Какие требования предъявляет холодильное оборудование к питающему напряжению и как сетевые сбои влияют на его работу?
Большинство бытовых и коммерческих изделий рассчитаны на работу от однофазного напряжения с синусоидальной формой и номиналом в 220 или 230 В. Допустимое отклонение от указанных значений составляет не более 10% (у некоторых моделей и того меньше) – всё что выше может либо значительно ускорить процесс физического износа агрегата, либо привести к его практически моментальному выходу из строя.
Реальное напряжение в российских сетях подвержено постоянным колебаниям и часто значительно отличается от вышеприведённых значений. Это крайне отрицательно сказывается на функционировании всех холодильников: от советских изделий до современных инверторных моделей. В лучшем случае проблемы с качеством сетевой электроэнергии вызовут сбои в работе холодильника, в худшем – станут причиной выхода из строя.
Производители холодильников относят любые неисправности, возникшие вследствие некачественного электропитания, к негарантийным случаям – дорогостоящий ремонт оплачивается владельцем устройства.
Рассмотрим подробнее воздействия наиболее распространённых сетевых проблем на технические узлы, встречающиеся практически в любом образце современного холодильного оборудования.
| Сетевая проблема | Поражаемый узел | Последствия |
| Длительно (постоянно) пониженное напряжение | Компрессор | Невозможность развить пусковой момент (устройство не включится), снижение мощности (падает эффективность работы), рост тепловыделения (риск перегрева и дальнейшего возгорания). |
|---|---|---|
| Длительно (постоянно) повышенное напряжение | Компрессор | Повышение интенсивности работы электродвигателя (ускоряет механический износ изделия), уменьшение КПД (увеличивается расход электроэнергии), рост тепловыделения. |
| Электронные модули | Рост тепловыделения, возникновение ошибок в системе управления, ошибочные срабатывания систем оповещения. | |
| Кратковременный скачок напряжения (как вниз, так и вверх) | Компрессор | Снижение мощности, уменьшение КПД. |
| Электронные модули | Выход из строя, возникновение критических ошибок в системе управления, ошибочные срабатывания систем оповещения. | |
| Несинусоидальность напряжения | Компрессор | Снижение мощности, уменьшение КПД, рост тепловыделения. |
| Электронные модули | Рост тепловыделения, остальное – аналогично кратковременным скачкам напряжения. | |
| Перенапряжение | Все зависимые от электроэнергии компоненты | Физическое разрушение (возможны возгорания и взрывы). |
| Обрыв электропитания | Прекращение функционирования (при длительном простое – разморозка устройства). |
Подробнее некоторые из указанных в таблице проблем разобраны ниже.
Пониженное сетевое напряжение
Отражается на входящем в состав компрессора электродвигателе. Устройство может не развить необходимый пусковой момент и холодильник просто не включится. Если двигатель всё-таки раскрутился, то компенсировать падение напряжения он будет потреблением тока. Это является следствием закона Ома, определяющего мощность как произведение тока на напряжение: P (мощность) = U (напряжение) х I (ток). Соответственно, получение значения P, достаточного для функционирования электродвигателя при снижении значения U, возможно только при повышении значения I.
Увеличение протекающего тока нарушает тепловой режим двигателя (тепловыделение пропорционально квадрату силы тока), что приводит к расплавлению его обмоточной изоляции. В итоге – межвитковое замыкание, поломка компрессора и стоимость ремонта равнозначная стоимости нового холодильника.
Повышенное сетевое напряжение
Встречается реже пониженного, но для компрессора оно не менее опасно. Агрегат быстро перегревается, ускоряется его механический износ из-за повышения интенсивности работы электродвигателя, а также уменьшается КПД, так как увеличиваются расходы электроэнергии.
Высокое напряжение неблагоприятно сказывается и на электронных модулях современного холодильника (платах управления, датчиках и др.). Его последствиями являются: рост тепловыделения, возникновение ошибок в системе управления, ошибочные срабатывания систем оповещения (звуковое и световое сигнализирование о неисправности). Например, распространена проблема ложного срабатывания звукового предупреждения о длительном открытии дверцы или изменении температуры в холодильной/морозильной камере при условии, что физических оснований для подачи сигнала нет. Частая причина данной ошибки – отказ термодатчика, вызванный воздействием повышенного напряжения.
Кратковременные скачки напряжения
Для холодильника столь же нежелательны, как и хронически повышенное или пониженное напряжение. При скачках напряжения страдают как компрессор (снижается мощность, падает КПД), так и электронные модули. Секундного воздействия в 300 В достаточно для поломки чувствительных плат, индикаторов и датчиков.
Резкие провалы напряжения приводят к аварийному отключению холодильника, что сбивает настройки прибора и заметно сокращает его рабочий ресурс.
Воздействие любой сетевой проблемы может привести к аварийному отключению холодильного оборудования. Повторный запуск холодильника может произойти практически сразу, а это опасно. Причина в высоком давлении хладагента, которое сохраняется в системе выключенного холодильника в течение 5-10 минут. Если включение произойдёт раньше, чем истечёт данный промежуток времени, то поршень компрессора может столкнуться с сильным сопротивлением от неспавшего давления. Фактически он оказывается меж двух огней: c одной стороны его толкает поступающая от двигателя энергия, с другой – блокирует хладагент. Итогом такого «столкновения» станет механическое повреждение поршня, разогрев обмотки электродвигателя и др проблемы. Во избежание негативных последствий такой ситуации рекомендуется отложить повторное включение на 5-10 минут.
Встроенные средства защиты холодильников от колебаний напряжения
Производители учитывают зависимость холодильников от качества питающего напряжения и снабжают их различными техническими средствами, призванными нейтрализовать или минимизировать возможный вред от негативных влияний из внешней электросети.
Рассмотрим подробнее такие средства:
- тепловое реле – реагирует на изменение температуры и отключает электродвигатель в случае превышения его температуры допустимого значения. Тепловое реле предотвращает перегрев компрессора при длительном питании повышенным или пониженным напряжением, но не защищает остальные компоненты холодильника от резких перепадов напряжения и высоковольтных выбросов. Таким образом, тепловое реле защищает только компрессор и только от перегрева. В борьбе с другими последствиями сетевых проблем оно бесполезно, также как и бесполезно для электронных модулей;
- реле защиты от преждевременного запуска – обеспечивает задержку включения холодильника после его аварийной остановки на промежуток времени, необходимый для снижения давления хладагента. Защита от преждевременного запуска предохраняет компрессор от повреждения избыточным давлением, но срабатывает уже после отключения холодильника и не противодействует сетевым явлениям, вызывающим само отключение;
- блок контроля входного напряжения – при небольших сетевых перепадах обеспечивает штатную работу снабжённого им изделия, а в случае серьёзных отклонений отключает его. Блок контроля способен корректировать входное напряжение, при необходимости подтягивая или опуская его значение до нормы. Но, во-первых, встречается он только у дорогостоящих изделий нескольких брендов, а во-вторых, диапазон нейтрализуемых им отклонений значительно уступает амплитуде колебаний, свойственных отечественной энергосистеме. Кроме того, скорости срабатывания такого блока может не хватить для оперативного отключения в момент сетевого перенапряжения, что грозит повреждением как самого блока, так и других элементов оснащённого им изделия.
Диапазон нейтрализуемых отклонений у такой системы невелик и значительно уступает амплитуде предельных отклонений, свойственных отечественной энергосистеме. Скорости срабатывания такого блока может не хватить для оперативного отключения в критической ситуации (например, при резком скачке напряжения). В итоге выйти из строя может как сам блок, так и другие элементы оснащённого им изделия, что повлечёт замену дорогостоящей электроники.
Перечисленными средствами обладает далеко не каждый холодильник, морозильник или ларь. Всё зависит от производителя и конкретной модели.
Таким образом, заводская защита не может полностью избавить холодильник от проблем, связанных с некачественным электроснабжением, поэтому совместно с прибором часто используют дополнительные устройства для защиты от перепадов напряжения.
Внешние средства защиты холодильников от перепадов напряжения
Для борьбы со сбоями в электросети предназначены такие следующие устройства:
- реле контроля напряжения (РКН);
- сетевой фильтр;
- стабилизатор;
- источник бесперебойного питания (ИБП).
Они не равнозначны и отличаются уровнем предоставляемой защиты. Рассмотрим их уровень защиты подробнее.
Реле контроля напряжения (РКН)
РКН способно только отключать – защищаемый участок сети обесточивается при выходе напряжения из установленных пользователем границ (выбираются исходя из предельных для нагрузки значений). Какой-либо функционал по коррекции параметров электроэнергии у приспособления отсутствует.
РКН применяется для борьбы с сетевыми скачками и не подходит для ситуации с несинусоидальным или постоянно отклонённым напряжением.
Сетевые фильтры
Защита у большинства сетевых фильтров ограничивается варисторным предохранителем, спасающим питаемую через устройство технику в момент сетевого перенапряжения (часто ценой собственной работоспособности). В конструкции дорогостоящих изделий может также присутствовать LC-контур – компонент, подавляющий различные сетевые помехи.
В любом случае, при несинусоидальностях и провалах напряжения сетевой фильтр абсолютно бесполезен. Что касается скачков напряжения вверх, то устройство сможет обезвредить только те, которые достигнут предельного для встроенного варистора значения (данное значение больше значений, начинающих наносить вред техническим узлам холодильного оборудования).
Стабилизаторы напряжения и ИБП
Электрическая схема стабилизаторов и ИБП (не всех) позволяет им даже при небольших сетевых сбоях повышать или понижать отклонённое напряжение, приводя его максимально близко к номинальной величине. Если колебание окажется слишком велико и напряжение покинет допустимый для корректировки (иначе – предельный) диапазон, то стабилизатор отключит нагрузку, а «бесперебойник» переведет её электропитание на входящие в его состав аккумуляторы.
Не путайте отключение, осуществляемое РКН, с отключением, выполняемым стабилизатором. Первое происходит при выходе напряжения из предельного для нагрузки диапазона, второе – из диапазона предельного для стабилизатора (обычно он значительно шире). В случае ИБП – даже критические сбои сетевого напряжения не приводят к моментальному отключению нагрузки (при условии, что в аккумуляторах устройства запасено достаточное количество электроэнергии).
Именно стабилизатор и ИБП обеспечивают наиболее надёжную защиту от сетевых сбоев. При ухудшении качества электроэнергии все компоненты холодильного оборудования будут или снабжены напряжением с допустимым значением, или корректно отключены.
Аварии, характеризующиеся полным отсутствием напряжения или его длительным нахождением вне предельного диапазона, всё-таки не столь распространены как сетевые скачки и небольшие отклонения. Поэтому острой необходимости в приобретении ИБП может и не быть – для надёжной защиты холодильного оборудования часто хватает современного стабилизатора!
Проиллюстрируем различия в работе сетевого фильтра, реле контроля напряжения и стабилизатора с помощью практического примера.
Пример
Дано: холодильник с допустимым входным напряжением 210 – 240 В и электросеть с постоянными перепадами от 180 до 250 В.
Задача: организовать безопасную работу бытового прибора.
Сетевой фильтр не подходит для решения данной задачи. Он не отреагирует на снижение (повышение) сетевого напряжения и продолжит транслировать его на вход холодильника. Итог: поломка компрессора.
РКН в нашем случае необходимо настроить следующим образом: нижний предел 210 В, верхний – 240 В. Колебания напряжения в сети шире указанных границ (по условиям примера), следовательно, реле будет периодически срабатывать и отключать напряжение. Итог: частые перерывы в электроснабжении холодильника, которые как минимум нарушат температурный режим внутри устройства и приведут к порче хранящихся продуктов.
Стабилизатор напряжения справится без отключений и будет в зависимости от ситуации поднимать или опускать величину входного напряжения. Итог: холодильник корректно работает, несмотря на отклонения во внешней сети.
Теперь мысленно переместим указанный холодильник в условия постоянно пониженного напряжения, например, в электросеть со стабильным значением 200 В. Реле в таком случае бесполезно (как и фильтр), а стабилизатор сможет «подтянуть» сетевые параметры до допустимых для холодильника значений.
Из приведённого примера видно, что в условиях некачественной сетевой электроэнергии только стабилизатор напряжения обеспечивает наиболее полную защиту.
На рынке представлен широкий выбор стабилизаторов, причем устройства между собой различаются не только мощностью, ценой, внешним видом и производителем, но и эффективностью! Далеко не каждый прибор будет постоянно поддерживать качество выходного напряжения, гарантирующее безопасное и беспроблемное функционирование технических узлов холодильного оборудования!
Какие стабилизаторы напряжения для холодильника наиболее эффективны?
Из всех продаваемых в настоящее время изделий выделим инверторные модели. Благодаря своему принципу работы, на базе двойного бестрансформаторного (выпрямительно-инверторного) преобразования энергии, они отличаются эталонными характеристиками выходного напряжения и не имеют недостатков, присущих стабилизаторам других типов.
Осуществляемый инверторным устройством процесс стабилизации не приводит к ступенчатым искажениям выходного сигнала и не связан с какими-либо временными задержками (последнее исключает трансляцию сетевого колебания с входа на выход стабилизатора)!
Инверторный стабилизатор во всем предельном для него диапазоне сетевых значений (один из самых широких в классе) обеспечит любой технике из рассматриваемой в данной статье категории неизменное электропитание номинальным напряжением с идеальной синусоидальной формой.
Если всё же нужен ИБП, то какой выбрать?
Если основная сетевая проблема частые и продолжительные обрывы электропитания, то спасти холодильное оборудование от длительных простоев, а хранящиеся в нём продукты от разморозки, сможет только ИБП.
По многообразию «бесперебойники» не уступают стабилизаторам – встречаются разные мощности, конструкции корпуса, продолжительности автономной работы и, главное, принципиальные схемы.
Мы рекомендуем обратить внимание на онлайн ИБП (по-другому – ИБП с двойным преобразованием). Данные изделия схожи с инверторными стабилизаторами как в принципе работы, так и в качестве выходного напряжения.
«Бесперебойники» онлайн типа обеспечивают нагрузку напряжением с номинальным значением и идеальной синусоидой как при работе от сети (во всем предельном диапазоне), так и в автономном режиме. При этом перевод подключенной техники на питание от аккумуляторов осуществляется мгновенно и никак не сказывается на её функционировании.
Где купить качественный инверторный стабилизатор или онлайн ИБП для холодильника?
Широкий выбор и тех, и других устройств представлен в нашем официальном интернет-магазине производителя «Штиль».
Для защиты холодильника или морозильной камеры от некачественного сетевого напряжения подойдут следующие модели инверторных стабилизаторов напряжения и онлайн ИБП производства «Штиль»:
- настенные стабилизаторы IS550-IS3500 с выходной мощностью от 400 Вт до 2750 Вт;
- напольные/стоечные стабилизаторы IS1000RT-IS3500RT с выходной мощностью от 800 Вт до 2750 Вт;
- настенные ИБП серии «SW» с выходной мощностью от 400 Вт до 900 Вт;
- напольные ИБП серии «ST» с выходной мощностью от 900 Вт до 2700 Вт;
- напольные/стоечные ИБП серии «STR» с выходной мощностью от 900 Вт до 2700 Вт.
Интерфейс нашего ресурса максимально интерактивен и позволяет ознакомиться с подробным техническим описанием каждой предлагаемой к покупке модели (внешний вид, характеристики, область применения, преимущества, аксессуары, комплектация).