Компания "Энергия" осуществляет гарантийное и сервисное обслуживание аккумуляторов, тяговых батарей, UPS, и инверторов.
Время работы ИБП
Наиболее часто задаваемый вопрос при выборе ИБП:
— «на сколько его хватит?» (какое время инвертор проработает при отключении в сети).
Прежде всего, нужно разделить два понятия:
Как бы ни показалось кому-то странным, но время автономной работы источника бесперебойного питания почти не зависит от его конструктивной мощности. Определяющими здесь являются два главнейших параметра.
Первый – емкость аккумуляторной батареи.
Чем больше емкость батареи, тем дольше проработает инвертор.
В упрощенном виде время работы можно определить следующим образом:
Например, к инвертору подключена батарея напряжением 48 В.
Емкость – 120 Ач
Поэтому суммарная энергия, запасенная в ней и которая потенциально может питать инвертор для выработки напряжения, питающего нагрузку равна
120 х 48 = 5760 ВтЧ
Учтем потери при преобразовании (КПД = 90%) и получим
5760 х 0,9 = 5184 ВтЧ
Разделив эту величину на мощность подключенного оборудования, получим возможное время непрерывной работы, например:
кипятильник мощностью 500 Вт
5184 ВтЧ : 500 Вт = 10,34 часа
Мы сможем непрерывно кипятить воду в течение более 10 часов.
А если кипятильник будет мощностью 1000 Вт, то заряда батареи хватит только на 5 часов
5184 ВтЧ : 1000 Вт = 5,2 часа
Второй важнейший фактор, влияющий на время автономной работы — это мощность, потребляемая подключенным к ИБП оборудованием.
Естественно, что чем большую нагрузку подключить к инвертору, тем быстрее израсходуется заряд батареи, и наоборот, уменьшая потребляемую мощность, увеличиваем время работы.
Конечно, это несколько утрированный пример для пояснения принципа расчета.
В реальных условиях подключается наиболее важное оборудование, ради которого и создаются такие системы бесперебойного питания: отопительное оборудование, системы сигнализации, связи и т.д.
Здесь учитывают все мощности: горелка, двигатели вентиляторов наддува, циркуляционные насосы, автоматика и электроника управления, а расчеты ведут, принимая во внимание пусковые токи (на период включения).
Мы провели расчет времени работы ИБП в зависимости от модели ИБП, ёмкости аккумуляторных батарей и подключаемой нагрузки:
Расчет времени работы комплекта SKN(M)-1000 в зависимости от емкости батарей и нагрузки
Мощность подключаемого оборудования, Ватт
При выборе оптимальной конфигурации ИБП для котла отопления необходимо правильно рассчитать необходимое время автономной работы системы отопления при отключении внешнего электропитания
Определение необходимого времени автономной работы ИБП
Учитывая возможность отключения внешнего электропитания дома, необходимо знать (определить) расчётное время автономной работы источника бесперебойного питания котла отопления. Причин, по которым может пропасть напряжение в сети, достаточно много. Это может быть авария на линиях электропередач, авария на трансформаторной подстанции, обрыв подводящих линий электросети, замыкание проводки внутри дома, существенные искажения параметров поставляемого тока, переход поставщика энергии на графики временных отключений потребителей.
Однако, какой бы ни была причина отключения электроэнергии, необходимо обеспечить эффективное и надёжное электропитание отопительного оборудования. Остановка системы отопления в зимнее время может привести к размораживанию системы и большим расходам по её ремонту и ремонту помещений.
Длительность отключений электроэнергии существенно различается в разных районах города или в разных поселениях. Для примерной оценки времени возможных отключений нужно провести длительные наблюдения или опрос соседей.
Если длительность отключений не превосходит одних суток, то задачу обеспечения бесперебойным электропитанием системы отопления можно решить с помощью установки нужного ИБП. Если длительность отключений превосходит сутки, то для решения задачи бесперебойного питания лучше использовать комбинацию двух приборов: ИБП и электрогенератор.
Расчёт времени автономной работы ИБП системы отопления дома
После того, как мы определились с желаемой длительной автономной работы системы отопления, можно переходить к проектированию системы бесперебойного питания отопительного оборудования.
На этом этапе нужно определить общую электрическую мощность всех приборов системы отопления, для которых необходимо обеспечивать автономное электропитание.
Точное значение электрической мощности отопительного оборудования можно найти в технических паспортах данных приборов. Для расчёта конфигурации источника бесперебойного питания и времени его автономной работы можно использовать приблизительные значения мощности приборов.
Электрическая мощность настенных газовых котлов отопления обычно находится в диапазоне от 100 до 200 Вт.
Электрическая мощность напольных газовых котлов отопления обычно находится в диапазоне от 50 до 150 Вт.
Электрическая мощность внешних циркуляционных насосов обычно находится в диапазоне от 50 до 200 Вт.
Значения некоторых популярных котлов отопления вы найдёте в статье Электрическая мощность настенных и напольных газовых котлов.
Аналитический метод расчета времени автономной работы бесперебойника для котла
Длительность автономной работы ИБП с внешними аккумуляторными батареями зависит в первую очередь от общей ёмкости всех АКБ. Фактически, при работе ИБП происходит перевод энергии заряда аккумуляторных батарей в электрическую энергию с напряжением 220 Вольт. Так как инвертор бесперебойника не является абсолютно идеальным прибором и имеет потери, то необходимо учитывать коэффициент его полезного действия. Кроме того, аккумуляторные батареи не могут высвободить все 100 % энергии, нужно учитывать коэффициент доступной ёмкости АКБ.
С учетом этих коэффициентов формула расчёта принимает следующий вид:
T = E * U / P * KPD * KDE (часов),
где E — ёмкость всех подключенных АКБ, U — напряжение АКБ, P — мощность нагрузки, KPD примерно равен 0,8, KDE равен примерно 0,9.
Коэффициенты доступной ёмкости и полезного действия не являются фиксированными величинами. Эти коэффициенты зависят от скорости расхода энергии, от температуры и влажности воздуха.
Приведём несколько примеров расчётов времени автономной работы ИБП:
- Используются АКБ напряжением 12 Вольт и ёмкостью 60 Ач. ИБП осуществляет питание настенного котла отопления электрической мощностью 150 Вт.
В этом случае получаем время автономной работы ИБП:
T = 60 х 12 / 150 х 0,8 х 0,9 = 3,5 ч - Используются АКБ напряжением 12 Вольт и ёмкостью 150 Ач. ИБП осуществляет питание настенного котла отопления электрической мощностью 150 Вт.
В этом случае получаем время автономной работы ИБП:
T = 150 х 12 / 150 х 0,8 х 0,9 = 8,6 ч - Используются два АКБ напряжением 12 Вольт и ёмкостью 150 Ач. ИБП осуществляет питание настенного котла отопления электрической мощностью 150 Вт.
В этом случае получаем время автономной работы ИБП:
T = 2 х 150 х 12 / 150 х 0,8 х 0,9 = 17,2 ч - Используются два АКБ напряжением 12 Вольт и ёмкостью 120 Ач. ИБП осуществляет питание напольного котла отопления электрической мощностью 50 Вт и двух циркуляционных насосов мощностью 100 Вт каждый.
В этом случае получаем время автономной работы ИБП:
T = 2 х 120 х 12 / (50 + 2 х 100) х 0,8 х 0,9 = 8,3 ч - Используются три АКБ напряжением 12 Вольт и ёмкостью 200 Ач. ИБП осуществляет питание напольного котла отопления электрической мощностью 50 Вт и трех циркуляционных насосов мощностью 100 Вт каждый
В этом случае получаем время автономной работы ИБП:
T = 3 х 200 х 12 / (50 + 3 х 100) х 0,8 х 0,9 = 14,8 ч - Используются три АКБ напряжением 12 Вольт и ёмкостью 200 Ач. ИБП осуществляет питание настенного котла отопления электрической мощностью 130 Вт
В этом случае получаем время автономной работы ИБП:
T = 3 х 200 х 12 / 130 х 0,8 х 0,9 = 40 ч
Использование таблиц для расчёта времени автономного бесперебойного питания
Для расчёта времени резерва источников бесперебойного питания для систем отопления можно использовать специальную таблицу. Таблица составлена на основе использования формулы расчёта времени автономной работы ИБП. При расчёте данных использовались следующие значения вспомогательных коэффициентов: КПД источника бесперебойного питания 80%, коэффициент доступной ёмкости аккумуляторной батареи 90%.
Таблица расчёта времени автономной работы ИБП для котлов отопления по общей ёмкости подключенных АКБ в зависимости от величины полезной нагрузки.
| Общая ёмкость и напряжение АКБ | Нагрузка 100 Вт |
Нагрузка 150 Вт |
Нагрузка 200 Вт |
Нагрузка 300 Вт |
Нагрузка 400 Вт |
Нагрузка 500 Вт |
| 40 Ач, 12 В | 3,5 ч | 2,3 ч | 1,7 ч | — | — | — |
| 60 Ач, 12 В | 5,2 ч | 3,5 ч | 2,6 ч | — | — | — |
| 100 Ач, 12 В | 8,6 ч | 5,8 ч | 4,3 ч | 2,9 ч | 2,2 ч | 1,7 ч |
| 150 Ач, 12 В | 13 ч | 8,6 ч | 6,5 ч | 4,3 ч | 3,2 ч | 2,6 ч |
| 200 Ач, 12 В | 17,3 ч | 11,5 ч | 8,6 ч | 5,8 ч | 4,3 ч | 3,5 ч |
| 300 Ач, 12 В | 25,9 ч | 17,3 ч | 13 ч | 8,6 ч | 6,5 ч | 5,2 ч |
| 400 Ач, 12 В | 34,6 ч | 23 ч | 17,3 ч | 11,5 ч | 8,6 ч | 6,9 ч |
| 500 Ач, 12 В | 43,2 ч | 28,8 ч | 21,6 ч | 14,4 ч | 10,8 ч | 8,6 ч |
| 600 Ач, 12 В | 51,8 ч | 34,6 ч | 25,9 ч | 17,3 ч | 13 ч | 10,4 ч |
Примечание: ориентировочное время резерва указано при следующих условиях:
- АКБ полностью заряжена;
- температура АКБ +25 °С;
- фактическая ёмкость АКБ соответствует номиналу, указанному на АКБ.
Указано время для НЕПРЕРЫВНОГО режима работы. В циклическом режиме работы время увеличится пропорционально.
Время работы в значительной степени может отличаться от полученных значений в зависимости от типа производителя АКБ, а также от остаточной ёмкости АКБ.
При выборе ИБП для котла отопления следует учитывать следующие параметры:
- максимальную полную мощность подключаемой полезной нагрузки с учётом реактивной нагрузки;
- максимальную разрешенную ёмкость подключаемых АКБ;
- время заряда батарей указанной ёмкости.
Более точные таблицы расчёта длительности резерва источника бесперебойного питания для систем отопления вы найдёте в технических спецификациях специализированных ИБП в разделе Источники бесперебойного питания.
Время автономной работы ИБП определяется аккумуляторами. Ниже представлены примеры наших работ на случай средних и длительных отключений электричества.
Стоимость и варианты комплектов вы можете посмотреть на странице ИБП для дома.
Часто недостатком ИБП (инверторов) по отношению к генераторам считают ограниченность по времени автономной работы от батарей. Однако следует учитывать, что бюджетные модели генераторов имеют запас топлива в баке на 8-10 часов работы + при доливе топлива требуется обязательные циклы отдыха. Большие стационарные дизельные и газовые генераторы могут без остановки работать сутки и более, но их стоимость с учетом работ по установке и обслуживанию весьма высока. Читайте подробнее статью о различиях генератора и бесперебойника.
В качестве лучшей альтернативы можно рассмотреть инвертор или ИБП (о разнице в этой статье) с большим батарейным банком. Давайте рассмотрим примеры.
1. Бюджетный вариант на отдельные автоматы
Бесперебойник мощностью до 3 кВт с 2 или 4 аккумуляторами.
Такое решение позволяет бесперебойно питать:
- Газовый котел отопления (кстати, есть ИБП только для котла отопления)
- Резервное освещение
- Холодильник
- Розетку ТВ, сигнализации, домофона
- Погружные/скважинные насосы с плавным пуском.
Примеры подобных решений:
Инвертор Stark или BiNeos бесперебойно питают отдельные автоматы в щите. При постоянной нагрузке в 200Вт время автономии более 20часов
Можно установить аккумуляторы большей емкости:
Инвертор и 4 аккумулятора Delta DTM 12200 L по 200Ач. Автономная работа более 20 часов уже на нагрузке в 400Вт
Если качество сети низкое, нередки сильные просадки и “моргания” напряжения можно рекомендовать ИБП on-line типа:
– Цены и описания подобных систем
2. Бесперебойное питание одной фазы из трех. Мощность до 6кВт. Бюджет
Как правило, для сохранение комфорта и безопасности резервное питание в доме требуется для ограниченного круга потребителей. Практика показала оптимальность решений по установке источника бесперебойного питания на одну фазу с подключением на эту фазу всего самого ответственного оборудования:
- Система отопления с газовым или твердотопливным котлом
- Холодильники и морозильники
- Всё низковольтное оборудование: видеонаблюдение, домофон, wi-fi, домашний сервер и т.п.
- Любой насос скважины и повышения давления
- Освещение нескольких помещений
- Автоматические ворота
- Часть кухонной техники и т.п.
Для такой системы рационально использовать 4, 6 или 8 внешних аккумуляторов ёмкости 150-250Ач.
Примеры:
Инвертор 6кВт на отдельную фазу. Автономия более 8 часов на нагрузке 700Вт
Здесь использован узкий стеллаж для экономии места. Дополнительно был полностью заменен распределительный щит.
При плохой питающей сети лучше установить ИБП on-line типа с очень качественной стабилизацией напряжения
– Варианты и цены
3. Бесперебойник на весь дом. Мощность от 9кВт. Бюджет от 250т.р.
Когда требуется максимальный комфорт или нет возможности выделить отдельную группу потребителей на резерв, мы монтируем систему гарантированного питания сразу на весь дом. Тут есть несколько вариантов:
- Мощный однофазный инвертор с автоматикой объединения 3-х фаз в одну при пропадании напряжения. Мощность инвертора рекомендуется в районе 9-15кВт. При необходимости устанавливаются стабилизаторы напряжения для каждой фазы.
- ИБП on-line с трехфазным входом и однофазным выходом (3в1). Такой источник объединяет мощность 3-х фаз в одну качественно стабилизируя её. Оптимальная мощность 20кВа (18кВт). Бюджет
350т.р.
Примеры
Инвертор для всего дома с высокоточными стабилизаторами напряжения. 8 АКБ по 200Ач – это автономная работа более 16 часов на постоянной средней нагрузке в 1кВт (среднее потребление дома площадью 200-250 м.кв.)
ИБП конфигурации 3в1 для бесперебойного и стабильного питания коттеджа.
Доступный диапазон мощностей таких ИБП от 20кВа до 120кВа. Возможны как конфигурации со встроенными малыми АКБ для перекрытия времени на старт генератора, так и внешние сборки с огромными батарейными ёмкостями
– Варианты и цены
Посмотрите наше видео про возможные варианты решений:
Ниже представлено ещё несколько систем с большими батарейными банками
Инвертор МАП “Энергия” 9.0/48 и 8 аккумуляторов по 200Ач
Набор из 8 батарей Delta DTM 12200L честной емкостью по 200Ач стал своего рода стандартом для инверторных систем, ориентированных на длительную автономию. При отсутствии хозяев в доме будет работать система отопления и холодильник. Совокупная длительная нагрузка – около 250Вт. Время автономии при этом – почти 4 суток (92 часа). В случае активной деятельности в доме усредненная нагрузка будет около 800-1000Вт в час. Автономия 21-16 часов соответственно. В экономично режиме: отопление+холодильник+свет+ТВ – автономия около 2-х суток.
Инвертор МАП “Энергия” 12.0/48 и 12 аккумуляторов по 200Ач
Установка расположена в отапливаемом гараже и при отключениях света через коммутатор фаз запитывает весь дом. Тестовые отключения показали среднюю нагрузку в час около 900Вт (дом с газом, площадью около 350кв.м). Время автономной работы – 31 час. Другой пример подобной сборки:
Инвертор, который питает одну фазу
Инвертор МАП “Энергия” 12.0/48 и 12 аккумуляторов по 250Ач
Система на базе 12 АКБ Delta DTM 12250L (250Ач – самая большая емкость среди 12В AGM аккумуляторов) питает отопление, водоснабжение, видеонаблюдение. Обеспечивает автономную работу без электричества более 2.5 суток (средняя нагрузка 500Вт). 1кВт нагрузки продержится 36 часов.
ИБП Stark On-line 10 000 и 18 аккумуляторов по 100Ач
Садовое товарищество, где был куплен дом нашим клиентом, отличалось крайне низким качеством питающей сети. Трансформатор на 200кВа питает более 300участков, мощности не хватает, в следствии чего напряжение постоянно проседает и часто вообще пропадает. Решение проблемы – ИБП On-line типа мощностью 10кВа. Батарейный банк – 18 аккумуляторов по 100Ач – Leoch DJM12100 обеспечат автономией около 30 часов на нагрузке 700Вт.
Организация больших батарейных банков для длительной автономии требует правильного подбора головного устройства (ИБП/инвертор), обладающего мощным зарядным устройством для корректной работы с аккумуляторами.
