Oslovil ma sused, aby som mu pomohol s výberom 12V gélovej batérie do existujúceho systému zálohy obehového čerpadla pre kotol na tuhé palivo, nakoľko stará batéria po 14-tich rokoch prevádzky doslúžila, už mala nárok... Pôjde najmä o zálohu v prípade výpadku elektrickej energie, aby nedošlo k prehriatiu kotla v dôsledku zastavenia obehu vody v systéme.
Koncept riešenia zálohy
K záložnému zdroju je trvale pripojená batéria. Záložný zdroj je pripojený káblom do siete 230V a zaroveň má zásuvku typu Schuko na 230V pre pripojenie záťaže. Záťaž tak beží štandardne zo sieťového napätia a v prípade jeho výpadku je na tejto zásuvke stále 230V, ale napätie realizuje menič z 12V napätia batérie, prepnutie je tak okamžité. Obdobne to funguje aj spätne, keď sa sieťových 230V obnoví v zásuvke. Pravda, vo väčšine prípadov meniče nespokytujú sínus na výstupe, ale modifikovaný sínus, ktorý môže i nemusí byť vhodný pre obehové čerpadlá, záleží od jeho konštrukcie a odporúčania výrobcu.
Sínus sieťový vs. modifikovaný
Z toho dôvodu pri rozbehu čerpadla by bola vyššia prúdová špička, ale v našom prípade čerpadlo štandardne pôjde zo siete a zapína sa spoločne s kotlom na tuhé palivo. K výpadku elektriny tak dôjde až počas prevádzky kotla. Prepnutie čerpadla tak bude za behu a čerpadlo nikdy nezastane. Kvôli tomu ho nikdy nebude štartovať z nuly batéria.
Zároveň môže mať záložný zdroj integrovanú aj nabíjačku a dobíjať aj batériu, buď cyklicky, alebo funguje v tzv. režime float, kedy ju udržuje na konštantnom napätí, čo sa využíva skôr v 24/7 aplikáciách ako serverovne a podobne. V tomto prípade ide o systém využívaný iba v zime a iba keď sa kúri drevom. Neprevádzkuje sa tak denne.
THERMOCONTROL TC 25/8/180 - obehové čerpadlo
V našom prípade bude systém zálohovať obehové čerpadlo THERMOCONTROL TC 25/8/180, ktoré má príkon závislý na nastavenej rýchlosti, kde sa mení aj možná výška výtlaku vody. K dispozícii má 3 režimy:
- P(W) = 145 W, H(m) = 4,4
- P(W) = 170 W, H(m) = 6,7 - aktuálny prevádzkový režim
- P(W) = 182 W, H(m) = 4,4
Systém, do ktorého bude batéria osadená využíva záložný zdroj HQ-INV600C/12. Tento záložný zdroj je záverň aj nabíjačkou, i meničom. Stará sa tak o celý battery management, prepínanie zdroja pre záťaž a pod. Špičkovo je zdroj schopný dodať 1600W. To nám aj spĺňa požiadavku uvedenú v manuále zdroja HQ-INV600C/12, ktorá hovorí o tom, že zdroj by mal byť schopný pre indukčnú záťaž dodať 8-násobok požadovaného príkonu spotrebiča v rozbehovej fáze. Nikdy síce nebude čerpadlo štartovať z nuly, ale zdroj sa prepne kontinuálne za behu.
HQ-INV600C/12 - záložný zdroj s funckciou nabíjačky
Požiadavka na batériu bola, aby stačila systém udržať v chode aspoň po dobu 2 hodín, kým v kotli prehorí za bežnej prevádzky. S ohľadom na modifikovaný sínus a teda väčší prúdový odber sa vyžadovala batéria s kapacitou aspoň 50 až 60 Ah. Požiadavka bola aj na cenovku, aby to bolo okolo 100€ +- 10€. Rovnako bola požiadavka aj na typ batérie a to použitie gélovej batérie. Zdroj je schopný batériu dobíjať prúdom maximálne 3,5A, štandardne majú gélové batérie s touto kapacitou maximálny nabíjací prúd 11A a vyššie, teda záložný zdroj je bezpečný na ich nabíjanie.
Tento zdroj nie je prevádzkovaný non-stop. Zapína sa iba vtedy, keď sa zapína kotol spolu s obehovým čerpadlom. Batéria je tak väčšinu roka mimo prevádzky a dobíja sa raz za 2 až 3 mesiace mimo vykurovacej sezóny.
Kupodivu na trhu nie je až tak veľa batérii s danou technológiou a kapacitou. Poďme teda zhrnutúť môj výber a tiež nejaké porovnanie daných batérii. Pre toto rozpätie kapacity som našiel v podstate len gélové batérie s kapacitou 55 Ah. Častokrát sa do vyhľadávania gélových batérii plietli aj AGM batérie, keďže používajú rovnakú technológiu VRLA, teda bezúdržbové batérie riadené ventilom. Čisto AGM batérie preto zo zoznamu vynecháme. Niektoré batérie uvádzali životnosť v cykloch, iné len v rokoch. Je to potom celkom namáhavé určiť, ktorá z dvoch je lepšia, ak jedna udáva 5 rokov a druhá 800 nabíjacích cyklov pre 50% vybíjanie.
GOOWEI ENERGY OTL55-12, 55Ah, 12V
Radí sa medzi najpredávanejšie trakčné batérie na trhu. Má kombinovanú hybridnú technológiu AGM+GEL. Životnosť 800 cyklov / 50% d.o.d. Svorky batérie typu T1. V popise udáva, že je určená pre voľný čas, nie na dennú vysokozáťažovú prevádzku. Neudáva priamo použitie pre zálohu obehových čerpadiel, ale využitie pre člny, karavany, napájanie elektromotorov, solárne zariadenia, dopravné značenia a pod. Hmotnosť 16.8 kg. Cena 101,24 €.
GOOWEI ENERGY OTL55-12, 55Ah, 12V
Datasheet: https://www.battery-import.sk/user/documents/Datasheet_Goowei_OTL_9-23.pdf
Conexpro GEL-12-5, 12V/55Ah
Hybridná technológia AGM+GEL. Použitie pre záložné zdroje, pre elektronické protipožiarne systémy, elektronické zabezpečovacie systémy, núdzové osvetlenie, napájanie elektromotorov, alebo zálohovanie obehových čerpadiel či kotlov. Odolná voči hĺbkovému vybíjaniu. Svorky batérie typu T1. Hmotnosť 16,5 kg. Cena 107,19 €.
Conexpro GEL-12-55 GEL, 12V/55Ah
Datasheet: https://download.axilogi.com/Conexpro/Datasheet/GEL-12-55.pdf
EXIDE EQUIPMENT GEL 56Ah, 12V, ES650
Technológia GEL. Vhodná najmä pre karavany, prívesy. Kontakty ako na štandardnej autobatérii (SAE, konický). Hmotnosť 20,8 kg. Cena 173,81 € a vyššie v závislosti od iných predajcov. Väčšia veľkosť, viac ako bežná autobatéria.
EXIDE EQUIPMENT GEL 56Ah, 12V, ES650
Datasheet: https://www.akkupoint.ch/saas/CustomUpload/374O357O340O370O356O369O350O320O362O362O372O367O366O360O365O371O/Datasheet_EXIDE__EQUIPMENT_GEL_ES_EN.pdf
12V 55Ah GETI GEL
Popisy tejto batérie sú značne nejasné. Uvádzaná technológia je GEL, avšak popisy uvádzajú, olovená batéria typu AGM. Je tak možné domnievať sa, že ide zrejme o kombinovanú technológiu AGM+GEL. batéria navrhnutá pre elektropohony - skútre, kolobežky. Vhodná aj pre systémy UPS, EPS. Hmotnosť 15,0 kg. Cena 112,66 €. V čase prezerania, nikde skladom.
12V 55Ah GETI GEL
Datasheet: https://doc.tipa.eu/datasheet/04250690-datasheet-en.pdf
MHPower GE55-12 12V/55Ah
Celkom zaujímavá batéria s bielym dizanom. Životnosť 800 cyklov / 50% d.o.d., 1600 cyklov / 30% d.o.d. Svorky batérie typu T1. Gelový akumulátor vhodný pre aplikácie záložných zdrojov, solárnych a fotovoltaických systémov, EPS, EZS, ale aj na zálohovanie obehových čerpadiel a kotlov. Hmotnosť 15,4 kg, cena 99,06€.
MHPower GE55-12 12V/55Ah
Datasheet: https://www.jabloshop.cz/index.php?route=product/product/download&download_id=9595&product_id=13761
Výber batérie
EXIDE by bola najlepšia voľba z hľadiska spoľahlivosti, konštrukcie, ale cenový rozpočet nepustí. Po preskúmaní batérii, ich špecifikácii a s ohľadom na dostupnú dokumentáciu a jej obsah, detailnosť som vybral do užšieho výberu 2 batérie - Conexpro GEL-12-55, 12V/55Ah a MHPower GE55-12 12V/55Ah.
Conexpro GEL-12-55, 12V/55Ah - naľavo MHPower GE55-12 12V/55Ah - napravo (víťazná)
Obe zvolené batérie majú 55 Ah kapacitu, budú tak asi úplne identické, čo myslíte? No, ono to nie je celkom tak. Hneď si vysvetlíme prečo. Parameter kapacity niekedy udáva aj druhý parameter a to HR - hodiny. Udávaná kapacita tak prislúcha určitému časovému rámcu, za ktorý bola batéria vybíjaná a na konci testu vyšla takáto. Parameter 10 HR znamená vybíjanie po dobu 10 hodín, teda prúdom 5,5 A, z čoho je vyrátaná udávaná kapacita 55 Ah. Obe batérie majú tento parameter 10 HR pre kapacitu 55 Ah.
Táto kapacita sa ale s vyšším odberom klesá (Peukertov jav, pri gélových batériách sa udáva konštanta 1,15). Záverň môže byť tento jav a strata ešte vyššia na základe internej konštrukcie batérie a vnútorného odporu batérie. V našej aplikácii bude mať obehové čerpadlo odber 170W (230V AC). Účinnosť meniča je 85 až 90%, + musíme prirátať určitú konštantu, keďže sínus je modifikovaný, odber bude vyšší, rátajme o 20%. Z batérie sa tak bude kontinuálne ťahať 18 až 22 A v závislosti od účinnosti meniča a klesajúceho napätia batérie počas vybíjania.
Po preskúmaní datasheetov oboch batérii uvidíme zaujímavé údaje. Obe batérie udávajú kapacitu pri vybíjaní plne nabitej batérie do 10,8V pre 5 hodín, čo odpovedá kapacite 45.35Ah pre Conexpro GEL-12-55, 12V/55Ah a 48.9Ah pre MHPower GE55-12 12V/55Ah. Máme tak medzi "identickými" batériami rozdiel až 3 Ah pri kontinuálnom ťahaní 9,78 A. Z hľadiska vnútorného odporu, máme pri plne nabitých bateriách a 25°C ambientnej teplote odpor 7.0 mΩ pri Conexpro GEL-12-55, 12V/55Ah a 6.3mΩ pri MHPower GE55-12 12V/55Ah. Menší odpor znamená menšie straty pri vybíjaní - vydrží dlhšie napájať, väčšia efektivita.
Aj preto som sa rozhodol pre MHPower GE55-12 12V/55Ah. Po vyrátaní kontinuálneho odberu obehového čerpadla tak vydrží bežať 2 hodiny do dosiahnutia napätia 10,8V, avšak menič dovolí batérii fungovať až do 10,5V, teda celkový čas behu na batériu sa o niečo predĺži. To tejto gélovej batérii nevadí, nakoľko umožňuje aj hlboké vybíjacie cykly. Štandardne by mohla byť vybíjaná až do 9,6V, avšak to už neumožní elektronika samotného záložného zdroja. Aj zdroj potrebuje batériu na určitom napätí, aby ju mohol bezpečne dobíjať.
U MHPower GE55-12 12V/55Ah je v datasheete taká zvláštnosť, že neudáva v tabuľke napätie celej batérie, ale napätie jedného článku. Nakoľko má 6 článkov, treba si potom vynásobiť *6 všetky udávané parametre z tabuliek. Jednak konečné napätie pri vybití, odber (W), prúd (A).
MHPower GE55-12 12V/55Ah
Pre porovnanie hodnoty z datasheetu Conexpro GEL-12-55, 12V/55Ah
Ešte ku svorkám. Všetky tieto gélové batérie, okrem EXIDE verzie majú kontakty T1.Je to plochý kontakt, kde máte očko a dáte ho pod skrutku. Existuje ale aj štandardný kuželový kontakt ako na autobatérii, ktorý má závit a dá sa vstkrutkovať na T1 kontakt a máte štandardný kuželový kontakt. To vám môže pomôcť, ak nemáte vhodné káble u záložného zdroja a je vám ľúto strihať pôvodné káble.
Redukcia kontaktov T1 na kužeľové
Tak som objednal batériu MHPower GE55-12 12V/55Ah, prišla veľmi rýchlo. Trochu úsmevná vec bola, že batéria bola zabalená v samostatnej krabici vo vnútri väčšej krabice spolu s kartónovou vypchávkou. Batéria bola pri vybalovaný prevrátená na výšku. Pri preprave bola na boku. Pritom na jej krabici písalo "DO NOT ROLL OVER" a "HANDLE WITH CARE", čo ani nikto z vonku vidieť nemohol.
Každopádne, batérii nič nebolo a nepoškodila sa + je dizajnovaná aj na prevádzku pod 90° uhlom, zmeral som ju a mala 12,8V. Stav novej, nikdy nepoužitej batérie. T1 terminály mali aj plastové krytky + ku batérii boli aj skrutky s podložkami pre upevnenie očiek zo zdroja (nabíjačky). Batéria má 2 rúčky, ktoré uľahčujú jej prenášanie. Batéria je ozaj ťažká a na takú veľkosť by ste takú váhu neočakávali.
Batéria u suseda ostala do druhého dňa, aby sa aklimatizovala v miestnosti pri kotli, kde je bežne niečo menej ako izbové teplota. Batéria sa pripojila k záložnému zdroju a mohlo sa ísť na prvý test. Ten bol úspešný, vyskúšali spustiť obehové čerpadlo a následne sme zhodili ističe domu, aby sme nasimulovali situáciu, že vypadla sieť. Prepnutie bolo plynulé, rovnako tak spätne po detekcii obnovenej siete, čo zabezpečoval zdroj.
Video - čerpadlo na videu beží už z batérie, následne sa obnoví dodávka sieťového napätia a čerpadlo sa prepne na sieťových 230V s čistým sínusom, čo je patrné aj na hladšom zvuku motora obehového čerpadla - indukčnej záťaže. Rovnako sme posledovali, čo sa deje na meniči (záložnom zdroji). Ten má indikačné diódy napríklad pre preťaženie, či prehriatie. Ak by došlo k problému so záťažou a nárazovým odberom, diódy by na stav upozornili.
PRIHLÁS SA
3 