La configuración del SAI no es uniforme.

En la configuración máxima, el SAI consta de los siguientes elementos:

• carcasa;
• batería recargable;
• convertidores de corriente y tensión (inversores, rectificadores, etc.);
• interruptor;
• microchip de control.

Para el funcionamiento del equipo conectado son importantes las siguientes características del SAI:

1. Tipo de curva de tensión de salida: sinusoide aproximada o sinusoide pura. La primera opción es menos preferible porque resulta inusual para la mayoría de los dispositivos electrónicos y provoca un mayor desgaste.
2. Potencia consumida. Los motores de la bomba y del ventilador tienen corrientes de arranque elevadas, por lo que la capacidad máxima del SAI debe ser al menos 2 veces superior al nivel de consumo eléctrico de la caldera.
3. Velocidad de conmutación a la fuente de alimentación de respaldo. Cuanto mayor sea, mejor para el equipo conectado.
4. Capacidad eléctrica. De ella depende el tiempo de funcionamiento autónomo de todo el sistema de calefacción. Para aumentar la capacidad, se pueden conectar baterías externas adicionales al SAI.
5. Vida útil. Depende del modo de funcionamiento y de la estructura interna de las baterías.
6. Rango de parámetros de entrada de la red que permiten al SAI proporcionar una tensión, frecuencia y sinusoide aceptables sin conmutar a la batería.
7. Presencia de conexión a tierra (neutro 'pasante').

En modo autónomo, los SAI pueden proporcionar 2 tipos de sinusoide:

• suave;
• aproximada.

La onda sinusoidal suave es más aceptable y siempre garantiza el funcionamiento normal del equipo conectado.

Los plazos indicados de funcionamiento del equipo desde el SAI son aproximados. El tiempo exacto se puede conocer mediante pruebas del conjunto específico de equipos.

El costo de los SAI depende directamente de la capacidad de las baterías, la funcionalidad adicional, así como de la conformidad de los parámetros de salida de corriente y voltaje con los valores normativos. Sin embargo, incluso el SAI más barato es mejor que su ausencia total.

Tipos de fuentes de alimentación ininterrumpida

Los fabricantes de SAI producen dispositivos para cualquier presupuesto financiero, pero cuanto más caro es, mayor es su funcionalidad y tiempo de funcionamiento autónomo.

Los SAI según el principio de funcionamiento se pueden dividir en tres categorías principales: continuos (tipo on-line), interactivos de línea y de respaldo (tipo off-line). Cada tipo de SAI se analizará con más detalle a continuación.

Opción #1: de reserva

Cuando hay electricidad en la red, un SAI de respaldo o off-line actúa como intermediario, transmitiendo el voltaje y la corriente con las mismas características que se tienen en la entrada del dispositivo.

Solo cuando se corta la electricidad o sus parámetros salen del rango programado, el SAI transfiere el equipo conectado a la alimentación de la batería.

Los elementos de control de los SAI de respaldo económicos generalmente se limitan a un solo botón, cuyas diferentes combinaciones de pulsaciones permiten ajustar el funcionamiento del dispositivo.

Los SAI de respaldo generalmente vienen con baterías de 5-10 Ah, que son suficientes para el funcionamiento continuo de la caldera durante 10-30 minutos. Sus funciones principales son evitar la parada instantánea del equipo de calefacción y proporcionar tiempo para su parada manual correcta.

Las ventajas de los SAI off-line son:

1. Ausencia de ruido.
2. Alto rendimiento cuando se alimenta de la red.
3. Bajo precio.

Desventajas de los SAI off-line:

1. El tiempo de conmutación a la batería es de 4-12 ms.
2. Imposibilidad de ajustar las características de voltaje y corriente.
3. El funcionamiento con un generador de gasolina es peligroso para la caldera porque no se mantienen los parámetros de la onda sinusoidal.
4. Pequeña capacidad de la batería.

Muchos modelos de SAI de respaldo permiten la instalación de baterías externas, con las cuales se puede aumentar su tiempo de funcionamiento autónomo. Pero incluso con una batería potente, seguirán siendo simplemente conmutadores de alimentación de la caldera de red a autónoma.

Opción #2: line-interactivos

Los SAI de tipo interactivo de línea son más avanzados que los de respaldo. Además de la batería, estos dispositivos tienen estabilizadores de voltaje, lo que les permite proporcionar 220 V en la salida.

Los modelos más caros son capaces de analizar la forma de la onda sinusoidal y cambiar la alimentación a las baterías cuando su distorsión supera el 5-10%. Estos SAI no pueden corregir la forma de la onda sinusoidal cuando funcionan con la red.

El control de un SAI lineal-interactivo es más complejo. Por lo general, permite establecer los límites del rango de tensión de entrada y ajustar el tiempo de retardo de encendido del equipo conectado.

Los modelos lineal-interactivos con gran potencia de salida a menudo se instalan en la entrada del cableado eléctrico de la casa. Generalmente se conectan a ellos baterías externas de gran capacidad.

Las ventajas de los SAI lineal-interactivos son las siguientes:

1. Un pequeño intervalo de conmutación al modo autónomo – 2-10 ms, lo que prácticamente no afecta el funcionamiento del equipo conectado.
2. Alto rendimiento cuando se alimenta de la red.
3. Posibilidad de estabilizar la tensión incluso sin batería.

Desventajas de los SAI lineal-interactivos:

1. Incapacidad de influir en la forma de la onda sinusoidal cuando se alimenta de la red.
2. La capacidad está limitada a 5 kVA.
3. Ausencia de corrección de la frecuencia de la corriente.

Los SAI lineal-interactivos se compran más a menudo que los de reserva, porque además están equipados con un estabilizador de voltaje, que permite que el equipo de calefacción funcione de manera más correcta.

Opción #3: de doble conversión

Los parámetros de salida de la red eléctrica en los SAI continuos (on-line) no dependen de sus características de entrada. El equipo conectado siempre se alimenta de la batería, independientemente de la presencia de tensión en la entrada. Esto se logra mediante la conversión de energía eléctrica en dos etapas.

Primero, la tensión de entrada se reduce, la corriente alterna se rectifica y la energía eléctrica se utiliza para recargar la batería.

Los SAI continuos tienen un costoso circuito multicomponente que solo se justifica económicamente cuando la potencia del equipo conectado es alta y la capacidad de las baterías es adecuada.

Al suministrar electricidad, se produce el proceso inverso. La energía eléctrica se toma de los contactos de la batería, la corriente se convierte en alterna, la tensión aumenta y se envía a la salida del SAI.

Como resultado, el equipo conectado funciona en modo completamente autónomo con parámetros eléctricos estables. No le afectan las sobretensiones, las distorsiones de la sinusoide ni siquiera los rayos. Los factores externos pueden dañar el SAI, pero no el calentador de agua a gas o la caldera de pie conectados a él.

Ventajas de los SAI continuos:

1. Cuando se corta la electricidad, la alimentación de los dispositivos conectados no se interrumpe.
2. Parámetros estables de tensión y frecuencia, onda sinusoidal correcta, lo que es especialmente importante al conectar una caldera de gas.
3. Protección contra aumentos repentinos de tensión.
4. Conexión sin problemas a un generador de gasolina para recargar la batería.
5. Posibilidad de ajustar la tensión de salida.

Principales desventajas de los SAI on-line:

1. Aumento de ruido y generación de calor durante el funcionamiento del ventilador.
2. Bajo rendimiento (80-94%)
3. El costo de los SAI en línea supera entre dos y tres veces el precio de los modelos línea-interactiva.

Las ventajas de los SAI de tipo en línea son evidentes. Estos SAI son bastante caros, pero proporcionan la máxima protección eléctrica posible para la caldera de gas. Al conectarles baterías de gran capacidad, no hay que preocuparse por el funcionamiento normal del equipo de calefacción incluso durante un corte de electricidad.

Reglas para elegir un SAI

La exigencia de la electrónica de las calderas de gas no permite ahorrar en fiabilidad y funcionalidad de los SAI. La elección de un UPS para una caldera de calefacción es bastante compleja debido a la diversidad de sus parámetros técnicos y a la multitud de fabricantes de equipos.

Pero existe una serie de características de los SAI que hay que tener en cuenta en primer lugar:

1. Duración del funcionamiento continuo en modo autónomo.
2. Potencia aparente y activa.
3. Naturaleza de la sinusoide a la salida.
4. Límites de los rangos de tensión de trabajo.
5. Posibilidad de conectar baterías externas.

La duración del funcionamiento continuo del SAI en modo autónomo depende directamente de la capacidad de la batería. Si no está seguro de que los recursos integrados sean suficientes, puede adquirir un SAI con posibilidad de conectar baterías adicionales.

La capacidad del sistema de alimentación ininterrumpida siempre se puede aumentar adquiriendo nuevas baterías. Es recomendable elegir baterías idénticas.

En las especificaciones técnicas de los SAI se indican los valores de potencia aparente y activa. Se recomienda que el segundo parámetro sea el doble de la potencia lineal total del equipo de calefacción. Esto permitirá al SAI soportar las corrientes de arranque de los motores de la bomba y el ventilador sin consecuencias negativas.

Los valores de los rangos límite de tensión de trabajo son especialmente relevantes para casas de campo. En horas de la tarde, en líneas alejadas del transformador, puede caer a 160-170 V. El SAI cambiará constantemente la alimentación a la batería, por lo que es mejor adquirir un SAI con estabilizador integrado y un umbral bajo de tensión de trabajo.

Sinusoide aproximada (1) y sinusoide pura (2). Todo el equipo electrónico de la caldera de gas está diseñado para funcionar con una sinusoide pura, por lo que su tipo aproximado puede alterar el funcionamiento de algunos componentes.

La sinusoide aproximada afecta negativamente el funcionamiento de los motores eléctricos: zumban y disminuye el rendimiento.

El circuito integrado de la caldera de gas también puede funcionar de manera inestable, por lo que el equipo puede encenderse o apagarse espontáneamente. Por lo tanto, para la alimentación de sistemas de calefacción es preferible comprar un SAI con una sinusoide suave, que no causará problemas.

Los SAI tienen muchas características técnicas adicionales, pero sus valores no son tan críticos para el funcionamiento de la caldera de gas.

Tipos de baterías

Para los SAI se fabrican exclusivamente baterías de plomo-ácido (SLA), que son más pesadas y grandes que las de litio, pero significativamente más baratas. En los SAI se utilizan baterías selladas, que son seguras y no requieren mantenimiento.

El sellado de las baterías de plomo-ácido puede ser engañoso, por lo que no conviene tentar a la suerte y dar la vuelta a los dispositivos de lado o boca abajo.

En el mercado se pueden encontrar baterías para SAI de dos tipos:

• de gel (GEL);
• de fibra de vidrio (AGM).

Al electrolito de las baterías de gel se le añaden compuestos de silicio, por lo que es muy espeso. Como resultado, el contenido de la batería no se derrama con las vibraciones ni se vierte al inclinar el dispositivo.

El oxígeno y el hidrógeno liberados durante el funcionamiento son absorbidos por el gel y reaccionan lentamente entre sí formando agua. De esta manera, se garantiza la total seguridad de las baterías.

Una batería de gel no contiene líquido en el sentido habitual. Consiste en varios compartimentos independientes, dentro de los cuales se encuentran electrodos sintéticos recubiertos con una sustancia viscosa.

El espacio interior de las baterías AGM está lleno de esteras de fibra de vidrio porosas, que también contribuyen a ralentizar la reacción entre el oxígeno y el hidrógeno. La desventaja de estas baterías es el electrolito líquido, que puede filtrarse si la batería se daña o se voltea boca abajo.

En caso de daño mecánico a la batería de fibra de vidrio, está terminantemente prohibido recoger el líquido que sale con un trapo. Es un ácido fuerte que puede quemar la piel.

Debido a su mayor seguridad, las baterías de gel son entre un 10 y un 20 % más caras que las de fibra de vidrio para una capacidad similar. Pero si el SAI para el equipo de calefacción va a estar tranquilamente en el suelo, no tiene sentido pagar un extra.

Muchos SAI permiten la conexión de baterías externas. Al usar varias baterías en paralelo, es importante que tengan las mismas características técnicas. Esto permitirá que las baterías se descarguen y carguen de manera uniforme y aumentará la vida útil de cada una.

Consejos para el uso del SAI

Instalar el SAI es bastante sencillo: basta con leer el manual y conectar todos los dispositivos externos según el esquema descrito en él.

El rendimiento de los SAI potentes disminuye debido al funcionamiento constante del ventilador, que enfría los convertidores de corriente y las baterías en su interior.

El funcionamiento de los SAI es simple y no requiere intervención humana.

Sin embargo, existen matices de operación no descritos en los manuales que deben conocerse:

1. No se deben colocar el SAI y las baterías externas cerca unos de otros ni de fuentes de calor. La temperatura óptima para el funcionamiento de este equipo es de 20-25 °C.
2. La sala donde se encuentren los SAI no debe ser húmeda; es especialmente peligrosa la formación de condensación de agua.
3. No es recomendable usar filtros de línea y enchufes múltiples en la salida del SAI.
4. Si el diseño del SAI incluye una conexión a tierra del chasis, se debe proporcionar.
5. El SAI debe permanecer conectado permanentemente a la red después de la puesta en servicio.

Seguir estas reglas simples prolongará la vida útil del SAI y protegerá la casa contra incendios y cortocircuitos.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Los videos presentados ayudarán a comprender mejor el principio de funcionamiento de los diferentes SAI y evaluar la eficacia de su trabajo.

Video n.º 1. Método de selección del SAI para el sistema de calefacción:

Video n.º 2. Conexión y prueba del SAI:

Video n.º 3. Resumen de los diferentes tipos de SAI:

La conexión del equipo de calefacción a través de una fuente de alimentación ininterrumpida está dictada por la conveniencia económica. En caso de sobrecargas extremas de la red, es el SAI el que asumirá el impacto principal, protegiendo la caldera de gas, más cara, de daños.

En el presupuesto de instalación del sistema de calefacción, siempre es necesario considerar el costo de la fuente de alimentación ininterrumpida y las baterías incluidas.

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