Как посчитать мощность ибп

Методика расчета ИБП и важные нюансы

Правильный подбор источника бесперебойного питания является неотъемлемым залогом надёжности системы электроснабжения. Параметры ИБП должны быть строго сопоставимы с нагрузкой, которая будет подключена к ИБП. Иначе источник бесперебойного питания не принесёт желаемой пользы, а деньги будут потрачены напрасно.

Как рассчитать бесперебойник? Для этого необходимо учесть ряд параметров, ключевым из которых является мощность. Если вы купите ИБП, обладающий мощностью меньшей в сравнении с нагрузкой, то он просто не будет работать. Чтобы достаточно точно посчитать мощность необходимо вспомнить немного физики.

Коэффициент мощности нагрузки или по-другому Power Factor имеет очень важное значение при расчете мощности бесперебойника. Эта цифра показывает какую долю мощности реально потребляет нагрузка, то есть активная мощность. Если рассматривать нагрузку как идеальное сопротивление, то в этом случае значение коэффициента будет равно единице, что является максимальным значением. Конденсаторы и катушки не являются потребителями мощности, поэтому для них значение коэффициента равно нулю. В оборудовании возможно преобладание как емкостной, так и индуктивной составляющей.

К оборудованию с ёмкостной составляющей относятся компьютеры и серверы. Индуктивная составляющая присутствует в устройствах с электродвигателями, это может быть насос, кондиционер и т. п. Эта информация необходима в том случае, когда ИБП будет защищать оборудование разного типа, так как у первых коэффициент мощности стремится к единице, а у вторых находится в интервале от 0,8 до 0,9. В таком случае необходимо найти средний коэффициент мощности, чтобы получить точный результат.

Как рассчитать мощность ИБП, зная коэффициент мощности нагрузки? Чтобы вычислить мощность необходимо перемножить номинальную мощность ИБП на коэффициент мощности. В результате операции получается число, которое показывает максимальную активную мощность, которую сможет обслуживать источник бесперебойного питания. Например, мощность ИБП составляет 100 кВА, а коэффициент мощности нагрузки равен 0,9. В таком случае активная мощность нагрузки составит 90 кВт. Суммарная мощность нагрузки не должна превышать 90 кВт, а лучше если она будет несколько меньше.

Таких сложностей при расчёте мощности можно избежать, если использовать в качестве показателя выходной мощности бесперебойника. В таком случае расчет источника бесперебойного питания будет выполнен без ошибок. Большая ошибка сопоставлять мощности, выраженные в вольт-амперах и ваттах, так как величины значимо отличаются.

Также следует учитывать то, что потребляемая техникой мощность может быть несколько ниже номинальной. Такое может быть в самых различных случаях. Например, если рассматривать компьютеры, то их мощность в большинстве случаев определяется по мощности блока питания. Но не во всех случаях такой алгоритм расчёта является верным. Так, например, на компьютере может установлен блок питания, имеющий мощность 450 Вт, но суммарная мощность компонентов компьютера всего 120 Вт. Таких особенностей может быть очень много и их нужно учесть, выполняя расчет бесперебойника.

Другая ситуация, которую нужно учесть, чтобы произвести расчет работы ИБП связана с холодильником. Например, он может иметь мощность в 250 Вт, но стоит учитывать, что работает холодильник не постоянно, а только через некоторые промежутки времени. В таком случае необходимо узнать годовое потребление электроэнергии. В расчётах необходимо использовать это значение, делённое на 9. Следует заметить, что мощность нагрузки необходимо считать в ваттах.

На некоторых сайтах можно встретить расчет мощности ИБП онлайн, но они не могут выдать точных данных, потому что не учитывают подобных нюансов. Если же вы всё-таки решитесь воспользоваться подобными сервисами, то в добавок к полученному результату необходимо добавить порядка 20%. Немаловажно задуматься о перспективе роста мощности нагрузки. При росте нагрузки в будущем, лучше сразу приобрести более мощный ИБП. Аналогичная ситуация обстоит с сервисами, которые позволяют произвести расчет времени работы ИБП онлайн.

Расчёт АКБ

Второе, что нужно знать о том, как рассчитать источник бесперебойного питания, это емкость АКБ. Аккумуляторные батареи обеспечивают питание нагрузки при отсутствии питания в магистральной сети.

Если требуется расчет емкости ИБП для заданной мощности и времени работы, то применяется простая формула:

Емкость= 100*время*мощность нагрузки

Время автономной работы выражается в часах, а мощность нагрузки в киловаттах. Обращаем ещё раз внимание, что мощность выражается не в вольтамперах. Например, источник бесперебойного питания защищает компьютер с мощностью 500 Вт (0,5 кВт). Источник бесперебойного питания должен обеспечить время работы равное 2 часам. При таких условиях формула, позволяющая произвести расчет емкости батарей для ИБП приобретает следующий вид:

Таким образом для нагрузки с мощностью 500 Вт для обеспечения работы в течение 8 часов необходима ёмкость аккумуляторов равная 400 Ач. Такой расчет емкости аккумулятора для ИБП применим для АКБ с напряжением 12 В. Кроме того, нужно учесть, что формула пригодна для длительного времени работы от аккумулятора, а именно порядка 9-10 часов. Это обусловлено тем, что зависимость ёмкости аккумулятора от времени заряда не имеет линейный характер на всём протяжении.

Если время работы меньше, то необходимо вводить поправки. Это связано с тем, что при маленьком времени ток разряда большой и аккумулятор отдаёт нагрузке только некоторую часть своей ёмкости. Так, если необходимо время работы в 30 минут, то результат надо поделить на два, для 2 часов уменьшить на 40%, для 4 часов – 30%, для 6 часов – 40%. Чтобы определить точно значение необходимо использовать точное значение КПД инвертора, который установлен на ИБП и сопоставить данные с кривого разряда определённого типа аккумуляторов.

После того, как найдена суммарная ёмкость, необходимо выполнить расчет количества аккумуляторных батарей для ИБП. Чтобы его выполнить нужно суммарную ёмкость разделить на ёмкость одного аккумулятора. В нашем случае суммарная ёмкость составила 400 Ач. Предположим, что ёмкость одного аккумулятора равна 50 Ач. В таком случае нам понадобится 8 таких аккумуляторных батарей.

Время работы

Многих пользователей интересует время работы, которое сможет обеспечить тот или иной бесперебойник. Как рассчитать время работы бесперебойника? Для этого необходимо знать мощность подключенной нагрузки к ИБП, коэффициент полезного действия инвертора и суммарную ёмкость АКБ.

Суммарный расчет аккумуляторных батарей для ИБП производится крайне просто. В большинстве случаев источники бесперебойного питания содержат в себе типовые аккумуляторы. Чтобы выполнить суммарный расчет батарей для ИБП нужно умножить их количество на ёмкость одной аккумуляторной батареи.

Чтобы расчет времени автономной работы ИБП КПД инвертора рекомендовано принимать равным 0,85. Суммарная мощность нагрузки должна быть выражена в ваттах. О том, как её найти мы говорили в начале статьи.

Расчет времени работы ИБП проводится по следующей формуле:

Время=суммарная ёмкость акб*напряжение акб*(КПД инвертора/мощность нагрузки)

Полученное значение является приближённым и может меняться в процессе срока службы источника бесперебойного питания. Расчет времени ИБП является приближённым, так как время зависит от износа АКБ и условий эксплуатации, в основном от температуры воздуха. Так, например, рост температуры на один градус после отметки 40°C снижает ёмкость аккумулятора на 5%, что является очень существенным. Для максимального срока службы рекомендовано понижать нагрузку на бесперебойник на каждые 10 градусов после 25°C на 20%. Или же можно организовать хорошую систему охлаждения и не допускать вообще какого-либо роста температуры, за что источник бесперебойного будет только благодарен.

Если подобные расчёты для вас являются непонятными, то вы можете обратится к специалистам в этой области или же использовать специальный калькулятор – программа расчета ИБП. Однако, в этом случае необходимо использовать проверенный софт, созданный профессионалами, чтобы избежать ошибок и неверного выбора ИБП. Плюсом таких программ является расчет трансформаторов ИБП. При расчёте можно выбрать тип сердечника у трансформатора. При вычислениях учитываются потери, которые возможны в сердечнике и медных проводах.

Возможны случаи, когда нет необходимости в абсолютно точных данных. В таком случае можно воспользоваться специальными таблицами, в которых приведено время автономной работы для различных видов источников бесперебойного питания. Данные таблицы включают в себя время работы в зависимости от ёмкости аккумуляторных батарей и суммарной мощности нагрузки. Таким образом, вы можете сопоставить свои данные с табличными и узнать примерное время.

Зная то, как рассчитать ИБП можно сделать наиболее правильный выбор ИБП. Теперь вы знаете, что время автономной работы зависит не от мощности ИБП или от суммарного напряжения АКБ, а от ёмкости аккумуляторов. Поэтому при выборе ИБП нужно отдавать предпочтение с большей ёмкостью аккумуляторов при соответствии с заданной мощностью. Такой выбор позволит обеспечить максимальную автономность.

Написать письмо

По любому вопросу вы можете воспользоваться данной формой:

Расчет мощности ИБП

Перед Вами встал вопрос, как рассчитать мощность ибп?

Вспомним кое-что из физики

При оценке мощности, потребляемой нагрузкой, следует учитывать полную мощность. Полная мощность (единица измерения ВА – вольт-ампер) – это вся мощность, потребляемая электроприбором. Она складывается из активной (единица измерения “Вт” – Ватт) и реактивной (единица измерения ВАР – вольт-ампер реактивный) составляющих мощности. Потребители электроэнергии зачастую имеют как активную, так и реактивную составляющие.

Активная нагрузка. У этого вида нагрузки вся потребляемая энергия преобразуется в тепло. У целого ряда устройств данная составляющая является основной. К ним относятся, например, электроплиты, осветительные лампы, электрообогреватели, утюги, ТЭНы и т. д.

Реактивные нагрузки. Практически все остальное. Они могут носить индуктивный и емкостной характер. Типичный представитель электроустройства, имеющего индуктивную составляющую нагрузки – электродвигатель. Полная мощность (Р) и активная мощность (Ра) связаны между собой коэффициентом cosФ.

В чем же заключается методика подсчета мощности электропотребителей?

Для того, чтобы сделать оптимальный выбор модели ИБП по критерию необходимой мощности, нужно рассчитать суммарную мощность, потребляемую Вашей нагрузкой. Под нагрузкой, в данном случае, подразумеваются все электроприборы, находящиеся в Вашем доме (офисе, квартире, производственном помещении), подлежащие защите.

Мощность, потребляемую конкретным устройством, лучше всего определить по паспорту или инструкции по эксплуатации на это изделие. Иногда потребляемая мощность и коэффициент cosФ указываются на задней стенке прибора или устройства. Следует учесть, что величина мощности в документах на разные приборы может быть указана либо в ваттах, либо в вольт-амперах. В целях избежания ошибок при расчетах мощности устройств суммируем отдельно по каждой единице измерения в две колонки.

1. перечислим все электропотребители, подлежащие защите;
2. просуммируем их мощности как указывалось выше;
3. приведем полученные результаты к одной единице измерения мощности (лучше в вольт-амперах). Для этого:

если в паспорте указана активная мощность и коэффициент cosФ, то легко пересчитать ее в полную мощность. Для этого активную мощность в “Вт” нужно разделить на cosФ. Например, если на изделии написано, что активная мощность составляет 700 Вт и cosФ = 0,7, то это означает, что потребляемая полная мощность будет равна 700/0,7=1000 ВА. Если cosФ не указан, то для примерного расчета примем его равным 0,7.

Рассчитанную таким образом мощность следует сложить с суммой мощностей по другой колонке (просуммированной в ВА).

Примечание: для электроприборов, имеющих только активную нагрузку, коэффициент cosФ принимаем равным 1.

Следует учесть еще один крайне важный момент – пусковые токи. Любой электродвигатель (компрессор) в момент включения потребляет энергии в несколько раз больше, чем в номинальном режиме. В случае, когда в состав нагрузки входит электродвигатель, (например: погружной насос, холодильник, дрель), его паспортную потребляемую мощность необходимо умножить, как минимум, на 3 (лучше на 5) во избежание перегрузки стабилизатора или ИБП в момент включения устройства. Внесите эти коррективы в Ваши расчеты.

Итак, мощность подсчитана.

Однако учтем еще два момента.

1. В жизни практически не бывает случаев, когда одновременно работает абсолютно вся нагрузка. В самом деле, если Вы встречаете гостей, то вряд ли в это время стирается белье, днем освещение не включается и т. д. На практике существует такое понятие как “коэффициент одновременного включения”. Таким образом, посчитанную величину можно уменьшить (т.е. умножить примерно на коэффициент 0,3-0,5).
2. С другой стороны недопустимо, чтобы источник бесперебойного питания работал в режиме полной загрузки. Для создания “щадящего” режима работы полученную в результате предыдущих расчетов мощность желательно увеличить примерно на 10-15%. Этим Вы увеличиваете срок службы техники, повышаете надежность и создаете себе резерв мощности для подключения нового оборудования.

Искомая цифра найдена. Теперь, основываясь на конкретных примерах, выберем ИБП.

Для облегчения задачи определения мощности можно привести таблицу с примерными данными потребления элетроэнергии бытовой техники.

• Холодильник – до 1 кВт
• Телевизор – 0,08 кВт
• Стиральная машина – 1,5 кВт
• Электрочайник – 2 кВт
• Пылесос – 0,8 кВт
• Утюг – 1 кВт
• Микроволновая печь – 1 кВт
• Освещение (лампы накаливания – 1 шт.) – 0,06 кВт.
• Компьютеры и мониторы:

Мощность потребления современных мониторов CRT

• 15″ 70-100 Вт
• 17″ 90-110 Вт
• 19″ 100-150 Вт
• 22″ 110-180 Вт

Мощность потребления современных мониторов LCD

В данной статье изложены скорее теоретические аспекты проблемы, нежели практические рекомендации. Для перехода к решению конкретных проблем, стоящих перед Вами, рекомендуем перейти к следующим статьям нашего сайта:

Расчёт времени резерва питания нагрузки от ИБП

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

Ответить на вопрос о выборе конфигурации источника бесперебойного питания для обеспечения надёжного 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 ёмкостью 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 ёмкость внешних аккумуляторных батарей.

Простой способ расчета времени резерва бесперебойника

Время резерва питания определяется прежде всего двумя параметрами: мощностью полезной нагрузки и общей ёмкостью 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.

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

Уточненный способ расчёта времени резерва бесперебойника

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

С учётом этих коэффициентов формула расчета принимает следующий вид.

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 ёмкости) находится в диапазоне 0,7—1,0.

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

Готовые таблицы значения времени резерва бесперебойников серии SKAT и TEPLOCOM

Таблица примерного времени резерва TEPLOCOM-300

Необходим один внешний аккумулятор напряжением 12 Вольт

Таблица примерного времени резерва TEPLOCOM-1000

Необходимо два внешних аккумулятора напряжением 12 Вольт

Таблица примерного времени резерва SKAT-UPS 3000 RACK

Необходимо 8 внешних аккумуляторов напряжением 12 Вольт

Линейка ИБП марок SKAT и TEPLOCOM обеспечивает возможность организации надёжного бесперебойного питания потребителей различной ёмкости 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 ёмкость внешних АКБ, уменьшить полезную нагрузку, создать оптимальные условия эксплуатации ИБП и аккумуляторных батарей.

Первый вариант — самый простой, но затратный. Для увеличения ёмкости 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 счёте можно посидеть и при свете фонарика или старой доброй свечи, всё 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 ёмкость АКБ. Для тренировки АКБ необходимо использовать специальное оборудование или имитировать периодически отключение электроэнергии, давая возможность батареям работать.

Как рассчитать мощность источника бесперебойного питания

Автор: Алексей Пархоменко

эксперт категории “Генераторы, электростанции и стабилизаторы”

При нынешних перегруженных стационарных электрических сетях никого не удивишь скачками напряжения. Вполне обычное явление, когда в электросети оно слишком высокое, или, наоборот, низкое. Очень часто случается, что электроэнергию вовсе выключают (авария или профилактика, либо же запланированное отключение).

Подобные казусы чреваты выходом из строя чувствительной электроники, потерей базы данных на компьютере, невозможностью проделать в нужный срок определенную работу. Чтобы электроника и бытовая техника не сломалась от перебоев тока и напряжения, ее подключают к источнику бесперебойного питания.

Если вы хотите реально надежную систему энергоснабжения, то необходимо правильно подобрать источник питания.

В данной статье я предоставлю вам необходимую информацию о правилах выбора. Главное, чтобы параметры устройства подходили под нагрузку техники, к которой оно подключается. Прочитав статью, вы будете знать, что правильный подбор ИБП принесет пользу и поможет сохранить потраченные на него деньги.

Параметры расчета бесперебойника

Самый главный критерий в расчете бесперебойника – мощность. Чтобы ИБП работал, необходимо купить устройство, мощность которого будет немного больше, нежели нагрузка, которую потребляет компьютер, телевизор или любая бытовая техника.

Покупая бесперебойник, следует просчитать для себя и учесть критерии:

• нагрузка, которую потребляет техника;
• время работы устройства;
• вольтаж аккумуляторных батарей.

Расчет источника бесперебойного питания определяется с помощью коэффициента. Он помогает определить долю потребления мощности (имеем в виду мощность активную). При максимальном сопротивлении коэффициент будет иметь максимальное значение – один. Если в устройстве большую часть составляют конденсаторы, катушки, которые вовсе несут никакой нагрузки, коэффициент будет ровняться нолю.

При выборе бесперебойника также необходимо обращать внимание на составляющую каждого вида техники.

Есть два вида составляющих:

1. Емкостный вид (компьютерные устройства);
2. Индуктивный вид (присутствует в агрегатах, работающих на электродвигателях, например, насосы, кондиционеры).

Тип составляющей необходимо учитывать, только если бесперебойное устройство покупается не для одного вида техники и электроники. В идеале для компьютера, посудомоечной машины, холодильника, других видов техники, необходимо покупать разные бесперебойники, поскольку у компьютерной техники данный показатель ровняется единице, в других видах электротехники – 0,8 или 0,9. Но иногда ИБП покупается один для разных устройств. Тогда выбирается бесперебойник со средним значением.

Как рассчитать мощность ИБП

Если знать номинальную мощность и коэффициент потребляемой нагрузки, вычислить мощность бесперебойника очень легко. Номинальная мощность чаще всего указывается в Ватах, тогда расчет проводится легко и без всяких трудностей. Достаточно просто номинальную мощность бесперебойника помножить на коэффициент нагрузки. Таким образом, будет известна максимальная мощность, которую может обслужить бесперебойник. То есть, это означает, что подключать устройство к ИБП можно с мощностью, которая не превышает активной мощности. Например, мощность бесперебойника составляет 100 кВт, коэффициент нагрузки – 0,9В. Если помножить мощность ИБП на коэффициент (100х0,9) получится 90 кВт. Поэтому общая нагрузка подключенного устройства не должна быть больше 90 кВт, лучше всего, если она будет даже немного меньше.

Чтобы не испытывать сложностей при расчете, в качестве первичного критерия можно брать выходную мощность ИБП. Проще будет, если данные будут выражены в Вольтах, а не в Амперах или Ваттах. Разные величины очень сложно сопоставлять, при этом очень легко допустить ошибку.

Какие факты еще нужно учесть при выборе

В ыбирая бесперебойник, важно принимать во внимание тот факт, что в некоторых устройствах энергия, потребляемая техникой, может быть намного ниже номинальной мощности. При выборе бесперебойника для компьютера необходимо обращать внимание на то, какую мощность потребляют все вместе взятые детали компьютера. К ним относится блок питания, экран, мышь, другие составляющие устройства. Очень часто мощность компьютера определяют по его системному блоку. Бывают случаи, когда сам блок питания потребляет 450 и больше Вольт, но, подключив все остальные комплектующие элементы компьютера, получится намного меньшее число, например, 120 Вольт. Поэтому очень важно учесть все нюансы при расчете коэффициента.

Покупая бесперебойник для дома, для кухонной техники, важно заранее знать, сколько времени на день работает устройство. Для примера можно взять холодильник, мощность которого составляет больше 250 Вольт. Время от времени он выключается. Поэтому при расчете коэффициента необходимо брать показатель, сколько холодильник потребляет энергии за один год и поделить это число на девять. Мощность высчитывается в Ваттах.

Есть много сайтов, так называемых, калькуляторов для вычета мощности. Единственный минус таких сайтов – они не учитывают ситуаций, связанных с непостоянством работы техники, разницей между мощностью отдельно взятого системного блока и всех составляющих компьютера и так далее. Высчитывая мощность ИБП на подобных интернет-платформах, необходимо к полученной цифре добавлять двадцать процентов. Если мощность нагрузки постоянно растет, можно сразу купить более мощный бесперебойник.

Расчет аккумуляторных батарей ИБП

Второй критерий при расчете мощности ИБП – емкость его питающих батарей, которые дают энергию разного рода устройствам при отсутствии электроэнергии. Чтобы высчитать емкость бесперебойного устройства, необходимо 100 помножить на время автономной работы (этот показатель выражаем в часах). Затем полученную цифру умножаем на мощность, которую потребляет техника под нагрузкой. Мощность начисляется в Киловаттах.

Для примера можно взять компьютер с показателем мощности в 0,5 кВт, который подсоединен к ИБП. Бесперебойник должен поддержать работу устройства на два часа. Чтобы вычесть емкость батареи бесперебойника, необходимо вычесть следующую формулу:

100х0,5х8=400. Емкость элемента питания в ИБП составляет 400 Ач. Получается, что для компьютера мощностью 500 Вт (0,5 кВт) необходим бесперебойник, емкость батареи которого будет составлять 400 Ач. Такие характеристики подойдут для аккумуляторов мощностью 12 Вольт. Такая формула рассчитана для аккумуляторов, которые обеспечивают работу устройства на 9-10 часов. Если ИБП покупается для менее длительной работы, показатели необходимо уменьшать.

Для работы на полчаса результат делится на два, для двухчасовой работы показатели делятся на 30 процентов от полученного результата, для четырех часов – на 40 процентов и так далее. После вычета емкости батареи, необходимо провести расчет, какое количество батарей необходимо для одного ИБП. Чтобы это узнать, нужно общую емкость поделить на емкость отдельно взятой батареи. Например, емкость одной батареи составляет 50 Ач, а общая емкость – 400 Ач. В таком случае, для одного бесперебойного прибора понадобится восемь одинаковых батарей.

Расчет продолжительности работы ИБП

Чтобы правильно просчитать продолжительность работы бесперебойника, отталкиваемся от трех основных показателей:

• мощность загрузки подсоединенной электроники;
• мощностный коэффициент;
• емкость всех имеющихся элементов питания (аккумуляторов).

Продолжительность работы невозможно вычислить с максимальной точностью, поскольку на него, как и на качество выполнения задания влияет срок службы устройства, срок службы аккумулятора, условия работы, температура воздуха помещения. Чтобы увеличить срок службы бесперебойника, желательно при скачках температуры понижать нагрузку ИБП на десять градусов после того, как температура воздуха помещения превысит 25 градусов.

Для того, чтобы определить мощность ИБП, емкость его батарей, можно воспользоваться советами специалиста, но допускается также применение калькулятора расчета или специальных таблиц, где расписана продолжительность работы любого вида бесперебойника.

Универсальная формула расчета

Формула просчета, учитывающая все вышеизложенные факторы, выглядит так:

tибп = Uакб * Сакб * N * K * Кгр * Кде/ Рнагр
где:
tибп – продолжительность независимой работы ИБП, когда сеть отключена, ч;

Uакб – вольтаж одного аккумулятора, В;

Сакб емкость питающей батареи, Ач;

N – число (сколько есть штук) питающих элементов;

K – преобразующий КПД (h=0,75-0,8);

Кгр – коэфф. возможной глубины разрядки 0,8 –0,9 (80%-90%);

Кде – коэфф. приемлемой емкости (эта цифра определяется величиной двух режимов – температурного и разряда/заряда)

• Режим разрядки длительностью 1 час, tокр=20°С 0,7 (70%);
• Режим разрядки длительностью 2 часа, tокр=20°С 0,85 (85%);
• Режим разрядки длительностью 10 часов, tокр=20°С 1,0(100%);

Рнагр – показатель нагрузочной силы.

Теперь, зная все нюансы, можно смело выбирать ИБП, которое защитит технику от скачков нагрузки и электроэнергии, а также увеличит срок службы устройства.

Расчёт ИБП по мощности и времени работы. Расчёт аккумуляторных батарей для ИБП

ИБП считается неотъемлемым элементом системы электропитания особо ответственных потребителей, например, отопительного оборудования, охранных и противопожарных систем, электронных компонентов «умного дома». Именно это устройство надежно и комплексно защищает нагрузку от перебоев в электроснабжении и некачественного сетевого напряжения.

Каждый владелец частного дома, офиса, предприятия или торгового комплекса, где используется оборудование со строгими требованиями к электроснабжению, рано или поздно осознает, что без ИБП ему просто не обойтись.

Подбор ИБП всегда индивидуальный процесс, так как у каждого пользователя будут свои конкретные требования. В нашей статье мы постарались сделать простое и понятное руководство для всех, кто самостоятельно подбирает ИБП для решения своих задач – расчет ИБП по мощности и времени.

Отметим, что если вы не имеете специального технического образования, то по некоторым вопросам все же лучше дополнительно проконсультироваться со специалистами.

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.

Подбор ИБП по мощности и времени автономной работы

Алгоритм подбора подходящей модели ИБП состоит из описанных ниже этапов.

Алгоритм подбора ИБП

1. Определение суммарной мощности потребителей

Для начала необходимо определить, какие электроприборы вы будете напитывать от ИБП и какая у них потребляемая мощность. При этом важно не забыть о величине пусковых токов нагрузки. Их значение может в несколько раз отличаться от номинального.

Например, у компрессора холодильника мощностью 180-200 Вт пусковые токи доходят до 1 кВт. Циркуляционные насосы для подачи воды при своем запуске кратковременно потребляют в 3-8 раз больше номинальной мощности.

Информацию о величине потребляемой мощности и пусковых токах можно узнать в техпаспорте изделия или у производителя электроприбора. От суммарной мощности потребителей будет зависеть расчет мощности ИБП.

2. Выбор типа конструктива ИБП

Как правило, модели ИБП могут иметь следующие исполнения:

• для настенного размещения;
• для напольной установки;
• для размещения в 19-дюймовые стойки (рэковые);
• для универсального применения (могут устанавливаться напольно или в стойку).

Выбор типа конструктива зависит от того, где вам необходимо разместить устройство, чтобы обеспечить надежное подключение ИБП к сети и нагрузке.

Способы размещения ИБП

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 решение с большим временем автотомии (точное значение зависит от максимального периода пропадания электричества). При этом важно учитывать, что из-за достаточно высокой цены и сложных электрохимических процессов, происходящих в процессе разряда и заряда АБ, длительное время автономии (более 12 часов) не всегда обосновано как с экономической точки зрения, так и в плане ресурса АБ.

4. Выбор конкретной модели ИБП

Зная мощность нагрузки в Вт, необходимо подобрать ИБП по активной выходной мощности, которая должна быть больше примерно на 20%, чем сумма максимальной потребляемой мощности подключаемых электроприборов.

После определения мощности ИБП, необходимо выбрать один их двух вариантов устройств: со встроенными батареями или без встроенных батарей, но с возможностью подключения внешних аккумуляторов. Выбор будет зависеть от определенного ранее значения времени автономной работы:

если 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

Речь пойдет об алгоритме 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

· 12 Вольт – это номинальное напряжение одной батареи.

· Номинальное напряжение АБ указывается в Вольтах, это значение можно найти в технических характеристиках модели ИБП.

Номинальное напряжение внешних батарей

2. Выясните отдаваемую мощность каждой ячейки батареи

Далее необходимо выяснить мощность, которую должна отдать батарея при пропадании сетевого напряжения. Как правило, большинство производителей аккумуляторных батарей в разрядных таблицах указывают мощность, которую способна отдать батарея при пересчете на 2-вольтовую ячейку батареи.

Стандартная 12-вольтовая батарея типа AGM

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 это значение, нам поможет следующая формула:

P ячейки = P нагрузки / N ячеек * КПД инвертора

· 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 получить это значение, 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 имеет 0,86.

3. Подберите подходящую модель аккумуляторной батареи

Когда необходимая мощность ячейки батареи выяснена, можно переходить на сайт производителя АБ и подбирать подходящую модель внешней батареи.

Правда, для этого нам понадобиться еще одно значение – конечная точка 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.

Например, на ИБП от ГК «Штиль» данное значение по умолчанию предустанавливается на заводе и равно 1,75 В/эл-т.

Теперь, зная три основных параметра (время автономной работы, значение отдаваемой мощности ячейки батареи и конечную точку ее разряда) определяется подходящая модель аккумуляторной батареи.

Для этого необходимо использовать таблицы разряда постоянной мощностью батареи при 25 градусах Цельсия (это предельно допустимая температура для ее эффективной эксплуатации). Такие таблицы, как правило, указаны на странице модели самой батареи на сайте производителя.

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 (напольное, настенное или стоечное).

Как правило, батареи размещаются в специальных устройствах, которые обладают необходимой системой защиты. Например, бывают:

• 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 ИБП и аккумуляторных батарей для питания газового котла

Необходимо обеспечить бесперебойное питание газового котла и циркуляционного насоса, установленных в частном доме.

У нас имеются следующие исходные данные:

• максимальная потребляемая мощность нагрузки составляет 600 Вт (P нагрузки = 600 Вт).
• требуется 3 часа для автономной работы электроприборов (Т автономии = 3 часа).
• предполагается разместить ИБП на стене рядом с газовым котлом.

Для решения нашей задачи рассмотрим, к примеру, настенную модель ИБП SW1000L с выходной мощностью 900 Вт.

Выбор ИБП по мощности

Расчет аккумуляторных батарей для ИБП будет происходить в описанной ниже последовательности.

Рассчитаем необходимое количество внешних АБ (у данной модели номинальное напряжение внешних АБ составляет 36 В):

Номинальное напряжение внешних батарей выбранного ИБП

N батарей = 36 В / 12 В.

Таким образом, расчет АКБ для ИБП модели SW1000L показал, что потребуется 3 аккумуляторные батареи.

Выясним отдаваемую мощность каждой ячейки батареи (у данной модели КПД инвертора при работе от батарей составляет 86%):

P ячейки = 600 / 18 * 0,86. Необходимая мощность ячейки аккумуляторной батареи составляет 38,7 Вт.

Подбирем необходимую модель АБ, зная необходимые параметры:

• время автономной работы – 3 часа;
• конечную точку разряда ячейки батареи – 1,75 В/эл-т;
• необходимую 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 являются оптимальным вариантом.

Таблица разряда выбранной 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 нам потребуется:

• ИБП SW1000L с выходной мощностью 900 Вт;
• три аккумуляторных батареи Delta DTM 1290 L 90 Ач;
• батарейный стеллаж BS-01.