Аккумулятор для пожарной сигнализации: как рассчитать емкость?

Аккумуляторы для охранных и пожарных сигнализаций. 12 вольт 1.2-7ачас

В системах охранной и пожарной сигнализации используются аккумуляторы напряжением 12 вольт, и емкостью 1.2 а/ч 4.5 а/ч или 7а/ч

Задача аккумулятора в составе блока сигнализации в случае обесточивания квартиры или офиса поддерживать работу электроники до момента устранения неисправности питающей электросети. Время автономной работы охранной сигнализации зависит от емкости резервного аккумулятора и ограничивается габаритными размерами самого блока ОПС.

При частых отключениях электроэнергии рекомендуется заменить штатный аккумулятор например 7 Ач на аналогичный по размеру, но большей емкости, например 9ач. Кроме этого, по регламенту и для повышения надежности системы необходимо менять аккумулятор на новый не реже 1 раза в год для аккумуляторов емкостью 1.

2 ач и раз в три года для АКБ емкостью 7ач.

В этой таблице присутствуют аккумуляторы только с клеммой F1, это узкая клемма 4,8мм, которая используется в большинстве сигнализаций.

Аккумуляторы для сигнализаций 4.5ah 12v:

Внимание! Стоимость аккумуляторов для охранных сигнализаций указана при покупке в розницу. Для ОПТОВЫХ покупателей цена указана в соответствующих колонках в карточке товара!

Отправить запрос на оптовые цены, получить КП, счет и уточнить сроки поставки

Чем мех дороже — тем он лучше. Тоже, с АКБ, основной компонент аккумулятора, это свинец, чем он чище, тем прослужит дольше, а чистый свинец — не может стоить дешево! В габаритах АКБ на 1.2 а/ч лучший показатель по отзывам наших покупателей у двух моделей:

Срок службы аккумулятора для сигнализаций

В зависимости от качества свинца аккумулятора, «интеллекта» зарядного устройства и температуры эксплуатации срок службы от 1 года до трех лет! при этом если посмотреть техническую документацию к акб, там будет написано гораздо больше.

в сигнализациях не стоят хорошие зарядные устройства и они как привило не учитывают температурную компенсацию тока заряда и вротое — сама температура внутри корпуса опс, где установлена акб. там выше 20 градусов, а это приводит к преждевременному старению акб.

в ибп обычно для охлаждения стоят вентиляторы и там батареи служат гораздо дольше. наши рекомендации менять акб не реже чем раз в два года, а на ответственных объектах, по регламенту лучше раз в год.

на фотографии изображена акб от простой охранной сигнализации, про которую хозяин забыл на 7 лет и в следствии этого ее корпус треснул от перезаряда.

такое недопустимо, при нулевой емкости аккумулятора ток заряда, протекающий по акб, сильно разогревает аккумулятор и это приводит в вздутию и разрушению корпуса. при неблагоприятных условиях (температура, пыль внутри) может произойти и возгорание самой пожарной сигнализации. поэтому, пожалуйста, вовремя меняйте акб!

эксплуатация аккумуляторов в составе опс

Большинство охранных сигнализаций сами управляют зарядом резервных аккумуляторов и вмешиваться в этот процесс не надо, но бывают случаи, когда плата заряда не работает (по причине брака или элементарного окисления контакта в проводах к АКБ ) тогда отследить эту ситуацию практически не возможно, и проявляется не готовность АКБ только при внезапном отключении электроэнергии. Самый лучший вариант проверить степень готовности (заряженности) аккумулятора в составе охранных пожарных сигнализаций, это принудительно отключить электропитание и посмотреть на время, через которое сигнализация выдаст оповещение о разряде АКБ. Если через 5-10 минут Вы получите сигнал о разряде, то нужно менять аккумулятор и важно вспомнить, когда он был установлен. Год назад — это говорит о плохом аккумуляторе, пол-года назад — это говорит о необходимости проверить зарядное устройство сигнализации, а для этого нужен мастер из обслуживающей организации.

Можно ли заменить аккумулятор малой емкости на большую? Допустим Ваш Дом находится в труднодоступном зимой особенно месте или просто доехать до него долго, при частых отключениях электроэнергии аккумулятор может не успеть восстановиться после разряда и на следующее отключение еге может не хватить, при этом Вы будите постоянно получать сообщения о необходимости замены АКБ. Можно постивить вместь штатного АКБ на 1.2 Ah, больший, на 4.5 Ah или даже на 7 Ah. Законный вопрос — а будет ли заряжать сигнализация такой большой АКБ: да будет, но дольше, и не до 100%. Это плохо, но имея большую емкость, такой АкБ не будет постояянно разряжаться в «0» и это продлит его срок службы и время автономии сигнализации.

Методика расчета параметров прибора в системе ОПС

02.11.2009

При проектировании и эксплуатации систем охранно-пожарной сигнализации возникает необходимость расчета параметров шлейфа и электропитания ОПС. Соответствие этих параметров требуемым в нормативно-технической документации непосредственно влияет на эксплуатационную надёжность системы ОПС.

Рассмотрим методику расчета некоторых важных параметров.

Расчет сопротивления шлейфа сигнализации и допустимого количества подключаемых извещателей с электрическими контактами на выходе

Допустимое количество включаемых в шлейф сигнализации электроконтактных извещателей определяется из условия сохранения суммарного сопротивления шлейфа сигнализации ниже установленного предельного значения.
Входное сопротивление шлейфа, нагруженного на резистор, определяется по формуле:

Rвх = Rд + Rизв + Rпр + Rок,                                 (1)

где Rвх — входное сопротивление шлейфа сигнализации;
Rд — дополнительное сопротивление, определяемое переходным сопротивлением контактов в местах электрических соединений участков шлейфа, а также сопротивлением контактов в местах подключения извещателей;
Rизв – переходное сопротивление выходных цепей извещателя;
Rпр – сопротивление проводников шлейфа сигнализации;
Rок – сопротивление оконечного элемента.

Сопротивление шлейфа сигнализации Rш, без учёта сопротивления оконечного элемента, определяется по формуле:

Rш = Rвх — Rок = Rд + Rизв + Rпр.                        (2)

Фактическое сопротивление шлейфа сигнализации Rш должно удовлетворять условию:

Rш ? Rшд ,                                                               (3)

где Rшд – максимальное допустимое сопротивление шлейфа сигнализации.

Значения сопротивлений Rшд и Rок указываются в технической документации на ПКП.

Rизв = Rизвi Nпи ,                                                (4)

где Rизвi — переходное сопротивления выходных цепей одного извещателя;
Nпи – общее количество извещателей, включаемых в шлейф.

Для одного извещателя, использующего в чувствительном элементе спаянный (сварной) контакт или сухие электрические контакты (в том числе герметизированные), максимальное значение Rизвi может быть принято 0,15 Ом.

Дополнительное сопротивление Rд определяется по формуле:

Rд = Rдi Nпи Ксм ,                                                (5)

где Rдi— максимальное значение дополнительного переходного сопротивления контактов в местах электрических соединений каждого из участков шлейфа, значение Rдi может быть принято 0,1 Ом;
Nпи – общее количество ПИ, включаемых в шлейф;
Ксм – коэффициент сложности монтажа, учитывающий количество электрических соединений участков шлейфа.
Значение Ксм для большинства систем находится в пределах 1,05-1,5.
Для системы пожарной сигнализации средней сложности приближенно может быть принято Ксм = 1,2.

Сопротивление двух проводников шлейфа сигнализации Rпр определяется по формуле

                                (6)

где ? — удельное сопротивление материала токопроводящей жилы;
для меди ? = 1,72*10-3 Ом*см;
l – длина шлейфа, м;
S – поперечное сечение токопроводящей жилы, мм2.

Значение сопротивления Rпр двух медных проводников шлейфа в зависимости от диаметра жилы и длины приведено в табл. 4.1.

Из выражений (2), (3) с учётом (4)-(6) максимальное количество извещателей, включаемое в шлейф сигнализации, может быть определено по следующей формуле:

                        (7)

Расчет допустимого количества подключаемых в шлейф сигнализации активных (энергопотребляющих) извещателей

Расчет проводится из условия соответствия токовой нагрузки в двухпроводном шлейфе сигнализации приёмно-контрольного прибора требуемым техническим условиям. Завышенное значение нагрузки может привести к неустойчивой работе прибора или полной потере его работоспособности.

Значение токовой нагрузки шлейфа с подключенным оконечным элементом и пожарными энергопотребляющими извещателями различных видов определяется по формуле

                        (8)

Условие соответствия:

где Iн.

доп — максимальное допустимое значение тока потребления всеми установленными в шлейф сигнализации извещателями (указывается в технической документации на прибор приёмно-контрольный);
Q — коэффициент, учитывающий воздействие помех, а также переходные процессы в шлейфе; Q ? (0,7 – 0,8).Опыт эксплуатации приемно-контрольных приборов показал, что для обеспечения их устойчивой работы в условиях влияния электромагнитных помех, а также в моменты включения или кратковременных перерывов напряжения питания, не рекомендуется нагружать шлейфы больше чем на 70 – 80 % от ICмакс.

Таким образом, допустимое количество пожарных (энергопотребляющих) извещателей k -го типа, включаемых в шлейф сигнализации при установленном количестве извещателей других типов, может быть определено по формуле

где n — общее количество всех видов энергопотребляющих извещателей, включаемых в шлейф сигнализации;
k — индекс типа извещателя.

Если в шлейф сигнализации включаются извещатели одного k-го типа, то

При дробном значении результата Nk выбирается как ближайшее меньшее целое.

Таблица 1. Электрическое сопротивление двух медных проводников шлейфа в зависимости от диаметра жилы и длины

Расчет параметров резервного источника электропитания

Ток потребления системы Iп.д. от резервного источника питания в дежурном режиме:

где I н.д. – начальный ток приёмно-контрольного прибора в дежурном режиме;
I шj – ток, протекающий в j-ом шлейфе сигнализации;
r — количество используемых шлейфов сигнализации;
К — коэффициент преобразования, К = 2.

где I ншj — начальный ток в шлейфе без извещателей с подключенным оконечным элементом;
I нагр шj — ток нагрузки шлейфа с пожарными энергопотребляющими извещателями различных видов (определяется по формуле (8)).

Ток потребления системы в режиме «Пожар» I п.п (при включении устройств пожарной автоматики):

где I аz — ток потребления z-й линии пуска пожарной автоматики;
s — общее количество линий пуска.

Время работы системы пожарной сигнализации T в автономном режиме (от резервного источника постоянного тока – аккумулятора) определяется с помощью выражений:

в дежурном режиме:

в режиме «Пожар»:

где С — ёмкость аккумуляторной батареи;
M – поправочный коэффициент:
М = 1,1 при С / I п. д. (п.п.) > 10;
М = 1 при 10 > С / I п. д. (п.п.);
М = 0,75 при 4 > С / I п.д. (п.п.) > 1;
М = 0,5 при С / I п.д.(п.п) < 1.

Ёмкость аккумуляторной батареи должна соответствовать условию длительности работы системы пожарной сигнализации в дежурном режиме не менее 24 часов, в режиме «Пожар» — не менее 3 часов.
Длительность работы ПКП системы охранной сигнализации при пропадании напряжения сети должна быть не менее 4 часов.

Литература

1. Кирюхина Г.Г., Членов А.Н., Буцынская Т.А. Электронные системы безопасности. Учебное пособие. – М.: НОУ «Такир», 2006. – 288 с.
2. Бабуров В.П., Бабурин В.В., Смирнов В.И., Фомин В.И., Членов А.Н. Лабораторный практикум по курсу «Производственная и пожарная автоматика» Часть II. «Пожарная сигнализация (учебное пособие). – М.: Академия ГПС МЧС России, 2003.-36 с.

А.Н. Членов, Т.А. Буцынская

Как правильно выбрать аккумулятор для ИБП или инвертора. Часть I

Для обывателя аккумулятор – это “черный ящик”, основной различительной характеристикой которых является ёмкость, указанная в ампер-часах.<p>

Но профессионалам хорошо известно, что принципиальных различий существенно больше. Давайте разбираться! Для начала классифицируем аккумуляторы для систем бесперебойного питания.

1) AGM батареи для охранно-пожарных систем (ОПС сегмент)

Это самые дешевые аккумуляторы, которые рассчитаны на работу в слаботочных системах (видеонаблюдение, сигнализации) в течение 1-3-х лет с последующей заменой.

Конструктив, качество свинца, состав электролита проектируются в целях максимального удешевления себестоимости.

Как правило, емкость подобных АКБ заметно ниже заявленной, у них высокое внутреннее сопротивление и они быстро подвергаются сульфатации (потеря емкости).

К таким АКБ относятся:

• Delta серии DT
• Alarm Force
• General Security
• Security Force
• Optimus и другие.

Однако некоторые производители позиционируют марку своих аккумуляторов как подходящую и к ИБП и к инверторам, хотя по факту это ОПС АКБ. Как определить это? Самая важная и наглядная характеристика – это вес. Для ориентира:

• АКБ емкостью 7Ач должен весить не менее 2,1кг. Причем, следует доверять показанию весов, а не спецификаций
• Емкость 100Ач – от 31кг и выше
• Емкость 200Ач – от 62кг и более.

Ниже представлено видео, в котором разбираются две батареи ОПС сегмента.

2) AGM аккумуляторы рассчитанные на длительные разряды – от часа и более

Эти АКБ имеют срок службы 5-12 лет в зависимости от серии.

При их производстве используется высококачественный свинец, а также электролит со специальными присадками, которые выступают ингибиторами процессу сульфатации и коррозии.

Эти аккумуляторы исправно и корректно отдают свою емкость в течение длительных (от часа и более) разрядов, способны быстро заряжаться (током до 0.3С), их емкость как правило соответствует заявленной.

Однако эти аккумуляторы плохо переносят короткие разряды. Из-за высокого внутреннего сопротивления они сильно просаживаются по напряжению на высокой нагрузке и быстро садятся. Иными словами, такие аккумуляторные батареи на коротких разрядах отдадут заметно меньше энергии, нежели серии High Rate (о ней немного позже). Более того, они могут быстрой выйти из строя.

К таким АКБ относятся:

• Delta серии DTM
• BB Battery BPS
• Leoch DJM
• CSB GP
• Haze HZB
• Challenger A
• Yuasa NP
• Panasonic LC-R

Конструктив AGM аккумулятора

3) Гелевые аккумуляторы

Ориентированы на работу с альтернативными источниками энергии в циклическом режиме.

В состав электролита АКБ типа GEL добавлен желеобразующий компонент, в результате чего АКБ приобретает увеличенное кол-во циклов заряда-разряда, но становится более требовательной к току заряда.

Подобные батареи целесообразно использовать с солнечной энергетике, с ветряками, т.е. в ежедневном циклическом режиме. Подробное сравнение AGM и GEL технологий.

Примеры таких АКБ:

• Delta серии GX
• Leoch серии LPG
• Ventura VG
• Haze HZY
• Sonnenschein A

Гелевая АКБ Ventura

4) AGM АКБ серий High Rate

Аккумуляторы рассчитаны на короткие разряды для поддержания высокой нагрузки сроком от нескольких минут до нескольких часов.

Для таких батарей используются самые высококачественные компоненты: чистый свинец,  агенты и присадки в электролит, специальный состав покрытия анода и катода. Увеличивается площадь контакта пластин с электролитом для снижения внутреннего сопротивления. High Rate АКБ корректно разряжаются как на длительных разрядах, так и на коротких.

Просадка по напряжению при высокой нагрузке находится в допустимых пределах: ИБП работает корректно и не отключает нагрузку по низкому напряжению DC шины.

Количество циклов приблизительно на 30% выше, чем у АКБ длительных разрядов. Стоимость таких батарей заметно выше, но это обусловлено высокой себестоимостью изготовления.

Аккумуляторы HR – это высшее звено в эволюции свинцово-кислотной технологии.

Примеры таких АКБ:

• CSB серий HR, HRL
• Delta серий HR, HRL
• BB Battery HRC
• C&D Technologies UPS
• Fiamm FGHL/GS, FGH/GS и другие

C&D Technologies HR серия UPS

Другие виды АКБ:

• Литиевые аккумуляторы. Дорогие и на данный момент очень мало ИБП/инверторов поддерживает корректную работу с этим видом АКБ, поэтому рассматривать их пока не будем.
• Тяговые АКБ мы не рекомендуем использовать в ИБП, ввиду необходимости обслуживания и выделения водорода в процессе заряда.
• Панцирные АКБ тоже выделяют газ в процессе эксплуатации, хотя эту проблему можно решить при помощи специальных абсорбирующих клапанов. Могут использоваться в циклических системах
• OPzS используются в узкоспециализированных системах.
• Автомобильные аккумуляторы служат в буферном режиме 1-1.5 года и далее их тонкие свинцовые платины рассыпаются.

Вторая часть >>>

Расчет емкости аккумуляторных батарей ИБП

Многие проектировщики при выборе ИБП допускают очень серьезные ошибки. Одно дело, когда вы выбираете источник бесперебойного питания для своего компьютера и совсем другое, когда ИБП будет отвечать за системы безопасности в общественных зданиях.

Должен признаться, выбору ИБП раньше я сам не уделял должного внимания. А самое обидное, что даже в экспертизе не обращали на это внимание. Очень часто приходилось ставить маломощные ИБП в мини-котельных.

У меня сейчас в работе несколько объектов с мини-котельными. А при проектировании мини-котельных в РБ нужно учитывать следующее:

Электроснабжение систем контроля загазованности и контроля концентрации окиси углерода должно быть не ниже I категории надежности согласно ПУЭ.

При наличии одного источника электропитания допускается использовать в качестве резервного источника питания электроприемников системы контроля устройства электроснабжения, обеспечивающие бесперебойное питание указанных электроприемников в дежурном режиме — в течение 24 ч и в режиме «Тревога» — не менее 1 ч. При применении в качестве резервного источника электропитания устройств электроснабжения аккумуляторных батарей их емкость определяется расчетом.

В одной мини-котельной ИБП заложил автоматчик, в другой – подбирал я, а в третьей – еще не получил задание

Причем автоматчик выбрал ИБП просто по мощности и не указал емкость аккумуляторных батарей. Я считаю, это серьезная ошибка проектировщика, т.к. в нашем случае в нормах четко прописано, какая должна быть емкость АКБ.

На примере проектирования кофе с мини-котельной (объект сейчас в экспертизе), расскажу, как я рассчитывал емкость ИБП.

Для начала нужно определить, какое оборудование должно быть подключено от ИБП. Не следует питать от ИБП оборудование III-й категории электроснабжения, т.к. это очень сильно может повлиять на стоимость источника питания.

Если вам выдают задание смежники, то нужно запросить потребляемую мощность в дежурном режиме и режиме «Тревога».

Дежурный режим – это нормальный режим работы.

Режим «Тревога» — это работа систем безопасности в аварийном режиме. Например, во время утечки газа, во время пожара и т.п.

При выборе ИБП особое внимание нужно уделять такому техническому параметру, как емкость АКБ.

Емкость АКБ измеряется в [А*ч] и показывает, какое количество электроэнергии содержит тот или иной аккумулятор. А это значит, от емкости АКБ зависит время автономной работы системы электроснабжения.

Когда мы определили мощность в дежурном режиме и режиме «Тревога», нужно посчитать потребляемый ток.

В моем случае, потребляемый ток в дежурном режиме — 0,25А,  потребляемый ток в режиме «Тревога» — 0,5А.

Емкость АКБ определяется по формуле:

Сmin=1,25*(Tд*Iд+Tт* Iт)

Сmin – минимальная емкость АКБ;

Tд – время работы в дежурном режиме, ч;

Tт – время работы в режиме «Тревога», ч;

Iд – потребляемый ток в дежурном режиме, А;

Iт — потребляемый ток в режиме «Тревога», А;

1,25 – коэффициент запаса.

Исходя из этого, емкость аккумуляторных батарей:

Сmin=1,25*(24*0,25+0,5)=8,1А*ч.

Для моей мини-котельной необходим ИБП мощностью не менее 100 Вт и емкостью не менее 8,1А*ч. Но, мощность источника питания тоже должна быть с запасом. Для маломощных ИБП Кз я беру 2-3.

Получив эти расчетные данные можно подобрать конкретный ИБП с необходимой емкостью АКБ.

Советую почитать:

❶ Как рассчитать пожарную сигнализацию

Вам понадобится

• — справочные таблицы сечения проводов;
• — технические характеристики пожарных извещателей;
• — техническая документация помещения, оборудуемого сигнализацией;
• — действующие нормативы.

Инструкция

Определитесь с источником электроэнергии, который будет питать пожарную сигнализацию. Такими источниками могут выступать солнечные батареи, аккумуляторы, термогенераторы и другие элементы. Ознакомьтесь с техническими характеристиками этих элементов, потому что эти данные понадобятся для дальнейших расчетов.

В том случае, если емкости одного источника недостаточно, батарея образуется из нескольких аккумуляторов, соединенных параллельно.Уточните значения напряжения у каждого источника питания – оно должно быть одинаковым. В противном случае уравновешивающий ток существенно снизит емкость батареи.

Напряжение батареи при последовательном соединении равно сумме напряжений в отдельных источниках питания, ее составляющих.Рассчитайте степень потерь, которые неизбежны в процессе передачи электроэнергии, воспользовавшись данными, приведенными в действующих нормативах.

Чтобы грамотно разместить пожарные извещатели, необходимо узнать сечение проводов. Оно определяется как соотношение общей номинальной мощности при заданном напряжении к силе тока в электрической цепи.

Определите необходимое сечение проводов и силовых кабелей, воспользовавшись сводными справочными таблицами.

Рассчитайте возможные потери напряжения в сети. В данном случае не принимаются во внимание показатели индуктивного сопротивления проводников и их интенсивной нагрузки.

Следуя утвержденным методикам, которые используются при проектировании пожарной сигнализации, определите расчетным путем необходимую емкость батареи для работы в дежурном режиме и в режиме тревоги. Затем определите общую емкость источника питания – путем суммирования результатов, полученных для режимов ожидания и тревоги.

Обратите внимание

Все расчетные работы должны выполнять специалисты соответствующей квалификации. Потому что неточности и механические ошибки при работе с методиками могут стать причиной некорректной работы пожарной сигнализации.

Полезный совет

В нормальном режиме работы допустимым считается понижение напряжения не более 5 процентов от номинального. Поэтому обязательным условием является проверка электрических сетей на предмет потерь напряжения.

Источники:

• Основные нормативы и методики расчетов пожарной сигнализации, требования, предъявляемые к системам

Расчет емкости аккумуляторной батареи онлайн

Электрический аккумулятор — химический источник тока, источник ЭДС многоразового действия, основная специфика которого заключается в обратимости внутренних химических процессов, что обеспечивает его многократное циклическое использование (через заряд-разряд) для накопления энергии и автономного электропитания различных электротехнических устройств и оборудования, а также для обеспечения резервных источников энергии в медицине, производстве, транспорте и в других сферах.

Хороший источник резервного питания выполняет две важные функции. Встроенный стабилизатор нивелирует колебания сетевого напряжения, а аккумулятор обеспечивает питание потребителя при отключении сети.

Переход на резервное питание осуществляется автоматически. Аккумуляторы для источника бесперебойного питания (далее — ИБП) часто входят в комплект поставки, но в некоторых случаях батареи нужно выбирать самостоятельно.

Для этого необходимо знать классификацию аккумуляторных батарей и их основные характеристики.

Простой способ расчета времени резерва ИБП

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 ИБП

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.

Как пример экспериментальным путем тестировался ИБП 12Вольт 3А от компании «VESTA» с аккумуляторной батареей YUASA rew12/45 Cell 10min 8А*ч 12В. Ток нагрузки составил 1.2 А*ч. В роли нагрузки выступал видеорегистратор 4-х канальный с HDD 250гб + одна AHD камера 1,3 Мп с объективом 3.6 мм без ИК подсветки + автомобильный монитор 12В 4.5″ дюйма + конвертер HDMI в аналог + передатчик 2.4 Гц видеосигнала на второй телевизор, суммарный ток всех нагрузок составил 1.2 А*ч или мощность 14.4 Вт (высчитано по формуле P=U*I где P — это мощность (Вт), U — напряжение (В.), I — ток нагрузки (А). получаем 14.4(Вт) = 12(В) * 1,2(А)). И так имеем АКБ 8 а*ч (правда не новая уже ей где-то 1 год точно) замеряем напряжение при включенном ИБП получаем 13.2 В. в принципе нормально в режиме зарядки хотя заявлено что на АКБ должно быть 13.65 +- 0.15 (В). Теперь отключаем питание сети 220(В) напряжение падает до 13.0 В. включаем секундомер и ждем, периодически проверяю состояние и время.Хочется отметить следующее что в принципе время рассчитанное в данном калькуляторе 4 часа 16 минут практически соответствует времени работы данной системы 2. часа и при этом еще остался запас от глубокой разрядки хотя данный блок имеет защиту от глубокого разряда но теоретически и расчета он способен был еще проработать около 30-40 мин.

Обратите внимание, что данный калькулятор не является точным на 100%, для более точного расчета требуется учитывать дополнительные коэффициенты и температурные режимы в которых находится АКБ об этом дополнительно можно почитать в сети интернет.

По всем вопросам работы онлайн калькуляторов просим писать в ЛС в нашей группе ВКОНТАКТЕ

Расчет и подбор аккумуляторных батарей

Видов аккумуляторов существует множество, но есть основные, которые используются в домашних электростанциях – свинцово-кислотные (SLA), гелиевые (GEL), и литиевые (Li-ion) аккумуляторы. Стоимость последних уже на порядок ниже, чем была несколько лет назад, а примуществ гораздо больше, чем у остальных моделей.

Что такое свинцово-кислотный аккумулятор?

Аккумулятор это короб, который разделен на отсеки сепараторами (перегородками из микропористого пластика).

В эти отсеки заливается жидкий электролит, в который погружаются положительные и отрицательные пластины. Между этими пластинами возникает напряжение и протекает ток.

Электролит из таких аккумуляторов может испаряться. Такие аккумуляторы необходимо обслуживать (доливать электролит) и не допускать закипания.

Что такое аккумулятор GEL?

Технология GEL состоит в том,  что заполнитель отсеков пропитан не жидким электролитом, а желеобразным гелем. Это добавляет устойчивости к вибрациям, увеличивает срок жизни аккумуляторов при систематическом перемещении их с места на место. В целом срок службы у GEL намного выше, чем у свинцово-кислотных аккумуляторов.

Литий-ионный аккумулятор (Li-ion) — тип электрического аккумулятора, который широко распространён в современной бытовой электронной технике и находит своё применение в качестве источника энергии в электромобилях и накопителях энергии в энергетических системах. Это самый популярный тип аккумуляторов в таких устройствах как сотовые телефоны,ноутбуки, цифровые фотоаппараты, видеокамеры и электромобили..

В чем разница?

GEL и Li-ion технологии существенно выигрывают у классических свинцово-кислотных аккумуляторов по следующим причинам:

— они не требуют обслуживания

— конструкция герметична и безопасна, не выделяет вредных веществ в атмосферу

— существенно больший срок службы при правильной эксплуатации

— вероятность сульфатации (окисления и кристаллизации) пластин АКБ существенно меньше

А теперь, закончив экскурс в википедию, приступим к главному:

Расчет мощности аккумуляторов:

 Количество потребленной электроэнергии измеряется в единицах кВт*ч.

Рассчитать эту единицу очень просто – нужно Емкость умножить на номинальное напряжение

Например:

Максимальное количество запасенной электроэнергии для аккумулятора с номинальным напряжением 12В и емкостью 120Ач будет равно 12В*120Ач=1440Вт*ч=1,44кВт*ч

Эта  цифра показывает, какое количество электроэнергии отдает полностью заряженный аккумулятор. Он например сможет в течении 14 часов питать обычную лампочку 100Вт (100Вт*14часов=1400Вт*ч) или энергосберегающую  лампочку 5Вт в течении 288 часов (5Вт*288часов=1440Вт*ч).

Расчет емкости аккумуляторов:

Здесь все еще проще: для того чтобы рассчитать емкость аккумуляторов, всего-навсего нужно определиться для чего будет использоваться аккумулятор:

1) Если аккумуляторы нам нужны для резервной электроэнергии при отключении электричества, то берем среднее потреь=бление электричетва в час и усножаем на колоичество часов, прогнозируемых без жлектричества. Таким обрахом мы получим емкость аккумуляторов, которая нам необходима. Единственный нюанс, должен все-таки оставаться запас примерно 20-30% — чтобы не допустить полного разряда аккумуляторов.

Пример:

В доме периодически бывает отключение электричества не более чем на 5 часов.

 В это время в доме необходимо, чтобы работало:  холодильник (средней мощностью 250Вт), светодиодных лампочек в количестве 10 штук (мощностью 5Вт каждая) и телевизора (10Вт).

Можно в рассчет добавить и электрический чайник, но так как средняя пощность чайника 1-1,5 киловатт, а пусковой ток в 8-10 раз превышет мощность электроприбора, то мы чайник в рассчет брать не будем.

Считаем:

Холодильник – 250Вт х 5часов=1250 Вт/ч

Лампочки – 10шт х 5Вт х 5часов=250 Вт/ч

Телевизор – 100Вт х 5часов=500 Вт/ч

В сумме получается: 2000Вт/ч + запас в 20%. = 2200 Вт/ч.

Если мы рассматриваем стандартные аккумуляторы номинальным напряжением 12В, то легко рассчитываем нужную емкость – 2200Вт/ч / 12В = 184 Ач

2)      Если аккумуляторы нужны для полностью автономного электроснабжения (например, с использованием солнечных батарей или ветрогенератора) — при отсутствии электричества вообще, то необходимо учесть электропотребление в период отсутствия напряжения от источника (в отсутствии солнца или ветра).  При этом также нужно учесть запас емкости аккумулятора.

При использовании солнечных батарей, в зависимости от места расположения и времени года, доля потребленной суточной электроэнергии в отсутствии солнца варьируется от 30% летом до 90% при полном отсутствии солнечного света зимой.

Исходя из того в какой период времени вы планируете использовать автономную систему, нужно рассчитывать запас емкости аккумуляторов.

Пример:

Семья начинает дачный сезон с весны, когда солнечный день составляет 7-8 часов. Часть этого дня они проводят вне дома, не используя большое количество приборов (в это время идет зарядка аккумуляторов), а в отсутствии солнца – ночью, утром и вечером необходимо чтобы работали: холодильник (круглосуточно) + чайник, свет, телевизор, насос. 

Холодильник – 250Вт

Лампочки – 10шт х 5Вт = 50Вт

Телевизор – 100Вт 

В сумме за сутки получается: 400 Вт х 24 часа = 9600 Вт/ч

Днем аккумуляторы зараяжаются, а за вечернее, ночное и утреннее время, в среднем уходит около 70% от суточного потребления.

Следовательно, рассчитываем нужную емкость:

9600 Вт/ч * 70% = 6700 Вт/ч – это необходимое количество энергии.

Исходя из этого нужная емкость аккумуляторов будет равна:

6700 Вт/ч / 12В = 558 Ач, а если учесть, что аккумуляторы не должны разряжаться полностью, и им необходим запас мощности хотя бы 20%, получаем около 700Ач емкости аккумуляторов.

Данный рассчет является примерным и укрупненным, потому как лампочки круглые сутки гореть не будут, телевизор тоже не будет работать круглосуточно, а вот на холодильник необходимо оставить запас мощности.

На работу одного только холодильника необходимо:

250Вт х 24 часа = 6000 Вт/ч,

следовательно, 6000 / 12 = 500Ач — это емкость аккумуляторов для одного только холодильника.

В общем — больше всего емкости необходимо для холодильника, если все-же без него можно обойтись (хотя сомневаюсь), то затраты на аккумуляторы будут гораздо ниже.

О том как подобрать контроллер заряда для солнечных батарей, вы можете прочитать здесь.

Расчет времени резерва питания нагрузки от ИБП

1. Главная
2. Статьи

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
3×38	14:48	6:18	3:53	2:50	2:28	2:06	1:43	1:21	1:00	0:52
3×65	26:12	11:37	7:31	4:53	4:00	3:07	2:48	2:35	2:22	1:55
3×100	43:51	19:13	12:10	8:41	6:47	4:58	4:24	3:49	3:15	2:55
3×120	52:37	23:58	15:42	9:57	8:22	6:47	5:13	4:35	4:06	3:38
3×150	65:46	28:30	18:24	13:25	9:35	8:15	6:55	5:35	4:46	4:22
3×200	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.

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.