Устройства и блоки питания вычислительных машин
, , , , , ,
, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,
С двойным переключением (off-line), С двойным преобразованием (on-line), Линейно-интерактивный (line interactive), Резервный
, , , , , , , , , , ,
Да, Нет
Конвертируемый по установке, Отдельно стоящий (напольный), Стоечный
Светодиодная индикация режимов работы и (или) состояния индикаторных батарей, Прогнозирование состояния батарей, Пассивный фильтр сетевых помех и ВЧ-шумов в сетях Ethernet 1Gbps (RJ45), Управляемые выходы питания, Автоматическое определение внешнего подключения батарей, Выходы питания на нагрузку с функцией фильтрации (без батарейной поддержки), Выходы питания на нагрузку с батарейной поддержкой, Встроенный автоматический стабилизатор напряжения (AVR), Цветовая индикация состояния источника бесперебойного питания (меняющийся экран)
, ,
Литий-ионные, Свинцово-кислотные герметичные необслуживаемые
Нет, Да
Нет, Да
Нет, Да
Нет, Да
, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,
, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,
, , , , , , , , , , , , ,
144 Вольт, 456 Вольт, 432 Вольт, 408 Вольт, 384 Вольт, 600 Вольт, 576 Вольт, 552 Вольт, 528 Вольт, 360 Вольт, 336 Вольт, 240 Вольт, 216 Вольт, 192 Вольт, 168 Вольт, 120 Вольт, 96 Вольт, 72 Вольт, 48 Вольт, 36 Вольт, 24 Вольт, 12 Вольт, 9 Вольт, 6 Вольт, 312 Вольт, 288 Вольт, 264 Вольт, 504 Вольт, 480 Вольт
384 Вольт, 360 Вольт, 336 Вольт, 312 Вольт, 288 Вольт, 264 Вольт, 240 Вольт, 216 Вольт, 600 Вольт, 576 Вольт, 552 Вольт, 528 Вольт, 504 Вольт, 480 Вольт, 456 Вольт, 432 Вольт, 408 Вольт, 192 Вольт, 168 Вольт, 144 Вольт, 120 Вольт, 96 Вольт, 72 Вольт, 48 Вольт, 36 Вольт, 24 Вольт, 12 Вольт, 9 Вольт, 6 Вольт
, , , , , , , , , ,
, , , , , , , , , ,
, , , , , , , , , , , , ,
, , , , , , , , , , , , ,
, , , , , , , , , , , , ,
, , , , , , ,
, , , , , , ,
, , , , , ,
, , , , , , 0 Градус Цельсия,
, , , , , ,
, , , , , , ,
, , , , , , , , , , ,
REPO, Battery Management Systems (BMS), Modbus, Web, USB, Ethernet, SNMP, RS232, RS485, Сухие контакты
IP50, IP40, IP30, IP20, IP10, IP00, IP68, IP67, IP66, IP65, IP55, IP54, IP44, IP34, IP43, IP33, IP23, IP42, IP32, IP22, IP12, IP41, IP31, IP21, IP11, IP60
, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,
, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,
, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,
, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,
50 Процент, 45 Процент, 35 Процент, 30 Процент, 25 Процент, 20 Процент, 15 Процент, 10 Процент, 100 Процент, 95 Процент, 90 Процент, 85 Процент, 80 Процент, 75 Процент, 70 Процент, 40 Процент, 65 Процент, 60 Процент, 55 Процент
0 Штука, 1 Штука, , 10 Штука, 9 Штука, 8 Штука, 7 Штука, 6 Штука, 5 Штука, 4 Штука, 3 Штука, 2 Штука
, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,
, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,
, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,
, 48 Вольт, 36 Вольт, 24 Вольт, 12 Вольт, 9 Вольт, 6 Вольт,
92 Штука, 88 Штука, 84 Штука, 80 Штука, 76 Штука, 72 Штука, 68 Штука, 64 Штука, 56 Штука, 52 Штука, 50 Штука, 48 Штука, 46 Штука, 44 Штука, 42 Штука, 40 Штука, 38 Штука, 36 Штука, 34 Штука, 32 Штука, 30 Штука, 28 Штука, 26 Штука, 24 Штука, 22 Штука, 20 Штука, , 60 Штука, , 200 Штука, 192 Штука, 184 Штука, 176 Штука, 168 Штука, 160 Штука, 152 Штука, 144 Штука, 136 Штука, 128 Штука, 120 Штука, 112 Штука, 104 Штука, 100 Штука, 96 Штука
, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,
, , , ,
, ,
, , ,
, , ,
, ,
, , , , , , , , , ,
, , , , , , , , , , , ,
75 Процент, 80 Процент, 70 Процент, 65 Процент, 60 Процент, 55 Процент, 50 Процент, 45 Процент, 40 Процент, 35 Процент, 30 Процент, 25 Процент, 20 Процент, 15 Процент, 10 Процент
, , , , , , , ,
Русифицированный WEB-интерфейс, Поддержка протокола BACnet over IP, Поддержка протокола Modbus RTU, Поддержка протокола Modbus TCP, Поддержка протокола SNMP, Возможность удалённого мониторинга ИБП через интерфейс Ethernet, Возможность управления с ПК, Локальное хранение журнала события и логов с возможностью складирования их на другом ресурсе, Программное обеспечение для контроля ИБП того же вендора что и производитель ИБП
Нет, Да
Нет, Да
Нет, Да
Спереди и сзади, Спереди
Нет, Да
Нет, Да
Нет, Да
Нет, Да
Нет, Да
3:3, 3:1, 1:1
3Ph+N+PE, 1Ph+N+PE
3Ph+N+PE, 1Ph+N+PE
,
,
60 Герц, 50 Герц
60 Герц, 50 Герц
Вне источника бесперебойного питания на стеллажах, Вне источника бесперебойного питания в шкафах, Внутри источника бесперебойного питания
Отдельностоящие батарейные стеллажи, Отдельностоящие батарейные шкафы, Встроенные в источник бесперебойного питания
Нет, Да
Емкость, Температура, Внутреннее сопротивление, Напряжение
Нет, Да
USB type A, USB type C
N+1, Нет
, 4 Штука, 3 Штука, 2 Штука
Нет, Да
Нет, Да
Нет, Да
Нет, Да
Нет, Да
Нет, Да
Особенности подбора ИБП
По сравнению со стабилизаторами напряжения, источники питания являются более сложными устройствами в техническом плане, из-за этого расчет ИБП, то есть подбор необходимой модели, будет включать несколько больше параметров, в частности, помимо мощности устройства, потребуется определить емкость аккумуляторных батарей (АБ), зависящую от требований ко времени автономии.
При неверном подборе данных технических характеристик ИБП, общая эффективность его работы, а также обеспечиваемый уровень бесперебойности вряд ли будут приемлемыми. Ниже приведены методики расчета этих параметров.
Внимание!
Если вы не имеете специального технического образования, то подбор ИБП и аккумуляторных батарей все же лучше выполнять с помощью специалистов.
Подбор ИБП по мощности и времени автономной работы
Алгоритм подбора модели ИБП состоит из описанных ниже этапов.
1. Определение суммарной мощности потребителей
Для начала необходимо определить, какие электроприборы вы будете напитывать от ИБП и какая у них потребляемая мощность. При этом важно не забыть о величине пусковых токов нагрузки. Их значение может в несколько раз отличаться от номинального.
Например, у компрессора холодильника мощностью 180-200 Вт пусковые токи доходят до 1 кВт. Циркуляционные насосы для подачи воды при своем запуске кратковременно потребляют в 3-8 раз больше номинальной мощности.
Информацию о величине потребляемой мощности и пусковых токах можно узнать в техпаспорте изделия или у производителя электроприбора. Определив максимальную суммарную мощность нагрузки в Вт, необходимо подобрать ИБП по активной выходной мощности, которая должна быть больше рассчитанного значения примерно на 20-30%.
2. Выбор типа конструктива ИБП
Как правило, модели ИБП могут иметь следующие форм-факторы:
- настенный;
- напольный;
- рэковый – для размещения в 19-дюймовые стойки;
- универсальный – могут устанавливаться как напольно, та и в стойку.
Выбор типа конструктива зависит от того, где вам необходимо разместить устройство, чтобы обеспечить надежное подключение ИБП к сети и нагрузке.
3. Определение требуемого времени автономной работы ИБП
Чтобы определить необходимое время автономного питания нагрузки от ИБП, необходимо учесть длительность и периодичность отключений электроэнергии в сети и наличие устройств резервного питания. Существует два варианта ситуаций:
- в вашей электросети случаются незначительные по времени отключения электроэнергии или для питания нагрузки в период отсутствия электричества вы используете генератор. В этом случае вам стоит искать решение с небольшим временем автотомии – не более 5-10 минут.
- в вашей электросети случаются отключения электричества на более длительное время и при этом в качестве источника резервного питания вы не используете генератор. В этом случае вам потребуется ИБП с большим временем автотомии (точное значение зависит от максимального периода пропадания электричества).
Внимание!
Важно учитывать, что из-за достаточно высокой цены на аккумуляторные батарей, обеспечивать длительное время автономии (более 12 часов) с помощью ИБП не всегда обоснованно с экономической точки зрения. Рациональней рассмотреть в качестве альтернативы связку: ИБП на небольшое время автономии + генератор.
В зависимости от типа ситуации, потребуется выбрать один их двух вариантов ИБП:
- если требуемое время автономной работы ИБП не более 5-10 минут, то вам подойдут модели ИБП со встроенными АБ, которые обеспечат бесперебойный переход на работу от генератора или будут надежно защищать от коротких пропаданий сетевого напряжения. Такие устройства в желаемом типе конструктива легко самостоятельно подобрать на сайте продавца или производителя, зная максимальную потребляемую мощность нагрузки.
- если требуемое время автономной работы более 10 минут, то стоит рассмотреть модели ИБП без встроенных АБ, но с возможностью подключения внешних батарей. Такие устройства более сложны в подборе, поэтому для решения этой задачи вы можете обратиться к консультантам производителя или продавца. Если же вы хотите самостоятельно подобрать внешние батареи, то ниже мы приводим простой алгоритм подбора.
Расчёт аккумуляторных батарей для ИБП
В данном разделе мы приведём простой алгоритм подбора стандартных 12-вольтовых батарей типа AGM (Absorbent Glass Mat).
1. Посчитайте количество АБ
Для начала нужно посчитать количество батарей, которое потребуется для работы выбранной модели ИБП. В этом поможет следующая формула:
N батарей = Номинальное напряжение АБ / 12 Вольт, где 12 Вольт – это номинальное напряжение одной батареи.
Номинальное напряжение АБ указывается в Вольтах, это значение можно найти в технических характеристиках модели ИБП.
2. Выясните отдаваемую мощность каждой ячейки батареи
Далее необходимо выяснить мощность, которую должна отдать батарея при пересчете на 2-вольтовую ячейку. Как правило, именно это значением большинство производителей аккумуляторных батарей указывают в разрядных таблицах подбора батарей.
Поясним, что стандартная 12-вольтовая свинцово-кислотная аккумуляторная батарея ИБП представляет собой корпус, в котором находится 6 соединенных последовательно ячеек, каждая из которых имеет номинальное напряжение 2 В.
Чтобы правильно рассчитать мощность, которую должна отдать батарея при пересчете на 2-вольтовую ячейку, необходимо воспользоваться следующей формулой:
P ячейки = P нагрузки / N ячеек х КПД инвертора, где:
- P ячейки – мощность, которую должна отдать одна 2-вольтовая ячейка батареи;
- P нагрузки – потребляемая мощность нагрузки в Вт;
- N ячеек – общее количество ячеек в батареях выбранной модели ИБП (чтобы выяснить значение этого параметра, необходимо номинальное напряжение АБ разделить на 2 В или количество АБ умножить на 6 ячеек);
- КПД инвертора при работе от батарей необходимо узнать у производителя ИБП (например, в моделях однофазных источников питания ГК «Штиль» это значение равно 0,86).
3. Подберите подходящую модель аккумуляторной батареи
Когда мощность ячейки батареи выяснена, перед тем как переходить на сайт производителя АБ и подбирать подходящую модель понадобиться уточнить еще один параметр – конечную точку разряда ячейки батареи (В/эл-т), то есть значение напряжения, ниже которого нельзя разряжать батарею. Это устанавливаемая величина, которая не может быть ниже 1,6 Вольт на каждую 2-вольтовую ячейку батареи, и зависит от длительности разряда.
В ИБП «Штиль» значение конечной точки разряда ячейки батареи предустанавливается на заводе и равно 1,75 В/эл-т.
Теперь, зная три основных параметра (время автономной работы, значение отдаваемой мощности ячейки батареи и конечную точку ее разряда), определяется подходящая модель аккумуляторной батареи. Для этого необходимо использовать таблицы разряда постоянной мощностью батареи при 25 градусах Цельсия (это предельно допустимая температура для ее эффективной эксплуатации). Такие таблицы, как правило, указаны на сайте производителя на странице модели батареи.
Важно отметить, что подбирать батареи всегда необходимо с большей мощностью, чем это требуется.
4. Подберите вариант установки АБ
После подбора подходящих внешних батарей необходимо определить способ их установки. У каждого производителя существует множество вариантов установки АБ в зависимости от конструктивного исполнения самого источника питания.
Как правило, батареи размещаются в специальных устройствах, которые обладают необходимой системой защиты. Например, в ГК «Штиль» для размещения батарей предусмотрены следующие варианты:
- батарейные модули настенного, напольного или стоечного исполнения (размещенные в таких модулях батареи, как правило, обеспечивают от 10 мин до 3 ч автономной работы ИБП);
- сборно-разборные батарейные стеллажи (предназначены для размещения батарей, обеспечивающих длительное время автономии – до 20 ч и более);
- телекоммуникационные шкафы, куда обычно устанавливают фронт-терминальные батареи.
Пользователь может обойтись и без специального устройства для установки батарей, но в этом случае ему все равно нужно будет самостоятельно организовать их защиту.
Пример подбора аккумуляторных батарей для автономного питания газового котла
Необходимо обеспечить бесперебойное питание газового котла и циркуляционного насоса, установленных в частном доме.
Исходные данные:
- максимальная потребляемая мощность нагрузки составляет 600 Вт (P нагрузки = 600 Вт);
- требуется 3 часа автономной работы электроприборов (Т автономии = 3 часа);
- предполагается разместить ИБП на стене рядом с газовым котлом.
В качестве ИБП для решения нашей задачи выберем настенную модель «Штиль» SW1000L с выходной мощностью 900 Вт, без встроенных батарей, но с поддержкой подключения внешних.
Расчет внешних аккумуляторных батарей для ИБП SW1000L будет происходить в следующей последовательности:
1) Рассчитаем необходимое количество внешних АБ (у данной модели номинальное напряжение внешних АБ составляет 36 В):
N батарей = 36 В / 12 В. Таким образом, расчет показал, что потребуется 3 аккумуляторные батареи.
2) Выясним отдаваемую мощность каждой ячейки батареи (у данной модели КПД инвертора при работе от батарей составляет 86%):
P ячейки = 600 / 18 х 0,86. Необходимая мощность ячейки аккумуляторной батареи составляет 38,7 Вт.
3) Подберём необходимую модель АБ, зная все необходимые параметры:
- время автономной работы – 3 часа;
- конечная точка разряда ячейки батареи – 1,75 В/эл-т;
- мощность каждой ячейки батареи – 38,7 Вт.
В качестве примера воспользуемся моделями аккумуляторных батарей компании Энергон. Зайдем на сайт производителя и выберем необходимую батарею. Из всего ассортимента изделий нам подойдет серия Delta DTM L, которая используется для питания требовательных электрических приборов – насосов и котлов систем отопления.
Для нашего случая батарея Delta DTM 1290 L с отдаваемой мощностью ячейки 44.2 Вт является оптимальным вариантом.
4) Определим, куда будем устанавливать батареи. Для размещения выбранных батарей потребуется напольный батарейный стеллаж, например, стеллаж BS-01 от производителя «Штиль», который позволяет установить как раз до трех батарей емкостью 90 Ач.
В итоге для обеспечения бесперебойного питания газового котла и циркуляционного насоса с суммарной потребляемой мощностью 600 Вт мы подобрали:
- ИБП SW1000L с выходной мощностью 900 Вт;
- три аккумуляторных батареи Delta DTM 1290 L 90 Ач;
- батарейный стеллаж BS-01.
Модельный ряд ИБП «Штиль»
Российский производитель систем электропитания «Штиль» предлагает широкий модельный ряд источников бесперебойного питания топологии онлайн (с двойным преобразованием энергии), среди которых:
- однофазные модели настенного исполнения с выходной мощностью 0,25-1 кВА;
- однофазные модели напольного исполнения с выходной мощностью 0,25-10 кВА;
- однофазные модели стоечного исполнения с выходной мощностью 1-10 кВА;
- однофазные модели напольного/стоечного исполнения с выходной мощностью 1-3 кВА;
- модели с конфигурацией 3 в 1 (с трехфазным входом и однофазным выходом) с выходной мощностью 10-20 кВА;
- трехфазные напольные и шкафные модели с выходной мощностью 10-500 кВА.
Ознакомиться с полным модельным рядом ИБП «Штиль» можно, перейдя по ссылке:
Настенные источники бесперебойного питания «Штиль» для котлов. Модельный ряд.
Чтобы обеспечить бесперебойную работу различных устройств, приборов и систем, используют источники бесперебойного питания. Рынок этими устройствами пестрит, поэтому выбор может быть довольно непростым решением. Чтобы не переплачивать, рекомендуют провести расчет времени работы ИБП в зависимости от нагрузки, которая будет ложиться на их плечи при отключении питания главного фидера.
Принцип работы
Источник бесперебойного питания — это устройство, которое контролирует параметры выходного напряжения вашей сети. В качестве основного источника электроэнергии используется городская сеть. В качестве резервного — аккумуляторные батареи.
Согласно стандарту международной электротехнической комиссии все ИБП подразделяются на три основных типа:
- Пассивные (резервные);
- Линейно интерактивные;
- С двойным преобразованием.
Принцип работы ИПБ резервного типа (еще называют оффлайн) — при напряжении сети, не выходящем за заданные пределы данное устройство, передает напряжение от электросети к нагрузке, не внося в него никаких изменений. Если напряжение выходит за заданные пределы, он отключает подачу напряжения от сети и переключается на подачу напряжения от аккумуляторных батарей. При этом, преобразуя постоянное напряжение, АКБ в переменное напряжение промышленной частоты.
Плюсы этого типа простой в монтаже, простой в работе, достаточно дешевый.
Минусы: частое переключение на подачу питания от АКБ расходует их ресурс.
Принцип работы ИБП линейно-интерактивного типа отличим от офлайновых только тем, что в их работе задействован стабилизатор напряжения. Диапазон предельно допустимого напряжения этих ИБП шире. То есть при падении напряжения в более широких пределах, стабилизатор сперва выравнивает напряжение, а если этого недостаточно, то ИБП переключается на электроснабжение от аккумуляторных батарей. При этом скорость переключения линейно интерактивных бесперебойников составляет 4.7 мс. Этого времени достаточно для продолжения работы компьютера. А вот для систем более чувствительных к перепадам (серверное и медицинское оборудование) лучше применять другой тип оснащения.
Принцип работы ИБП с двойным преобразованием (еще называют онлайн) – напряжение от сети поступает на ИБП, преобразуется на постоянное напряжение для зарядки АКБ. Затем это постоянное напряжение преобразуется в переменное и передается в нагрузку.
Плюсы этого типа:
- На выходе вы получаете чистый синус, потому как напряжение на выходе инвертора, это уже не то, которое поступило на вход инвертора.
- Нулевое время переключения при полном пропадании питания от электросети. Это достигается за счет того, что в нагрузку и в любом случае поступает преобразованное напряжение.
Минусы: дорогостоящее оборудование и дорогой монтаж.
Что влияет на время автономной работы
Много разных показателей влияет на время независимой от сети работы. Главным считаются параметры устройства и перспективы добавления емкости батарей. Благодаря этому ИБП любого типа можно поделить на подтипы как устройства:
- С внедренными АКБ, без возможности подсоединения доп. аккумуляторов.
- С вмонтированными внутрь АКБ и с возможностью подсоединения доп. АКБ.
- Без встроенных АКБ, а только с подсоединением доп. батарей.
- Без встроенных АКБ, но с перспективой добавления АКБ с подключением из вне.
Бесперебойники со встроенными аккумуляторами в основном используются для кратковременного обеспечения электроэнергией нагрузки, чтобы корректно завершить работу (например, для компьютера).
Время работы ИБП с дополнительно подключенными АКБ работают дольше и в целом их время работы полностью зависит от:
- ёмкости этих аккумуляторов и степени износа;
- мощности нагрузки;
- силы тока зарядника ИБП, что влияет на выбор ёмкости АКБ.
Как подобрать ИБП
Выбирать источник бесперебойного питания, в общем случае нужно исходя из:
- максимальной мощности общей нагрузки;
- коэффициента спроса нагрузки (реальной мощности потребления), влияющей на расчет АКБ (указывается в Вт или %);
- указаний в паспорте ИБП кВт и кВА;
- если параметр кВт по какой-либо причине не указывается, то принять кВт=кВА.
Таким образом, мощность всей нагрузки — это мощность, указанная на шильдиках блоков питания. Нагрузка в определенный момент может потребить всю эту мощность (обычно такое не происходит, но пик возможен), поэтому покрытие должно быть реализовано полностью.
Подбор батарей делается исходя из:
- Реальной мощности потребления (обычно значительно меньше максимальной мощности блоков питания). Некоторые производители оборудования заявляют ее. Если же нет, подбирается опытным путем.
- Ёмкости штатных батарей, но можно выбрать ИБП с дополнительными аккумуляторными батареями.
Данные по времени зарядки ИБП с дополнительным массивом батарей обычно недоступны. В худшем случае +1 дополнительный блок времени заряда для внутренних АКБ.
Формула
Чтобы не ходить вокруг да около, существует универсальная формула, позволяющая осуществить расчет времени работы ИБП с питанием от АКБ:
T [час] = C [А×час] ×V [В] × η / P [Вт], где:
- C — суммарная емкость АКБ ИБП в Ач (есть в паспорте);
- V — напряжение одного аккумулятора в В (есть в паспорте);
- η — КПД инвертора ИБП (в расчёте примеров используется КПД = 0.92Б который указывается в ТТХ ИБП);
- P — средняя мощность подключенной к ИБП установки в Вт.
КПД инвертора и напряжение одного аккумулятора — это известные значения. Нужно определить суммарную емкость и среднюю мощность.
С=Uач×(Kin+Kout), где:
- Uач — емкость аккумуляторной батареи;
- Kin — количество встроенных АКБ в ИБП;
- Kout — количество внешних АКБ, подключенных единым блоком к ИБП, с теми же характеристиками ёмкости.
Средняя мощность рассчитывается исходя из потребленной энергии за определённый период. Обычно, она указывается производителем устройства, но если это комплекс, то лучше провести расчеты самостоятельно. Вот несколько примеров:
- Мощность блока питания 750 Вт, а реальное потребление 250 Вт (ЦП — 80 Вт, Видеокарта — 150 Вт, HDD — 10 Вт, материнка + остальное 10 Вт).
- Заявленная мощность компрессора 180 Вт, но он активируется каждые 8 мин с периодом работы 3 мин. В таком случае средняя мощность равна 180/8×3=67.5 Вт.
- При заявленной годовой потребляемой мощности производителем в кВт/ч, для расчета нужно ее делить на 12. Например, указано 370 кВт×час за год. P=370×1000/365/24=42.23 Вт.
После определения всех параметров можно подставлять значения. Например, ИБП оснащен 2 батареями по 7 Ач и напряжением 12 В. К бесперебойнику подсоединен внешний блок на 8 батарей с аналогичной емкостью. С=7×(2+8)=70 Ач.
Расчет автономной работы ИБП для данного бесперебойника, который подключен к компьютеру с нагрузкой в 250 Вт:
T [час] = 70 Ач × 12 В × 0.92/ 250 [Вт] = 3.0912 = 3 часа 5 минут 28 секунд.
Получается, что расчетный ИБП с АКБ может заменить городскую сеть электропитания при реальной нагрузке компьютера 250 Вт чуть более чем на 3 часа.
В реальности, такой мощности компьютеру не нужно. Чтобы завершить все процессы и выключиться, ему максимум понадобится 5–7 минут. А вот источник бесперебойного питания для холодильника должен иметь возможность поддерживать питание прибора в течение длительного срока и в этом случае, при определении времени работы, важную роль играет размер выделяемого бюджета.
Где купить
Приобрести ИБП можно как в специализированном магазине, так и онлайн в Интернет-магазине. Во втором случае, особого внимания заслуживает бюджетный вариант приобретения изделий на сайте Алиэкспресс. Для некоторых товаров есть вариант отгрузки со склада в РФ, их можно получить максимально быстро, для этого при заказе выберите «Доставка из Российской Федерации»:
Заключение
Расчет автономной работы ИБП нужно проводить для того, чтобы «не переплатить» или не купить «маломощный» аппарат, который в критически важный момент не выполнит свою основную задачу — переключение потребителя на резервный фидер питания. Чтобы высчитать, достаточно посмотреть информацию о бесперебойнике в паспорте, узнать потребляемую мощность устройством и подставить значение в формулу.
Видео по теме
Требуемое время автономной работы, часов:
Задайте время в часах, в течении которого инвертор или источник бесперебойного питания (ИБП) должен работать от аккумуляторных батарей (АКБ), питая подключенную нагрузку. (0,1 ≤ t ≤ 250 ч.)
Средняя потребляемая мощность нагрузки, Ватт:
Задайте среднюю потребляемую мощность – сумму мощностей всех приборов, подключенных к ИБП. Алгоритм калькулятора также учитывает типичную мощность холостого хода ИБП. (5 ≤ P ≤ 99999 Ватт)
Напряжение цепи постоянного тока (батареи АКБ), Вольт:
Для подбора подходящего комплекта батарей выберите номинальное напряжение цепи батарей вашего ИБП или инвертора. Обычно это значение кратно 12В (стандартной напряжение свинцово-кислотной АКБ) — 12 / 24 / 36 / 48…
Требуемая емкость комплекта АКБ: Неопределена
Обратите внимание, данный результат носит приблизительное значение, рассчитанное для условного ИБП с технологией line-interactive АКБ типа AGM. Реальное время работы зависит от характеристик применяемой модели ИБП, типа и марки используемых АКБ и специфики электропотребления подключенных приборов. Опыт показывает, что практическое время работы может отличаться как в меньшую так и в большую сторону.
Содержание
- Как выбрать источник бесперебойного питания
- Характеристики источников бесперебойного питания.
- Варианты выбора источников бесперебойного питания.
- Расчет времени работы ИБП для определенной нагрузки
- Принцип работы
- Что влияет на время автономной работы
- Как подобрать ИБП
- Формула
- Где купить
- Заключение
- Видео по теме
- Тестируем ИБП для компьютера: надолго ли его хватает?
- Как правильно подбирать ИБП?
- Так на сколько хватит ИБП?
Как выбрать источник бесперебойного питания
Сколь бы надежен не был ваш поставщик электропитания, броски напряжения иногда случаются на любых линиях. Каждый пользователь ПК хоть раз, да сталкивался с внезапной перезагрузкой или отключением компьютера из-за неполадок на питающей линии. И компьютеры – не единственный вид техники, требующий бесперебойного электропитания.
Продолжительное отключение электропитания может привести к заморозке системы отопления частного дома. ИБП с подключаемыми аккумуляторами способен «продержать на плаву» циркуляционный насос и электронику котла в течение нескольких часов, и стоить такой ИБП будет намного дешевле, чем генератор с автозапуском.
Роутер, подключенный к ИБП, позволит оставаться «онлайн» и при отсутствии электропитания. Потребляет роутер совсем немного и емкости аккумулятора даже недорогого «бесперебойника» хватит на пару-тройку часов его работы.
Серверам и внешним дисковым накопителям бесперебойное питание совершенно необходимо – внезапное отключение электричества может привести к потере данных.
И вообще, наличия ИБП требует любая автоматика, сбой в работе которой может привести к серьезным последствиям – медицинское и технологическое оборудование, системы пожарной и охранной сигнализации и т.д. Но параметры электропитания у разных видов техники разные, поэтому и ИБП для них потребуется с различными характеристиками.
Характеристики источников бесперебойного питания.
Вид устройства.
Резервный ИБП имеет наиболее простую конструкцию. Электроника источника следит за уровнем входного напряжения, и, при его выходе за установленные рамки (обычно +10% от номинала), переключается на питание от аккумулятора.
Кроме того, переключение на аккумулятор занимает некоторое время, что может быть критичным для некоторых видов техники. Например, для импульсных блоков питания с активным корректором мощности (APFC), которым оснащено большинство таких БП мощностью более 400 Вт. При подборе ИБП для компьютеров, специальной аппаратуры, аудио- и видеотехники с подобными блоками питания следует оставлять большой запас по мощности, либо выбирать ИБП другого вида.
Линейно-интерактивный ИБП, фактически, состоит из резервного ИБП и стабилизатора. При наличии в сети пониженного или повышенного напряжения, автоматический регулятор напряжения (AVR) стабилизирует его, а на аккумулятор ИБП переключается только при настолько большом отклонении напряжения от нормального, что стабилизировать его уже невозможно.
Линейно-интерактивные ИБП немного дороже резервных, но для бытового применения именно этот вид является оптимальным. Единственный случай, когда ему следует предпочесть резервный – когда в вашей сети стабильно пониженное напряжение, подходящее, однако, для защищаемого электроприбора. Резервный ИБП просто пропустит это напряжение в компьютер, а линейно-интерактивный будет его повышать до нормального. Но продолжительная работа в таком режиме может сильно сократить ресурс AVR (особенно на недорогих «бесперебойниках»).
Недостаток, связанный с кратковременным отсутствием питания во время переключения на аккумулятор у линейно-интерактивных ИБП также присутствует.
Устройства с двойным преобразованием (on-line) обеспечивают наилучшее качество электропитания. У ИБП этого вида аккумулятор подключен к цепи питания постоянно, поэтому провалы напряжения в момент перехода на автономное питание отсутствуют. Входной ток выпрямляется, его напряжение понижается до напряжения аккумулятора, после чего инвертор преобразует его в переменный 230 В /50 Гц.
Такие ИБП стоят заметно дороже остальных видов, зато выдают стабильную частоту, напряжение и форму синусоиды при любых помехах на входной линии питания.
Выходная мощность (ВА) стабилизатора определяет максимальную суммарную полную мощность подключенных к нему электроприборов. Однако следует иметь в виду, что приведенное в паспорте на электроприбор значение в Ваттах – это его активная мощность, т.е., выделяющаяся в виде тепла или света.
Многие подключаемые к ИБП электроприборы создают вдобавок к активной еще и реактивную нагрузку, и полная выходная мощность ИБП должна подбираться с её учётом. Для определения полной мощности электроприбора следует активную мощность поделить на коэффициент мощности (cos(φ)), обычно указанный в паспорте. Если найти это значение не удается, можно воспользоваться таблицей:
Поскольку чаще всего ИБП используется для защиты ПК, часто возникает вопрос: какую мощность имеет компьютер? Самый точный способ определения мощности – расчет на основе замера потребляемого им тока. Проще и безопаснее всего это сделать с помощью токовых клещей и самодельного удлинителя с раздельными проводниками.
Измерение тока с помощью мультиметра связано с опасностью поражения электрическим током и делать это, не обладая соответствующими навыками, небезопасно.
Измерение следует производить, дав на процессор и видеокарту максимальную нагрузку – это можно сделать с помощью требовательной к ресурсам игры или с помощью специальных программ (например, OCCT в режиме power supply). Измеренное значение умножается на величину напряжения в сети – это и будет искомая полная мощность (ВА) компьютера.
Простой, но грубый способ – взять максимальную мощность блока питания (в Ваттах), обычно приведенную на корпусе БП и поделить на коэффициент мощности. Реальная мощность компьютера, скорее всего, будет ниже, но уж точно не выше.
К примеру, для защиты компьютера с блоком питания без PFC мощностью 300 Вт и монитором мощностью 50 Вт потребуется ИБП с входной мощностью (ВА) 300/0,65+50/0,8 = 524 ВА. Поскольку реальная мощность системного блока, скорее всего, ниже 300 Вт, ИБП на 500 ВА могло бы и хватить для этого компьютера. Однако с учетом того, что пусковые токи (неизбежные при переключении на аккумулятор) могут превышать номинальные вдвое, выбор ИБП на 750 или 1000 ВА представляется более оправданным.
Следует также отметить, что недорогие ИБП часто характеризуются слабой перегрузочной способностью и не могут выдерживать высокие токи даже очень непродолжительное время (менее 100 мс). Поэтому при покупке недорогого ИБП необходимо следить, чтобы пиковая мощность нагрузки не превышала выходную мощность «бесперебойника».
Если определение полной выходной мощности (ВА) представляется слишком сложным, можно подобрать ИБП по активной выходной мощности (Вт) – обычно этот параметр тоже приводится в паспорте ИБП.
Однако большинство производителей при указании активной выходной мощности ориентируются на cos(φ) = 0,6-0,7, подходящий только при использовании ИБП для защиты компьютеров с блоками питания без PFC.
Коэффициент мощности многой другой техники выше, и, подбирая ИБП по активной мощности в ваттах, вы рискуете переплатить, выбрав ИБП более мощный, чем вам действительно необходимо.
Тип формы напряжения может быть важен для некоторых видов техники. В электродвигателях, трансформаторах, катушках индуктивности «ступенчатая» форма питающего тока приводит к дополнительным нагрузкам – это может проявляться изменением звука работы, увеличенным нагревом обмоток и ускоренным износом. Проблемы могут возникнуть с некоторыми моделями аудио- и видеотехники, измерительными приборами и медицинской техникой.
Импульсные блоки питания к форме напряжения невосприимчивы – ступенчатая аппроксимация синусоиды подходит для любых компьютеров. Проблемы, возникающие на современных блоках питания с активным корректором мощности (APFC) чаще всего связаны не с формой сигнала, а с недостатком запаса по мощности и низкой перегрузочной способностью ИБП. При переключении на аккумулятор и падении входного напряжения, APFC резко увеличивает потребляемый ток, при этом нарастание потребления происходит так быстро, что ИБП часто отключается защитным автоматом (токовым реле), при том, что контроллер даже не успевает «заметить» перегрузку.
Однако, некоторые блоки питания с APFC плохо работают при ступенчатой синусоиде – корректор успевает среагировать на горизонтальную «ступеньку» как на пониженное напряжение, увеличивает ток потребления и перегружает ИБП, приводя к срабатыванию его защиты и отключению. И, хотя многие БП с APFC прекрасно «уживаются» со ступенчатой синусоидой, чтобы не оказаться в ситуации, когда ПК откажется работать с «бесперебойником», следует либо убедиться в их совместимости перед покупкой, либо выбирать ИБП подороже: с «чистой» синусоидой и запасом по мощности, либо ориентироваться на устройство с двойным преобразованием. В последнем случае чрезмерный запас по мощности не нужен, а синусоида у таких устройств и так «чистая».
Тип выходных разъемов питания на современных ИБП может быть различным. Старые ИБП все имели выходные разъемы стандарта IEC 320 C13 («компьютерные») для подключения питающих кабелей системного блока и монитора.
Некоторые специализированные ИБП, предназначенные для создания линий бесперебойного электропитания, оснащаются клеммами для удобства прямого подключения линейных проводов.
Удобно, если ИБП имеет какой-нибудь интерфейс, по которому он может «сообщить» работающему на ПК приложению о пропадании напряжения. Это позволит сохранить все открытые документы, записать на диск данные из буфера и корректно завершить работу компьютера в автоматическом режиме, даже если оператора поблизости нет. Особенно это важно для серверов: сбой сервера – вещь неприятная, но она может стать еще неприятнее, если «испортятся» хранящиеся на нём данные из-за некорректного завершения работы. ИБП с интерфейсом USB или RS-232 подключается интерфейсным кабелем непосредственно к защищаемому компьютеру, на котором должно быть запущено соответствующее ПО.
Функция «холодного старта» позволяет осуществить запуск подключенных к ИБП электроприборов при отсутствии питающего напряжения. Холодный старт позволяет использовать ИБП как автономный источник питания для маломощной нагрузки.
Время автономной работы зависит от емкости установленных аккумуляторов и суммарной мощности подключенных потребителей. Производителем обычно указывается продолжительность автономной работы при определенной мощности нагрузки. Но зачастую мощность нагрузки сильно отличается от приведенной производителем. В этом случае следует иметь в виду, что емкость аккумулятора сильно зависит от тока разряда. При быстрой разрядке (5-10 минут) аккумулятор выдает всего 20-30% от номинальной емкости.
Так, если производителем приводится время автономной нагрузки в 5 минут при нагрузке 200 Вт, то при вдесятеро меньшей нагрузке (20 Вт) время автономной работы будет не 50 минут, а около двух часов, потому что емкость при разряде такой продолжительности будет примерно вдвое больше. Максимальная (100%) емкость аккумуляторной батареи достигается при продолжительности разряда в 20 часов и более, это следует учитывать, если предполагается длительная работа оборудования от ИБП.
«Бесперебойники», рассчитанные на продолжительную автономную работу, часто имеют возможность подключения дополнительных батарей. Это позволяет набрать емкость, необходимую для поддержания работы потребителей в течение необходимого времени.
Варианты выбора источников бесперебойного питания.
Для защиты от кратковременных падений напряжения маломощных потребителей (роутеров, модемов, точек доступа) предназначены ИБП с «евророзетками» мощностью до 400 ВА.
ИБП мощностью 500-1000 ВА сможет «поддержать на плаву» простой офисный компьютер в течение времени, достаточного для сохранения всех открытых документов.
ИБП с «холодным стартом» способен обеспечить автономное питание электроприборов в условиях полного отсутствия питающей сети.
Если вам важно стабильное электропитание на выходе «бесперебойника» по минимальной цене, выбирайте среди линейно-интерактивных ИБП.
ИБП с двойным преобразованием гарантируют высокое качество питающего напряжения и обеспечивают полное отсутствие переходных процессов при пропадании внешнего питания.
Источник
Расчет времени работы ИБП для определенной нагрузки
Чтобы обеспечить бесперебойную работу различных устройств, приборов и систем, используют источники бесперебойного питания. Рынок этими устройствами пестрит, поэтому выбор может быть довольно непростым решением. Чтобы не переплачивать, рекомендуют провести расчет времени работы ИБП в зависимости от нагрузки, которая будет ложиться на их плечи при отключении питания главного фидера.
Принцип работы
Источник бесперебойного питания — это устройство, которое контролирует параметры выходного напряжения вашей сети. В качестве основного источника электроэнергии используется городская сеть. В качестве резервного — аккумуляторные батареи.
Согласно стандарту международной электротехнической комиссии все ИБП подразделяются на три основных типа:
Принцип работы ИПБ резервного типа (еще называют оффлайн) — при напряжении сети, не выходящем за заданные пределы данное устройство, передает напряжение от электросети к нагрузке, не внося в него никаких изменений. Если напряжение выходит за заданные пределы, он отключает подачу напряжения от сети и переключается на подачу напряжения от аккумуляторных батарей. При этом, преобразуя постоянное напряжение, АКБ в переменное напряжение промышленной частоты.
Плюсы этого типа простой в монтаже, простой в работе, достаточно дешевый.
Минусы: частое переключение на подачу питания от АКБ расходует их ресурс.
Принцип работы ИБП линейно-интерактивного типа отличим от офлайновых только тем, что в их работе задействован стабилизатор напряжения. Диапазон предельно допустимого напряжения этих ИБП шире. То есть при падении напряжения в более широких пределах, стабилизатор сперва выравнивает напряжение, а если этого недостаточно, то ИБП переключается на электроснабжение от аккумуляторных батарей. При этом скорость переключения линейно интерактивных бесперебойников составляет 4.7 мс. Этого времени достаточно для продолжения работы компьютера. А вот для систем более чувствительных к перепадам (серверное и медицинское оборудование) лучше применять другой тип оснащения.
Принцип работы ИБП с двойным преобразованием (еще называют онлайн) – напряжение от сети поступает на ИБП, преобразуется на постоянное напряжение для зарядки АКБ. Затем это постоянное напряжение преобразуется в переменное и передается в нагрузку.
Минусы: дорогостоящее оборудование и дорогой монтаж.
Что влияет на время автономной работы
Много разных показателей влияет на время независимой от сети работы. Главным считаются параметры устройства и перспективы добавления емкости батарей. Благодаря этому ИБП любого типа можно поделить на подтипы как устройства:
Бесперебойники со встроенными аккумуляторами в основном используются для кратковременного обеспечения электроэнергией нагрузки, чтобы корректно завершить работу (например, для компьютера).
Время работы ИБП с дополнительно подключенными АКБ работают дольше и в целом их время работы полностью зависит от:
Как подобрать ИБП
Выбирать источник бесперебойного питания, в общем случае нужно исходя из:
Таким образом, мощность всей нагрузки — это мощность, указанная на шильдиках блоков питания. Нагрузка в определенный момент может потребить всю эту мощность (обычно такое не происходит, но пик возможен), поэтому покрытие должно быть реализовано полностью.
Подбор батарей делается исходя из:
Данные по времени зарядки ИБП с дополнительным массивом батарей обычно недоступны. В худшем случае +1 дополнительный блок времени заряда для внутренних АКБ.
Формула
Чтобы не ходить вокруг да около, существует универсальная формула, позволяющая осуществить расчет времени работы ИБП с питанием от АКБ:
T [час] = C [А×час] ×V [В] × η / P [Вт], где:
КПД инвертора и напряжение одного аккумулятора — это известные значения. Нужно определить суммарную емкость и среднюю мощность.
Средняя мощность рассчитывается исходя из потребленной энергии за определённый период. Обычно, она указывается производителем устройства, но если это комплекс, то лучше провести расчеты самостоятельно. Вот несколько примеров:
После определения всех параметров можно подставлять значения. Например, ИБП оснащен 2 батареями по 7 Ач и напряжением 12 В. К бесперебойнику подсоединен внешний блок на 8 батарей с аналогичной емкостью. С=7×(2+8)=70 Ач.
Расчет автономной работы ИБП для данного бесперебойника, который подключен к компьютеру с нагрузкой в 250 Вт:
T [час] = 70 Ач × 12 В × 0.92/ 250 [Вт] = 3.0912 = 3 часа 5 минут 28 секунд.
Получается, что расчетный ИБП с АКБ может заменить городскую сеть электропитания при реальной нагрузке компьютера 250 Вт чуть более чем на 3 часа.
В реальности, такой мощности компьютеру не нужно. Чтобы завершить все процессы и выключиться, ему максимум понадобится 5–7 минут. А вот источник бесперебойного питания для холодильника должен иметь возможность поддерживать питание прибора в течение длительного срока и в этом случае, при определении времени работы, важную роль играет размер выделяемого бюджета.
Где купить
Приобрести ИБП можно как в специализированном магазине, так и онлайн в Интернет-магазине. Во втором случае, особого внимания заслуживает бюджетный вариант приобретения изделий на сайте Алиэкспресс. Для некоторых товаров есть вариант отгрузки со склада в РФ, их можно получить максимально быстро, для этого при заказе выберите «Доставка из Российской Федерации»:
Заключение
Расчет автономной работы ИБП нужно проводить для того, чтобы «не переплатить» или не купить «маломощный» аппарат, который в критически важный момент не выполнит свою основную задачу — переключение потребителя на резервный фидер питания. Чтобы высчитать, достаточно посмотреть информацию о бесперебойнике в паспорте, узнать потребляемую мощность устройством и подставить значение в формулу.
Видео по теме
Источник
Тестируем ИБП для компьютера: надолго ли его хватает?
Минута, две? А, может, час? Проверяем, сколько времени после отключения питания даст вам источник бесперебойного питания.
Многие уверены, что проблемы с питанием характерны только для сельской местности. На самом деле это далеко не так:несмотря на то, что в городах энергию надолго не отключают, колебания напряжения случаются регулярно. Иногда оно «проседает» настолько, что техника отключается, при этом может запросто выйти из строя.
Как правильно подбирать ИБП?
ИБП могут быть резервными, линейно-интерактивными и с двойным преобразованием. Последние рассматривать не будем, поскольку они актуальны для сложной и дорогостоящей техники, да и сами стоят недешево.
Резервный или линейно-интерактивный? Разница между ними в том, что линейно-интерактивные устройства не просто обеспечивают автономное питание, а еще и защищают от перепадов напряжения. Соответственно, именно этот тип подходит для использования дома и в офисах.
Модель источника бесперебойного питания нужно подбирать с учетом мощности оборудования, которое к нему подключено. Чаще всего это, разумеется, компьютеры, мониторы, периферия. Некоторые производители ИБП указывают огромное время автономной работы в характеристиках устройства, но относиться к таким цифрам нужно с осторожностью. Как правило, их рассчитывают с учетом невысокого энергопотребления. Например, роутер или даже офисный компьютер в режиме ожидания потребляют 50-60 Вт — тогда, действительно, 500-ваттного источника хватит на час работы. Но по факту ваш компьютер на момент появления проблем с электричеством может потреблять гораздо больше.
Все зависит от количества и «прожорливости» процессов, которые происходят внутри. Скажем, вы конвертируете видео в другой формат, параллельно проверяете жесткий диск на вирусы и при этом играете в очередную «стрелялку». В таком режиме энергопотребление может вырасти до 500-600 Вт, а крутые геймерские компы часто «тянут» и на киловатт!
Вот почему выбирать источник бесперебойного питания нужно с учетом самых критичных режимов, которые только возможны с вашим оборудованием. В большинстве случаев для ИБП будет достаточно мощности 500 Вт — даже при максимальной загрузке ПК у вас останется как минимум минута-другая до тех пор, пока не сядет батарея. Например, вот такой APC Back-UPS 850VA от Schneider Electric.
Он рассчитан на мощность до 520 Вт и ток до 6 А — этого должно хватать как минимум на пару минут автономной работы. Времени достаточно для того, чтобы сохранить все файлы (даже если это «тяжелый» коллаж). Впрочем, мы решили проверить, так ли это на самом деле.
Так на сколько хватит ИБП?
Наш офисный компьютер собран на базе Intel Core i5-3570 c 8 Гбайт оперативной памяти и встроенной графикой. Мы подключили его к ваттметру Robiton (естественно, вместе с монитором), чтобы замерить потребляемую мощность. В искусственно смоделированном тестовом режиме она составила 320 Вт.
Теперь втыкаем вилки непосредственно в ИБП. Батарея источника предварительно заряжена на 100%. Загружаем систему теми же задачами и имитируем отключение питания.
Источник
Время работы ИБП при отсутствии сетевого электроснабжения — один из основных параметров бесперебойника. Вопреки бытующему мнению, этот показатель никоим образом не зависит от мощности устройства. Основную роль играют емкость используемых АКБ, а также параметры подключаемой нагрузки.
На основании этих данных уже можно рассчитать приблизительное время автономной работы ИБП. Для автоматики газового котельного оборудования, серверного или телекоммуникационного оборудования, систем жизнеобеспечения, потребуются более точные данные. В этом случае следует учитывать ряд дополнительных факторов, влияющих на продолжительность работы.
Рассчитываем время работы ИБП от батареи для простых случаев
Такая методика вполне подойдет для определения гарантированной продолжительности работы компьютера, систем аварийного освещения. Небольшая погрешность, которая обязательно появится при подобных расчетах, не станет критической, поэтому ей вполне можно пренебречь. Чтобы вычислить время работы ИБП от аккумулятора для таких условий, понадобятся следующие данные:
- Емкость в А*ч (С) и напряжение АКБ в вольтах (V).
- Суммарное значение мощности подключаемой нагрузки в ваттах (Р).
- Коэффициент полезного действия источника бесперебойного питания (ŋ).
Этого вполне достаточно, чтобы получить ориентировочное максимальное время работы ИБП. Обращаем внимание, использовать значение КПД обязательно. Формула расчета имеет вид:
T = C x V x ŋ / P
При расчете получаем значение Т в часах.
Уточненный расчет времени работы ИБП
Более точный расчет автономной работы ИБП выполняют с введением ряда поправочных коэффициентов, учитывающих фактическое состояние (емкость) аккумуляторной батареи и условия эксплуатации.
Перед тем как рассчитать время работы ИБП при отключении центрального энергоснабжения, потребуется оценить следующие параметры:
- Какой тип АКБ используется, сколько лет (месяцев) батарея эксплуатируется. Любой аккумулятор не способен отдавать все 100% накопленной энергии. Для большинства свинцово-кислотных необслуживаемых герметизированных модификаций (VRLA, AGM) этот показатель обычно не превышает 80%. Более эффективны Gel батареи, они способны отдавать 90-95% энергии. Но режим постоянной работы с глубоким разрядом приводит к существенному снижению емкости АКБ, что должно учитываться с введением в расчет коэффициента глубины разряда Кг. Обычно при расчете принимают значение 0,8-0,9.
- Большое значение, особенно для старых батарей, имеет температура в помещении. Оптимальными считаются условия при +250С. При 00С принимается поправочный коэффициент Кт 0,88. Но особо негативно сказывается эксплуатация в условиях повышенных температур. При превышении оптимального температурного режима на каждые 100С рекомендуется снижать расчетную емкость батарей на 20%.
- Рассчитывая время работы ИБП в зависимости от нагрузки, следует учитывать, что номинальная мощность (указанная на подключаемом приборе) отличается от фактически потребляемой. Например, компьютер оснащен блоком питания на 200 Вт. Но фактическая мощность, необходимая для работы процессора, видеокарты и других элементов, будет существенно меньшей. То же самое справедливо для циркуляционных насосов или компрессора холодильника, ведь эти устройства не работают постоянно. Учитывайте это, определяя значение суммарной подключаемой мощности.
- Играет роль и величина силы тока, при котором происходит разряд. Так, если для отдачи всей емкости аккумулятору потребуется 10 часов, то коэффициент Квр можно принимать равным 1. Получить точные данные можно, изучив разрядную кривую определенного типа АКБ.
Исходя из этих данных, подбор ИБП по мощности и времени работы должен осуществляться на основании следующей формулы:
Т = С х V x ŋ x Кг x Кт x Квр / P
Полученное значение будет более точным, что даст возможность выбрать оптимальный вариант устройства бесперебойного питания.
Расчет по формуле Пекерта
Выполнить расчет времени работы ИБП, можно использовать специальную формулу, зная основные параметры аккумуляторов.
Полученные после расчетов данные показывают, как долго проработает батарея при определенной нагрузке.
Расчеты проводятся по формуле: t=Cак/In. Чтобы узнать время работы, потребуются данные:
- Cак – емкость конкретной аккумуляторной батареи в мА*ч;
- I – сила тока в конкретной электрической сети;
- n– экспонента.
Экспонента — постоянная переменная, она указана в характеристиках конкретной аккумуляторной батареи.
После проведенных расчетов устанавливается время работы в часах. Стоит учитывать, что при повышенной нагрузке скорость разряда батареи увеличивается.
Использование таблиц из спецификаций АКБ для расчета
Точный расчет ИБП можно получить с помощью таблиц спецификаций АКБ. Работа с таблицами осуществляется в несколько шагов:
- Расчет формулы полной мощности аккумулятора по формуле;
- Расчет нагрузки на один конкретный аккумулятор в ИБП.
- Изучение разрядных таблиц и подбор оборудования с подходящими параметрами в зависимости от полученных данных.
Как повысить автономность, используя различные режимы работы ИБП
Автономная схема работы ИБП — один из основных режимов эксплуатации при отключении центрального электроснабжения. Но при определенных условиях емкости батарей недостаточно для обеспечения всех потребителей, а возможность подключения дополнительных АКБ отсутствует. Тогда приходится прибегать к следующим способам:
- Работа ИБП от генераторов. Учитывайте то, что большинство бесперебойников чувствительны к скачкам напряжения, погрешности по частоте. А такие проблемы характерны для многих генераторов. Поэтому необходимо тщательно подходить к совместимости определенных марок оборудования.
- Параллельная работа ИБП так же допускается только при синхронизации параметров выходного напряжения. Достичь этого очень сложно. Поэтому рекомендуется не включать несколько устройств в параллельную работу, а распределить нагрузку и использовать для каждой группы отдельный ИБП.
Рассчитать ориентировочный период работоспособности устройства поможет онлайн калькулятор времени работы ИБП. Но более правильным будет воспользоваться помощью специалиста. Звоните или закажите обратный звонок прямо сейчас. Поможем бесплатно.
- Главная
- Статьи
/
Расчёт времени резерва питания нагрузки от ИБП
23-08-2022
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.
Читайте также по теме
- Автоматика котлов отопления и ИБП для котлов
- ИБП «Бастион» продлевает жизнь аккумуляторов
- Таблицы совместимости аккумуляторов для ИБП
- Как увеличить срок службы аккумулятора ИБП
- Болит голова за АКБ? Есть «лекарство»!