Расчет времени резерва питания нагрузки от ИБП

Как выбрать оптимальную конфигурацию ИБП для организации бесперебойного питания оборудования и бытовых приборов в доме

Ответить на вопрос о выборе конфигурации источника бесперебойного питания для обеспечения надежного электропитания отопительных и инженерных систем, бытовых электроприборов достаточно сложно. По сути, это уравнение с многими неизвестными. Ведь, заранее неизвестно на сколько плохим будет сетевое электропитание, и какова будет продолжительность отключений электроэнергии.

На первом этапе необходимо определить общую мощность всех потребителей энергии, работу которых необходимо обеспечивать в случае отсутствия сетевого электропитания. Исходя из этого значения необходимо выбрать ИБП мощностью на 20 % превышающей максимальное значение нагрузки. После этого нужно определится с емкостью внешних аккумуляторных батарей, исходя из необходимого времени резервирования.

Наиболее оптимальным решением бесперебойного питания будет разбить нагрузку на несколько более маленьких групп потребителей. И решать задачи обеспечения резерва раздельно для различных групп потребителей в зависимости от их важности. При выборе конфигурации источника бесперебойного питания и аккумуляторных батарей следует учитывать, что увеличение запаса мощности ИБП не приводит к линейному увеличению длительности резерва. Для обеспечения большой мощности нагрузки необходим более мощный ИБП, а для обеспечения большого времени резерва необходимо увеличивать емкость внешних аккумуляторных батарей.

Простой способ расчета времени резерва бесперебойника

Время резерва питания определяется прежде всего двумя параметрами, это мощность полезной нагрузки и общая емкость всех аккумуляторных батарей.

Однако следует отметить, что зависимость времени резерва от этих параметров не линейная. Но для быстрой примерной оценки  времени резерва можно использовать простую формулу.

T = E * U / P (часов),

где  Е  — емкость аккумуляторов, U  — напряжение аккумуляторов, Р  — мощность нагрузки всех подключаемых приборов.

Уточненный способ расчета времени резерва бесперебойника

Для  уточнения расчета времени резерва дополнительно вводятся специальные коэффициенты:   КПД инвертора,  коэффициент разряда аккумулятора, коэффициент доступной емкости в зависимости от температуры окружающей среды.

С учетом этих коэффициентов формула расчета принимает следующий вид.

T  = E * U / P * KPD * KRA * KDE  (часов),

где KPD (коэффициент полезного действия инвертора) находится в диапазоне 0,7—0,8,

KRA  (коэффициент разряда аккумуляторов) находится в диапазоне 0,7—0,9,

KDE (коэффициент доступной емкости) находится в диапазоне 0,7—1,0.

Коэффициент доступной емкости имеет сложную зависимость от значения температуры и скорости прикладывания нагрузки. Чем холоднее температура воздуха, тем ниже коэффициент доступной емкости. Чем медленнее расходуется энергия батарей, тем больше значения коэффициента доступной емкости.

Готовые таблицы значения времени резерва бесперебойников серии SKAT и TEPLOCOM

Таблица примерного времени резерва TEPLOCOM-300

Необходим один внешний аккумулятор напряжением 12 Вольт

Ёмкость, в Ач Мощность нагрузки, ВА
100 150 200 250 270
26 2ч 18мин 1ч 22мин 55мин 44мин 39мин
40 3ч 37мин 2ч 15мин 1ч 36мин 1ч 15мин 1ч 09мин
65 7ч 01мин 4ч 00мин 2ч 45мин 2ч 12мин 1ч 54мин
100 12ч 00мин 7ч 12мин 5ч 00мин 3ч 40мин 3ч 26мин

Таблица примерного времени резерва TEPLOCOM-1000 (Теплоком-1000)

Необходимо два внешних аккумулятора напряжением 12 Вольт

Емкость АКБ, Ач Нагрузка, ВА
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
2х40 9,37 4,06 2,31 1,51 1,36 1,22 1,07 0,53 0,39 0,34
2х65 16,15 7,12 4,40 3,02 2,29 1,56 1,44 1,36 1,28 1,11
2х100 27,11 11,55 7,33 5,23 4,12 3,05 2,44 2,22 2,01 1,49
2х120 32,37 14,52 9,44 6,10 5,11 4,12 3,14 2,51 2,33 2,15
2х150 40,47 17,40 11,24 8,19 5,57 5,07 4,17 3,28 2,57 2,42
2х200 54,23 24,48 15,47 11,27 9,09 6,50 5,45 5,08 4,31 3,54

Таблица примерного времени резерва SKAT-UPS 1000 исп.D

Необходимо три внешних аккумулятора напряжением 12 Вольт

Емкость АКБ, Ач   Нагрузка, ВА
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
3x38 14:48 6:18 3:53 2:50 2:28 2:06 1:43 1:21 1:00 0:52
3x65 26:12 11:37 7:31 4:53 4:00 3:07 2:48 2:35 2:22 1:55
3x100 43:51 19:13 12:10 8:41 6:47 4:58 4:24 3:49 3:15 2:55
3x120 52:37 23:58 15:42 9:57 8:22 6:47 5:13 4:35 4:06 3:38
3x150 65:46 28:30 18:24 13:25 9:35 8:15 6:55 5:35 4:46 4:22
3x200 87:43 40:00 25:27 18:28 14:45 11:02 9:17 8:17 7:17 6:18

Таблица примерного времени резерва SKAT-UPS 3000 RACK

Необходимо 8 внешних аккумуляторов напряжением 12 Вольт

Емкость АКБ, Ач Нагрузка, ВА
500 1000 1500 2000 2500 3000
65 12ч 20мин 5ч 10мин 2ч 55мин 2ч 15мин 1ч 40мин 1ч 25мин
100 19ч 25мин 8ч 40мин 5ч 20мин 3ч 40мин 2ч 45мин 2ч 15мин
120 23ч 05мин 11ч 35мин 7ч 00мин 4ч 45мин 3ч 30мин 2ч 45мин
150 28ч 55мин 14ч 20мин 8ч 45мин 6ч 30мин 4ч 50мин 3ч 40мин
200 38ч 30мин 19ч 10мин 12ч 45мин 8ч 45мин 7ч 00мин 5ч 20мин

Таблица примерного времени резерва SKAT-UPS 10 000

Необходимо 20 внешних аккумулятора напряжением 12 Вольт

Емкость АКБ, Ач Нагрузка ВА
3000 5000 7000 10000
40 1 ч 50 мин 1 ч 10 мин 0 ч 55 мин 0 ч 35 мин
65 3 ч 00 мин 1 ч 55 мин 1 ч 25 мин 0 ч 50 мин
100 5 ч 35 мин 2 ч 50 мин 2 ч 00 мин 1 ч 35 мин
120 7 ч 15 мин 3 ч 30 мин 2 ч 35 мин 1 ч 50 мин
150 8 ч 55 мин 4 ч 55 мин 3 ч 10 мин 2 ч 15 мин
200 12 ч 55 мин 7 ч 05 мин 4 ч 45 мин 2 ч 55 мин
250 16 ч 30 мин 9 ч 50 мин 5 ч 55 мин 3 ч 45 мин

Линейка ИБП марок SKAT и TEPLOCOM обеспечивает возможность организации надежного бесперебойного питания потребителей различной емкости и назначения.  Бесперебойники дают возможность организовать бесперебойное питание от маленького котла отопления или циркуляционного насоса до питания всего дома или офиса. Специализированные ИБП дают возможность организации бесперебойного питания особо важных объектов, таких как системы связи, коммуникационное оборудование, системы безопасности и контроля.

Как увеличить время резервного питания нагрузки?

Для увеличения времени резерва питания полезной нагрузки есть несколько  путей. Все эти способы вытекают из формулы расчета времени резерва.

Для увеличения времени резерва можно  увеличить емкость внешних АКБ, уменьшить полезную нагрузку, создать оптимальные условия эксплуатации ИБП и аккумуляторных батарей.

Первый вариант — самый простой, но затратный. Для увеличения емкости батарей придется покупать более дорогие аккумуляторы и ИБП, позволяющие производить их эффективный заряд. Кроме затрат на оборудование потребуется и выделение специального помещения, предназначенного для хранения и работы аккумуляторных батарей, снабженного хорошей системой вентиляции.

Как увеличить время резервного питания нагрузки

Второй метод — уменьшить нагрузку. Прежде всего нужно разбить нагрузку на группы в зависимости от необходимости обеспечения бесперебойного питания. Если электроэнергии не будет длительное время, то нужно будет выбирать между важностью обеспечения работы инженерных систем отопления, водоснабжения и необходимостью пользоваться холодильником или кондиционером. Так современный холодильник позволяет обеспечить приемлемую температуру около 20 часов, если его лишний раз не открывать. Еще одной группой потребителей является система освещения, для освещения можно использовать автономные источники бесперебойного питания или аварийные светильники со встроенной аккумуляторной батареей. В конечном счете можно посидеть и при свете фонарика или старой доброй свечи, все лучше чем разморозить систему отопления.

  

Третий метод заключается в повышении качества обслуживания ИБП и батарей. Здесь наиболее важными моментами являются содержание оборудования в чистоте, обеспечение хорошего температурного режима. Отдельно стоит отметить необходимость проведения правильного заряда АКБ и проведения тренировок аккумуляторов. Часто бывает так, что проблем с электричеством нет, и аккумуляторы не подвергаются циклам разряда и заряда. В результате через несколько месяцев резко падает реальная емкость АКБ. Для тренировки АКБ необходимо использовать специальное оборудование или имитировать периодически отключение электроэнергии, давая возможность батареям работать.