Расчет емкости септика для дачи: Выбор и этапы- Что лучше? + Фото и Видео

Какую емкость для септика лучше выбрать и как сделать её своими руками?

Автономная канализация – отличная альтернатива традиционным выгребным ямам. Устройство септика – наиболее эффективное решение в тех случаях, если нет возможности подключиться к централизованной системе. Выбор ёмкостей для септика довольно большой. Часто владельцы загородных домов, коттеджей, дачных участков выбирают пластиковые или металлические резервуары. Если не хотите тратиться на сооружение канализации, можно соорудить систему своими руками из железобетонных колец, кирпича или даже изношенных автомобильных покрышек.

Самые простые септики пригодны только для накопления стоков. Как только ёмкость заполнится, необходимо вызывать ассенизаторскую машину и откачивать нечистоты. Более удобными в использовании являются автономные канализации с почвенной доочисткой или с глубокой биологической очисткой. Чтобы обустроить полноценную систему, необходимо для начала составить проект, в котором будут схемы расположения колодцев, подключения труб и другого оборудования. Грамотная реализация такого проекта позвонит получить функциональную канализацию, которая прослужит в течение долгих лет.

Требования к септикам

Автономные канализации должны отвечать ряду требований, регламентированным законодательными документами СНиП и ГОСТ. Ошибки в процессе монтажа могут привести к весьма плачевным последствиям. Если канализационные стоки выйдут наружу вследствие переливания ёмкости или растрескивания резервуара, весь участок заполнится зловонным запахом, произойдёт заражение почвы и грунтовых вод. Чтобы избежать подобных неприятностей, нужно тщательно изучить требования, которые выдвигаются к септикам.

  • Достаточный объём. Крайне желательно, чтобы ёмкость для септика умещала жидкости в 4 раза большое, чем суточный взброс. Вместительные резервуары позволяют жильцам дома беспрепятственно пользоваться канализацией, а также обеспечивают качественную очистку нечистот.
  • Надёжная конструкция. Механические нагрузки, которым подвергается септик в процессе эксплуатации, могут привести к появлению трещин, повреждению ёмкости. Последствия очень неприятные.
  • Высокая степень очистки стоков. Утилизировать в почву можно только стоки, очищенные на 90-95%. В противном случае может произойти заражение почвы. Устанавливайте не один, а два или три колодца, обустройте фильтрационное поле или дренажный колодец.
  • Устойчивость к высоким температурам. Из стиральной или посудомоечной машинки поступают горячие стоки. Важно, чтобы они не оказывали разрушительного воздействия на материал, из которого изготовлен резервуар.
  • Возможность эксплуатации в холодное время года. Чтобы зимой нечистоты на замерзали в канализации, при установке следует учитывать глубину промерзания грунта в регионе. Также важно утеплить колодец.
  • Простое обслуживание. Канализации накопительного типа нужно чистить по мере заполнения. Если обустроить биосептик или септик с почвенной доочисткой, вызывать ассенизаторов для откачки ила придётся не чаще одного раза в полгода.

Если вы решили обустроить автономную канализацию на даче или в загородном особняке, не пытайтесь на всё экономить. Это может отрицательно сказаться на эксплуатационных свойствах септика. Сэкономить получится один раз, а неудобства будут преследовать в течение десятилетий, ведь канализационная система рассчитана на продолжительную эксплуатацию.

Виды емкостей для септиков и их особенности

Септик – главный элемент автономной канализации. Он может быть выполнен из разных материалов. Основная функция системы – сбор, хранение и переработка канализационных стоков, их утилизация без вреда для окружающей среды. В зависимости от принципа работы септики делятся на три категории.

  • Очистные сооружения накопительного типа. Самая простая конструкция, состоит из одного резервуара. Это традиционная сливная яма, которую по мере наполнения нужно откачивать. Сооружение такой канализации не требует серьёзных финансовых затрат. Но система не очень удобна в домах для постоянного проживания, в которых проживает более 2-х человек.
  • Переливной септик. Система состоит из двух или трёх колодцев. В первом стоки очищаются от твёрдых нечистот, во втором – от масел и жиров, в третьем происходит финальная фильтрация. Утилизировать стоки можно на фильтрационное поле, где жидкость дополнительно очищается, проходя через гравийно-песчаную подушку.
  • Станции глубокой биологической очистки. Это самые удобные и современные сооружения заводского производства. Септик представляет собой цельный резервуар, в котором внутреннее пространство разделено на несколько отсеков. Тщательную очистку канализационных стоков обеспечивают аэробные или анаэробные бактерии.

Автономную канализацию можно обустроить своими руками, но нужно учитывать, что требования остаются таким же, как и к септикам заводского производства. Резервуар должен быть надёжны, достаточно прочным, способным выдерживать механические нагрузки, температурные перепады и другие негативные воздействия внешних факторов. Стоимость самодельных систем невысокая, но повозиться придётся. Если используются железобетонные кольца, например, может возникнуть необходимость в применении специализированной техники.

Септик из бетонных колец

Чаще всего для сооружения самодельных септиков используют бетонные или железобетонные кольца. Канализационная система может состоять из двух или трёх колодцев. Каждый из них имеет своё назначения. Дно первого резервуара необходимо забетонировать, чтобы исключить заражение почвы нечистотами. Со второй ёмкостью он соединяется трубой, которую устанавливают под уклоном 2 см на метр. Это обеспечит беспрепятственное переливание стоков из отстойника в другой колодец.

Во втором колодце осуществляется фильтрация стоков. Чтобы сделать этот процесс максимально эффективным, следует обустроить фильтр из щебня, гравия или керамзита. Финальная очистка происходит в третьем колодце, после чего жидкость можно безопасно утилизировать в почву. Преимущества септика из бетонных колец:

  • Простая конструкция. Если вы хоть немного понимаете, как функционирует септик, вам легко удастся соорудить канализацию своими руками. Какие-то специальные знания не понадобятся, только физическая сила, необходимые материалы, схема расположения элементов.
  • Невысокая стоимость. По сравнению с моделями заводского производства строительство септика из колец обойдётся намного дешевле.
  • Минимальные временные затраты на сооружение. Выполнить весь комплекс работ можно всего за один день, если есть под рукой все необходимые материалы и инструменты.
Читайте также:
Решетка на батарею отопления своими руками

К тому же, бетонные септики отличаются отличными прочностными характеристиками. Конструкция надёжная, рассчитана на продолжительную эксплуатацию. Бетонные кольца соединяются между собой, стыки нужно тщательно загерметизировать чтобы исключить просачивание нечистот в грунт. Важно учитывать, что в зимнее время года стоки могут замёрзнуть, поэтому при подготовке котлована необходимо учитывать глубину промерзания грунта, а после выполнения монтажных работ – утеплитель котлованы.

Пластиковые септики из еврокуба

Еврокуб – сравнительно молодое творение, которое стремительно набирает популярности благодаря отличным эксплуатационным свойствам, оптимальной жёсткости и прочности, доступной цене. Изделие представляет пластиковый резервуар, выполненный в форме куба. Металлический каркас обеспечивает баку защиту от деформации, повышает его устойчивость к негативному воздействию внешних факторов. Неоспоримым преимуществом конструкции является незначительный вес, что существенно упрощает монтаж септиков. Чтобы установить резервуар, не потребуется тяжёлая техника. Все технологические процессы можно выполнить своими руками.

Для сооружения функциональной, удобной в эксплуатации автономной канализации следует использовать два или три еврокуба. Обустройство септика состоит из таких этапов:

  1. подготовка пластиковых резервуаров;
  2. выполнение всех необходимых замеров;
  3. проведение земляных работ, рытьё котлована;
  4. насып песчаной подушки на дно, заливание строительным раствором на основе бетона;
  5. сборка септиков;
  6. установка септиков в подготовленные котлованы;
  7. соединение баков трубами под наклоном;
  8. герметизация стыков;
  9. засыпка и утрамбовка котлованов.

Важно! На территориях с высоким уровнем залегания грунтовых вод существует риск подмывания и всплытия септика, что может привести к весьма неприятным последствиям. Чтобы предотвратить угрозу, следует утяжелить резервуары, закрепив их специальными ремнями.

Автономная канализация из кирпича

Если у вас после демонтажа старого здания остался кирпич, можете использовать его для монтажа септика. Рассчитывайте на то, что придётся потратить немало времени и усилий на обустройство полноценной локальной канализации. Зато обойдётся очень дешево. На даче из кирпича можно соорудить обычную сливную яму, а на территории загородного дома – построить полноценную, функциональную канализационную систему.

Преимущества кирпичного септика:

  • исходный материал доступный, не обязательно покупать кирпич, можно использовать старый, но целый;
  • конструкции, сооружённые методом кирпичной кладки, рассчитаны на продолжительную эксплуатацию, устойчивы к деформации, атмосферной влаге, химическим веществам;
  • весь комплекс работ можно выполнить своими руками, кладка кирпича не является затруднительным делом;
  • кирпич подходит для строительства любых видов канализаций (выгребная яма, система с почвенной доочисткой, с глубокой биологической очисткой);
  • можно сделать септик любого резервуара, приспособив его под особенности участка.

Чтобы соорудить кирпичный септик, необходимо подготовить полный клинкерный кирпич (если покупаете). Строительным раствор готовят из песка, цемента, воды. Для качественной герметизации резервуара используют битумную мастику. Чтобы упрочнить конструкцию, следует установить стальную арматуру. Также следует подобрать люк для каждого резервуара.

Важно! Септик из кирпича может состоять из двух-трёх отделений, располагающихся вблизи друг к другу. Чтобы обеспечить эффективное переливание канализационных стоков, необходимо соединить отсеки трубой, установленной под наклоном.

Септик из автомобильных покрышек

По праву самым доступным материалом, который может использоваться для сооружения септиков, являются автомобильные покрышки. У каждого автовладельца есть старые, изношенные шины, пригодные только для клумб или переработки. Почему бы не использовать их для устройства автономной канализации? К преимуществам такого решения можно отнести простой монтаж, низкую цену. Для дачного дома для непостоянного проживания это отличная альтернатива капитальным, габаритным, дорогостоящим септикам.

Важно! Если вы планируете сооружать септик из шин, учтите, что производительность его довольно низкая, как и скорость переработки канализационных стоков. Как правило, такие сооружения накопительного типа, поэтому их придётся регулярно откачивать. Есть риск заражения почвы и грунтовых вод нечистотами, ведь выполнить качественную герметизацию затруднительно.

Для строительства одного колодца можно использовать 5-7 автомобильных покрышек. Важно, чтобы они были целостными, неповреждёнными. Монтаж очистного сооружения из старых шин включает такие этапы:

  • разметка территории, определение месторасположения резервуаров;
  • проведение земляных работ, рытьё котлована для септика;
  • защита ёмкости от грунтовых вод (бетонирование дна или укладывание прокладки из глины);
  • подготовка покрышек – удаление верхней части при помощи электролобзика;
  • соединение шин проволокой, герметизация мест стыков и проколов;
  • выпиливание входных и выходных отверстий;
  • соединение резервуаров трубой, которая располагается под углом;
  • засыпание котлованов;
  • установка крышек из неподверженных гниению материалов.

Септик можно модернизировать, подключив датчики, установив компрессор для подачи воздуха. Но, как показывает практика, это нецелесообразно. Канализация из автомобильных покрышек доступна не цене, но производительность её довольно низкая. Если в доме постоянно проживает семья из 2 и более человек, понадобится более мощная и удобная система. А вот для дачи подходит отлично.

Читайте также:
Особенности кабелей и проводов

Особенности металлических резервуаров

От материала изготовления основного элемента канализационной системы – септика – зависит функциональность, работоспособность и срок службы канализаций. Одним из главных требований, которые выдвигаются к резервуарам, является жёсткость и прочность. Часто владельцы загородных домов и дач отдают предпочтение металлическим бакам. Перед тем как их покупать и использовать для обустройства канализации, необходимо ознакомиться с преимуществами и недостатками ёмкостей.

  • Устойчивость к подмыванию грунтовыми водами. Баки из металла имеют довольно большой вес, они надёжно удерживаются в грунте, обеспечивают эффективную, продуктивную работоспособность канализационной системы.
  • Оптимальная прочность. Металлические ёмкости характеризуются высокой устойчивостью к механическим повреждениям. Удары, которым подвергается резервуар в процессе монтажа, не способны навредить баку.
  • Герметичность. Конструкция ёмкостей, как правило, цельнолитая. Если и есть соединения, то они надёжно заварены сваркой. Это обеспечивает септику отличную герметичность. Протечки стоков исключены.

Что касается недостатков, то главный из них – подверженность металлического основания коррозии. Если использовать ёмкость из необработанного металла, со временем она покроется ржавчиной. Производители используют для изготовления септиков нержавеющую сталь, обрабатываются специальными антикоррозионными составами. Также следует учитывать, что конструкция довольно тяжёлая, без применения тяжёлой техники в процессе монтажа автономной канализации не обойтись.

Преимущества пластиковых баков

Готовые пластиковые резервуары, наверное, наиболее востребованы. Они практичные и лёгкие. Для их транспортировки и монтажа не применяется тяжёлая техника. Перевезти баки из пластика можно даже на крыше легкового автомобиля. Обустроить канализационную систему из пластиковых резервуаров не составит труда. Достаточно подготовить котлованы под колодцы, установить ёмкости на предварительно уложенную подушку, соединить баки трубами. Если септик с почвенной доочисткой, дополнительно придётся обустроить поле фильтрации. Преимущества пластиковых септиков очевидны.

  • Готовые ёмкости выпускают надёжные производители, которые предоставляют на свои продукцию сертификаты и разрешения.
  • Ассортимент моделей довольно широкий, можно выбрать оптимальный вариант для конкретного случая.
  • Доступны изделия в вертикальном и горизонтальном исполнении, с разными показателями вместительности.
  • Материал характеризуется высокой устойчивостью к влаге, агрессивным компонентам, химическим веществам.
  • Незначительный вес обеспечивает простоту монтажа и транспортировки пластиковых резервуаров.
  • Повысить прочность изделий можно посредством установки внутри ребер жёсткости, которые усиливают и ужесточают конструкцию.

Не обошлось и без недостатков. На участках с высоким уровнем залегания грунтовых вод пластиковые баки могут подмываться водой. Чрезмерная нагрузка сверху или сдвиг грунта могут стать причиной механического повреждения септика, вследствие чего нечистоты разольются по всей территории. Чтобы предупредить неприятные ситуации, можно установить пластиковый бак на железобетонную плиту или закрепить резервуар ремнями.

Правила установки автономных канализаций

Локальная канализация – это система, которая потенциально может нести угрозу для окружающей среды и экологической обстановки региона. Просто взять и самопроизвольно построить очистное сооружение нельзя. Необходимо сначала разработать проектную документацию, согласовать её в органах СЭС, получить разрешение, и только после этого приступать к закупке материалов и началу строительных работ. В процессе монтажа канализации следует придерживаться норм и правил, регламентированных СНиП и СанПиН. Очень важно при выборе на территории месторасположения септика учитывать рекомендуемое расстояние от резервуара до разных объектов:

  • до дома – не менее 5 м;
  • до искусственных или естественных водоёмов – минимум 30 м;
  • до водоёмов с проточной водой – от 10 м;
  • между источников питьевой воды и канализационным резервуаров расстояние минимум 50 м;
  • до деревьев – 3 м, до кустарников – 1 м;
  • до дороги – 5 м;
  • до газопроводной трубы, проходящей под землёй – 5 м.

Нужно строго придерживаться инструкции по монтажу, выполнять технологические процессы аккуратно и осторожно. От качества ёмкости под септик, а также от того, насколько грамотно выполнены монтажные работы, зависят эксплуатационные характеристики и срок службы канализационных систем. Типичные ошибки, которые допускают в процессе обустройства септика: плохая герметизация стыков, неправильная установка труб, вследствие чего не происходит переливание из одного отсека в другой.

Разновидностей септиков на сегодняшний день хватает. Можно купить готовую конструкцию и установить её на территории своего дома быстро и без особых усилий. А можно сэкономить, потратив время на обустройство автономной канализации из подручных материалов. Что делать? Выбор за вами. Главное, чтобы септик был сооружён с соблюдением всех норм и требований, не вредил экологии, исправно выполнял свои функции в течение продолжительного периода.

Расчет времени автономной работы ИБП от аккумуляторов

Как профессионально и точно рассчитать время автономной работы бесперебойника или других потребителей от аккумуляторных батарей?

Точный расчет времени автономной работы от аккумулятора при помощи математических выкладок занятие нетривиальное. В связи с этим, мы упростили задачу, реализовав алгоритм расчета в калькуляторах:

Однако давайте рассмотрим подходы к определению времени автономной работы.

1) Простая формула

Т = E • U / P

  • Е – емкость аккумулятора в Ач
  • U – напряжение
  • P – мощность нагрузки в Вт.
Читайте также:
Размеры цокольного кирпича красного

Это сильно упрощенная формула, которая дает очень приблизительный результат при разрядах в диапазоне 5-15 часов. Подходит для того, чтобы быстро в уме прикинуть время автономии. Алгоритм не учитывает снижение энергоотдачи АКБ на коротких разрядах и увеличение на длинных, а также различные коэффициенты.

Существует усовершенствованная формула с коэффициентами:

Т = Uаб * Сак * К * h * Кр * Кg / Рнагр

  • Т – время автономной работы источника бесперебойного питания, ч;
  • Uаб – напряжение аккумуляторной батареи, В;
  • Сак емкость аккумуляторной батареи, Ач;
  • К – количество аккумуляторов в цепи;
  • h – КПД преобразователя (h=0,75-0,9), часто меняется от величины нагрузки;
  • Кр – коэффициент глубины разряда 0,8 –0,9 (80%-90%), следует считать 80%;
  • Кg – коэффициент доступной емкости (зависит от режима разряда и температуры, см. характеристики АКБ )
  • Рнагр – мощность нагрузки.

Этот алгоритм даёт относительно точные результаты, но для длительных разрядов от 1 часа и выше. На коротких разрядах результаты могут быть сильно искаженными из-за нелинейной функции разряда свинцово-кислотных АКБ. Похожий метод мы использовали в статье Расчет автономной работы потребителя от аккумуляторов.

2) Формула Пекерта

T=Cp/I^ n

  • T – время в часах
  • Cp – емкость Пекерта (ёмкость АКБ при разряде током 1А)
  • I – ток разряда
  • n – экспонента Пекерта

Экспонента Пекерта иногда указывается в характеристиках АКБ, и рассчитывается она на основании данных C-рейтинга аккумулятора (емкость на разном времени разряда). Емкость Пекерта рассчитывается по формуле – Ср=R(C/R)^n (R – рейтинг в часах, соответствующий данной емкости, например, 10).

На базе этой формулы с учетом КПД инверторов и глубины разряда основаны наши калькуляторы. Они с высокой точностью рассчитывают время автономии как на коротких, так и на длинных разрядах.

3) Расчет по таблицам из спецификаций АКБ

Профессионально и точно можно рассчитать время автономии используя разрядные таблицы аккумуляторов. Опишем алгоритм по шагам:

Шаг 1. Расчет полной мощности в мощность нагрузки на аккумуляторы

Ракб= (Pнагр*cos(φ)*Кнагр)/КПДинв

  • Pнагр – мощность в кВа
  • cos(φ) – характеристика коэффициент мощности (характеристика нагрузки)
  • Кнагр – степень загрузки ИБП
  • КПДинв – коэффициент полезного действия инвертора

Для примера возьмем ИБП мощностью 120кВа работающий на нагрузке 70% с коэффициентом мощности 0.8:

Ракб= (120000*0,8*0,7)/0,94=71 489Вт – именно эта нагрузка ляжет на весь аккумуляторный банк при питании ИБП от АКБ.

Шаг 2. Расчет нагрузки на один аккумулятор

Пересчитаем нагрузку на один АКБ. Как правило, в крупных ИБП аккумуляторы соединяются последовательно кол-вом 32-40шт. Для расчета нагрузки на на одну батарею при 40АКБ:

71 489Вт/40=1 788Вт.

В дата-листе аккумуляторов как правило указывается мощность на элемент (Pэл), которых 6шт. в 12В АКБ. Следовательно:

Pэл = 1788/6 = 298Вт.

Шаг 3. Изучение разрядных таблиц батарей и подбор.

В статье Как правильно выбрать аккумулятор для ИБП мы рассматривали подвиды аккумуляторов в разрезе различного целевого использования. Одна из базовых характеристик – это энергоотдача, т.е. сколько способен отдать мощности АКБ за определенное время.

Давайте посмотрим разрядные таблицы 100Ач аккумуляторов Delta двух различных серий.

Delta DTM 12100 l:

Delta HRL 12100:

Напомним, что наша нагрузка на элемент 298Вт. Глубина разряда – 10,8В или 1,80В на элемент. Таким образом, из данных таблиц, можно сделать вывод, что DTM 12100 l продержит нагрузку около 13,8 минут (можно считать пропорционально, искажения минимальны), Delta HRL 12100 – 16,3 мин. разница порядка 15%. Кстати, разница в цене приблизительно аналогична.

4) Проведение реальных разрядов

Конечно, идеальным является проведение реальных разрядных тестов. Необходимо учитывать, что аккумуляторы набирают максимальную емкость к 10-му циклу заряда-разряда.

Расчёт времени резерва питания нагрузки от ИБП

При выборе оптимальной конфигурации ИБП для котла отопления необходимо правильно рассчитать необходимое время автономной работы системы отопления при отключении внешнего электропитания

Определение необходимого времени автономной работы ИБП

Учитывая возможность отключения внешнего электропитания дома, необходимо знать (определить) расчётное время автономной работы источника бесперебойного питания котла отопления. Причин, по которым может пропасть напряжение в сети, достаточно много. Это может быть авария на линиях электропередач, авария на трансформаторной подстанции, обрыв подводящих линий электросети, замыкание проводки внутри дома, существенные искажения параметров поставляемого тока, переход поставщика энергии на графики временных отключений потребителей.

Однако, какой бы ни была причина отключения электроэнергии, необходимо обеспечить эффективное и надёжное электропитание отопительного оборудования. Остановка системы отопления в зимнее время может привести к размораживанию системы и большим расходам по её ремонту и ремонту помещений.

Длительность отключений электроэнергии существенно различается в разных районах города или в разных поселениях. Для примерной оценки времени возможных отключений нужно провести длительные наблюдения или опрос соседей.

Если длительность отключений не превосходит одних суток, то задачу обеспечения бесперебойным электропитанием системы отопления можно решить с помощью установки нужного ИБП. Если длительность отключений превосходит сутки, то для решения задачи бесперебойного питания лучше использовать комбинацию двух приборов: ИБП и электрогенератор.

Читайте также:
Проектирование дренажной системы участка: назначение и правила

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:

  1. 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
  2. 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
  3. 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
  4. 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
  5. 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
  6. 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
Читайте также:
Скамейка вокруг дерева своими руками

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.

На сколько времени хватает аккумулятора: практические расчеты

При установке видеонаблюдения или аварийного освещения необходимо заранее рассчитать, на сколько хватит подключенного к системе аккумулятора. Время автономной работы в первую очередь зависит от емкости батареи. А вот зависимость от тока потребления приобретает обратно пропорциональный характер. Можно рассчитать, на сколько хватит аккумулятора, зная его емкость.

  1. Время разряда батареи в зависимости от тока нагрузки
  2. Методы расчета времени работы
  3. Экспонента Пекерта
  4. Простая формула
  5. Расчет по таблицам из спецификаций АКБ
  6. Вычисление полной мощности аккумулятора, от потребляемой мощности нагрузки на АКБ
  7. Расчеты нагрузки только на один АКБ
  8. Просмотр и изучение разрядных таблиц аккумуляторов и последующий подбор подходящего элемента
  9. Проведение реальных разрядов
  10. Заключение

Время разряда батареи в зависимости от тока нагрузки

В аккумуляторных источниках емкость указывается из расчёта того, сколько АКБ может выдавать тока в стандартный промежуток времени. В том случае, если в специфике источника это время не указано, то в основном берется 20 часов. Например, если на АКБ емкость указана как 200 А*ч, то это можно расшифровать как то, что батарея способна питать током 10А на протяжении 20 часов.

Интересно то, что подобный расчёт времени работы аккумулятора применим не для большой нагрузки. В случае батарей была замечена необычная закономерность. Она заключается в невозможности отдавать большой процент емкости при большей нагрузке. Таким образом, получается, что при увеличении тока нагрузки уменьшается процент отдачи емкости со стороны АКБ. Например, источник в 200 А*ч будет выдавать ток в 200А на протяжении 15-30 минут, но никак не полноценного часа.

Интересный факт! Емкость АКБ, который разряжен большой нагрузкой, никуда не девается, а остается в батарее. Например, если батарея в 100 А*ч разряжена на 50А, то при ее заряде она потребит где-то 50 А*ч. Но, если оставить ее на некоторое время, то емкость восстановится за счет диффузии ионов в электродах источника.

Такой эффект связан с тем, что ток в аккумуляторе протекает под воздействием ионной проводимости. Если в электролите проводимость на достаточно высоком уровне и при этом не несет особых значений, то перенос ионов в пластинах АКБ и преодоление переносчиками фазового раздела из электрода и электролита будет происходит медленно. Другими словами, если батарея будет быстро разряжаться, некоторые ионы просто не будут успевать выйти в электролит из электрода или преодолеть это расстояние в обратном порядке за время разряжения. Именно это и будет ограничивать емкость аккумулятора при быстром разряде.

Такая анормальность была давно замечена. И для расчёта времени разряда используют куда более емкие формулы, в которые внесены поправки на такой эффект.

Методы расчета времени работы

Экспонента Пекерта

Для того, чтобы рассчитать время работы АКБ, стоит воспользоваться формулой Пекерта:

В формуле используются следующие обозначения величин:

  1. Т – временной промежуток, ч.
  2. С – коэффициент, вычисленный Пекертом, который обозначает емкость батареи при разряжении током величиной в 1А.
  3. I – ток, при котором совершается разряд.
  4. N – Экспонента Пекерта.

Экспонента в некоторых случаях сразу же указывается в документации или характеристиках аккумулятора. Она рассчитывается на основе данных с-рейтинга АКБ, т.е. емкости в разных временных промежутках разряда. Коэффициент Пекерта можно рассчитать самостоятельно по формуле:

Здесь R обозначает часовой рейтинг присущий емкости.

Формула Пекерта помогает максимально точно рассчитать время работы автономного источника питания.

Простая формула

Чтобы рассчитать, на сколько хватит аккумулятора, можно использовать следующую формулу:

В ней используются следующие обозначения:

  1. Е – емкость используемого АКБ, А*ч.
  2. U – напряжение.
  3. Р – мощность нагрузки, Ватт.

Данная формула сильно упрощена. Ее можно использовать, чтобы быстро рассчитать примерное время (5-15 часов разряда) того, сколько будет работать источник. В этом уравнении нет поправок на снижение отдачи энергии батареи во время короткого разряда и увеличение этого же показателя на длительных периодах. Также здесь не учтены коэффициенты, которые позволяют дать максимально точные данные.

Читайте также:
Напольные покрытия из дерева

В случае с простым способом расчёта есть и более совершенная формула:

В ней используются такие обозначения, как:

  1. Т – время, на протяжении которого может работать источник питания, ч.
  2. U – Напряжение АКБ, Вольт.
  3. С – емкость аккумулятора, А*ч.
  4. К – количество используемых батарей для питания.
  5. h – Коэффициент полезного действия, применимый к преобразователю. Его показатели равняются 0.75-0.9, и довольно часто изменяются, так как показатель зависит от нагрузки.
  6. Кр1 – коэффициент задающий глубину разряда источника 0.8-0.9. Рекомендуется использовать меньшее значение (т.е. 80%).
  7. К2 – показатель доступной емкости.
  8. Р – мощность от нагрузки.

Такая формула позволяет посчитать более точное время работы автономного источника питания, но для более длительных разрядов от 60 минут. На непродолжительном разряде полученные данные будут сильно разниться с реальными показателями из-за наличия нелинейной функции разрядов в кислотно-свинцовых батареях.

Расчет по таблицам из спецификаций АКБ

Способ расчета времени работы аккумулятора по таблицам из спецификаций батарей позволяет получить точные результаты. Этот метод выяснения времени, сколько может работать АКБ делится на три этапа.

Вычисление полной мощности аккумулятора, от потребляемой мощности нагрузки на АКБ

В формуле применяются такие обозначения, как:

  • Р1 – мощность, Вт;
  • Соs(φ) – характеристика на коэффициент мощности;
  • К – степень прилагаемой нагрузки ИБП;
  • КПД инвертора.

Например, если взять ИБП мощностью в 120 кВт, который работает при нагрузке в 70%. А коэффициент мощности в 0.8, то получится следующий расчёт:

Именно такая нагрузка и пойдёт на ИБП при питании источника устройства от аккумулятора.

Расчеты нагрузки только на один АКБ

На этом этапе важно перерассчитать нагрузку именно на одну батарею. Потому что обычно в больших источниках бесперебойного питания используются несколько батарей, соединенных последовательно. Количество АКБ может варьироваться до 40 штук.

Формула для вычисления нагрузки на одну батарею при условии, что в цепочке 40 штук выглядит так:

Достаточно просто разделить предыдущий результат на количество элементов в цепи. Также в дата-листах АКБ указывают мощность только на один элемент, которых, как правило, 6 штук в 12В батареях. Из этого следует, что нагрузка примет такое значение:

Где Рэл – это мощность одного элемента.

Просмотр и изучение разрядных таблиц аккумуляторов и последующий подбор подходящего элемента

Базовой характеристикой каждой батареи считается ее энергоподача. Этот показатель указывает на количество выдаваемой мощности АКБ в определенный временной промежуток. В характеристических таблицах ориентиры идут на глубину разряда. Таблицы выглядят следующим образом:

Для примера были взяты две таблицы аккумулятора Дельта из двух серий. В ходе вычисления была выявлена нагрузка в 298Вт. По таблицам видно, что первый источник выдержит нагрузку почти 14 минут, а второй — 16. Очевидно, что выбор лучше делать на второй аккумулятор.

Проведение реальных разрядов

Самые точные показатели дает проверка проведением реальных разрядов. Но эта процедура очень длительная. Также не стоит забывать, что АКБ приобретает максимальную ёмкость только на 10 цикле заряд-разряд.

Заключение

Узнать на сколько хватает аккумулятора для питания той или иной техники достаточно просто. Формулы весьма легкие. Также существуют специальные калькуляторы, в которые достаточно вбить все необходимые данные.

Расчёт ИБП по мощности и времени работы. Расчёт АКБ для ИБП

Каждый владелец частного дома, офиса или предприятия, где есть оборудование со строгими требованиями к электроснабжению и риск прекращения подачи электропитания, рано или поздно осознает, что без ИБП ему просто не обойтись. Подбор ИБП всегда индивидуальный процесс, так как у каждого пользователя свои конкретные требования.

В нашей статье мы постарались сделать простое и понятное руководство для всех, кто самостоятельно подбирает ИБП и аккумуляторные батареи для решения своих задач.

Содержание

  • Особенности подбора ИБП
  • Подбор ИБП по мощности и времени автономной работы
  • 1. Определение суммарной мощности потребителей
  • 2. Выбор типа конструктива ИБП
  • 3. Определение требуемого времени автономной работы ИБП
  • Расчёт аккумуляторных батарей для ИБП
  • 1. Посчитайте количество АБ
  • 2. Выясните отдаваемую мощность каждой ячейки батареи
  • 3. Подберите подходящую модель аккумуляторной батареи
  • 4. Подберите вариант установки АБ
  • Пример подбора аккумуляторных батарей для автономного питания газового котла

    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.

    Читайте также:
    Сетка для маскировки фасадов

    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.

    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).

    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.

    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.

    Читайте также:
    Сауна на пользу здоровью

    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.

    • 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.

    Ознакомиться с полным модельным рядом настенных ИБП «Штиль» для котлов можно, перейдя по ссылке:
    Настенные источники бесперебойного питания «Штиль» для котлов. Модельный ряд.

    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

    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.

    Читайте также:
    Ремонт гаража своими руками с фото и видео - если протекает крыша на стыке плит

    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:

    1. На выходе вы получаете чистый синус, потому как напряжение на выходе инвертора, это уже не то, которое поступило на вход инвертора.
    2. 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:

    1. С внедренными АКБ, без возможности подсоединения доп. аккумуляторов.
    2. С вмонтированными внутрь АКБ и с возможностью подсоединения доп. АКБ.
    3. Без встроенных АКБ, а только с подсоединением доп. батарей.
    4. 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:

    1. Реальной мощности потребления (обычно значительно меньше максимальной мощности блоков питания). Некоторые производители оборудования заявляют ее. Если же нет, подбирается опытным путем.
    2. 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.

    • 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:

    1. Мощность блока питания 750 Вт, а реальное потребление 250 Вт (ЦП — 80 Вт, Видеокарта — 150 Вт, HDD — 10 Вт, материнка + остальное 10 Вт).
    2. 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.
    3. 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.

    Читайте также:
    Сетка для маскировки фасадов

    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

    Расчет времени работы ИБП от аккумулятора (аккумуляторной батареи)

    Расчет средней мощности

    Сначала нужно определить среднюю мощность подключенного к UPS оборудования в ваттах. Нам нужно узнать именно среднее (за время работы UPS от аккумулятора) потребление. Оно может отличаться от максимальной или номинальной мощности, указанной в описаниях оборудования.

    Например, номинальная мощность блока питания компьютера может быть 500 Вт, а реальное потребление 120 Вт (процессор небольшой мощности — 60 Вт, не слишком навороченная матплата с интегрированным видеоадаптером — 50 Вт и небольшой винчестер — 10 Вт).

    Второй пример. Подключенный к UPS холодильник имеет компрессор с электрической мощностью 200 Вт, но включается этот компрессор один раз в 10 минут и работает 2 минуты. В этом случае, среднее потребление будет равно:

    200 Вт / 10 мин. * 2 мин. = 40 Вт

    Если для холодильника указано годовое потребление энергии в киловатт-часах, (например, 270 кВт*час в год), то для расчета средней мощности эту величину нужно разделить на 9:

    P = 270 / 9 = 30 Вт

    Нас интересует средняя активная мощность оборудования, питающегося от UPS, т.е. мощность, выраженная в ваттах (Вт), а не в вольт-амперах (ВА). Если известна только полная мощность (в ВА), то ее нужно умножить на коэффициент от 0.6 до 1.0 в зависимости от характеристик оборудования.

    Расчет суммарной емкости аккумулятора UPS

    Обычно аккумуляторная батарея UPS состоит из нескольких одинаковых герметичных свинцовые кислотных аккумуляторов. В частном случае, такой аккумулятор может быть один.

    Нам нужно найти суммарную емкость аккумуляторной батареи UPS. Для этого умножим общее количество аккумуляторов на емкость одного аккумулятора.

    Например, UPS имеет встроенную аккумуляторную батарею, состоящую из 2-х герметичных свинцовых кислотных аккумуляторов емкостью 17 А*час и напряжением 12 вольт. Кроме того, к UPS подключен один внешний батарейный блок с четырьмя такими же аккумуляторами. Тогда суммарная емкость аккумуляторной батареи UPSбудет равна:

    C = 17 А*час * (2 + 4) = 102 А*час

    Расчет времени работы UPS, ИБП, от аккумулятора (аккумуляторной батареи)

    Теперь мы готовы рассчитать время работы UPS от аккумуляторной батареи:

    T [час] = C [А*час] * V [В] * η / P [Вт],

    где: C — рассчитанная ранее суммарная емкость аккумуляторной батареи UPS в ампер-часах; V — напряжение одного аккумулятора в вольтах; η — КПД инвертора UPS (рекомендуется использовать значение 0.85); P — рассчитанная ранее средняя мощность подключенного к UPS оборудования в ваттах.

    Для рассмотренных примеров (компьютер средней мощностью 120 Вт и UPS с двумя встроенными 12-вольтовыми аккумуляторами на 17 А*час и внешней аккумуляторной батареей из четырех таких же аккумуляторов) имеем:

    T = 102 А*час * 12 В * 0.85 / 120 Вт = 8.67 час = 8 час 40 мин

    Как мы видим, время работы UPS от аккумуляторной батареи не зависит ни от мощности UPS (ИБП), ни от суммарного напряжения его аккумуляторной батареи. Поэтому, для увеличения времени работы UPS от аккумуляторной батареи нужно не выбирать UPS большей мощности, а выбирать UPS (ИБП), у которого больше суммарная емкость аккумуляторов.

    Очень важная поправка

    Приведенная выше формула приближенно верна для больших времен работы UPS от аккумуляторной батареи (более 8-10 часов). При малых временах разряда (больших токах разряда) аккумулятор отдает только часть емкости. Точно эту величину можно узнать из технических характеристик аккумулятора, а приближенно отражено на графике.

    Поэтому, если по приведенной выше формуле получилось время около 6 часов, его нужно уменьшить на 20%. Для 4 часов — уменьшить на 30%, для 2 часов — на 40%, а если в расчете получилось время около 30 минут, его нужно разделить на 2.

    Для точного расчета времени работы UPS от аккумуляторной батареи, нужно использовать точные значения КПД инвертора UPS при данной мощности и разрядные кривые данного типа аккумуляторов.

  • Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: