Как выбрать источник бесперебойного питания для дома и дачи

Оглавление статьи: Как выбрать источник бесперебойного питания для дома и дачи
Содержание

Всем хорош свой отдельный дом, загородный коттедж, или дача. Но, кроме возможностей и свободы, предоставляемой подобным жилищем, на владельца падают и все проблемы по поддержанию уюта в нем. Сюда относится не только покраска стен, окон и дверей, или внутренняя обстановка, но и обеспечение дома водой, теплом и электроэнергией. Причем два первых признака быта часто зависят от доступности третьего.

Частый случай организации ввода электроэнергии от столба

Конечно, в большинстве случаев, к жилью уже подведена одно-, или трехфазная, линия питания 220В. Или же есть возможность смонтировать бензиновый, ветряной или солнечный генератор. Но во всех случаях снабжения дома электричеством, оно может прерваться. Для стационарных сетей обслуживания электроэнергией причиной становиться удаленность их от центральных узлов распределения и частые аварии. Ветряные и солнечные зависят от погоды. В штиль, или на пасмурный день — они бесполезны. Бензиновый генератор требуется вовремя заправлять, да бывает он и ломается. В общем, для загородного дома, дачи, или жилья в частном секторе велик риск остаться без электричества. Соответственно, кроме потери питания у второстепенной бытовой техники, отключаться котлы отопления, холодильники, водяные насосы. Все перечисленное может стать критичным в некоторые моменты времени.

Дом зимой

Решение проблемы есть, имя ему источник бесперебойного питания для дома и дачи. Устройство, наподобие используемого для компьютеров, которое при отсечке внешнего тока, продолжает его поддержку у подключенных устройств, за счет внутренних резервов, запасенных аккумулятором. Только в отношении жилья, мощность подобного аппарата должна быть намного выше, чем у его вариантов питающих маломощных потребителей.

Виды ИБП

Различий в видах источников бесперебойного питания для дома не много. Тем не менее, каждая из характеристик важна, вне зависимости от того выполняется ли система ИБП собственноручно, или приобретается в уже готовом виде.

По мощности

Изначально, конечному потребителю источника бесперебойного питания требуется вычислить суммарную мощность всех клиентских устройств, для которых нужна энергонезависимая поддержка. Кроме бытовых мелочей, наподобие ламп накаливания, телевизора, или компьютера сюда входят и мощные агрегаты, которые потребляют большое количество тока. К последним причисляют холодильные установки, тэны горячей воды, насосы ее подачи, плиты приготовления пищи, отопление. Последний случай остается актуальным даже для газовых котлов — обмен теплоносителя происходит за счет помпы, которая питается электричеством.

полностью электрическое отопление

Характеристика обычно указывается на клиентских устройствах в киловатт×часах (kWh). Просуммировав все значения потребителей, и добавив к результату 30% (резерв), получают номинал — порог мощности ИБП. Для самодельных бесперебойных комплексов — результат должен быть меньше выхода инвертора (преобразователя), а для промышленных — ниже указанного документацией. В противном случае возможен выход поддерживающей системы из строя, или ее автоматическая блокировка. Если ИБП получается мощнее — хорошо, будет запас по расширению питания и подключению дополнительных устройств.

Есть нюанс в обозначениях. На иностранной технике вместо киловатт часов может быть указан расход в ампер часах (Ah/mAh). Для преобразования одних единиц в другие используют следующую формулу:

Формула преобразования ампер часов в ватт часы

Где, QмА×ч соответственно миллиампер часы потребителя (обозначаются, как mAh), Uв напряжение сети питания — 220 В для бытовых устройств, Eв×ч результат в ватт часах. При делении его на тысячу получают киловатт-часы. Формулу можно и упростить, если вместо мАч использовать полноформатные ампер часы (Ah). EкВт=QАч×0.22 — итог будет сразу в киловаттах.

Для энергетики жилого дома, в расчет суммируется максимальная нагрузка линии каждого устройства. К примеру: EкВч = (5)отопление + (3)тэн + (4)плита + (1)холодильник + (0.150)телевизор + (2×0.1)свет = 13.350+30% = 17.355 = ~17 кВт. Для приведенного варианта затрат, инвертор должен быть способен единовременно выдавать минимум 17 киловатт энергии.

Приблизительная таблица потребления по бытовым устройствам:

Наименование Мощность (кВт×ч)
Электрическая плита на две конфорки. 1.5–3
Холодильник 1
Лампа накаливания 0.1
Экономная лампа накаливания 0.01–0.05
Водонагревательный тэн 1–2
Электрическое стационарное отопление 1 на каждый тэн
Мобильные комнатные обогреватели 0.5–3
Телевизор 0.08–0.15
Компьютер 0.15
Электрочайник или микроволновка 1–2

По емкости аккумулятора

Вторая характеристика, требующая внимания — время поддержки, которое зависит от емкости аккумулятора. Последнее указывается в ампер×часах (Ah) на его корпусе. Многие модели промышленных ИБП позволяют использовать аккумуляторы разного объема. Для самодельных, последнее подразумевается по умолчанию. В тех случаях, когда требуемую емкость набрать единой батареей невозможно, объединяют несколько аккумуляторов одинакового вольтажа параллельно между собой.

Параллельное соединение

Расчет необходимой емкости выполняется в ампер часах. Причем нужно помнить, что мощные потребители, наподобие тэнов, холодильников, или отопления, не работают непрерывно все время. У них есть пауза, когда они практически не потребляют энергии, и находятся в режиме ожидания изменения температуры теплоносителя или воды. Опять же. Потребители наподобие плиты, чайника, компьютера или телевизора не функционируют в режиме 24/7, они включаются периодически. То есть, реальная нагрузка на момент времени всегда ниже, чем сумма ватт всех устройств.

Основа формулы — желаемый период поддержки. Требуемая емкость аккумулятора вычисляется следующим образом:

Формула емкости аккумулятора

Где P — потребление в ваттах, t — время, V — вольтаж батареи, k — коэффициент заряда аккумулятора, при котором он отдает энергию. Обычно последний берется за 0.7.

По типу аккумулятора

Значение имеет и химический состав батареи. Всего, распространение получили три их вида, каждая со своими плюсами и минусами:

  • С маркировкой Pb или PbH — свинцово кислотные аккумуляторы. Наиболее распространенный тип, со сбалансированной ценой, емкостью на килограмм массы и сроком службы до 500 перезарядок. Есть слабовыраженный «эффект памяти». Чувствителен к скачкам температуры, высок риск выхода из строя при перезаряде.Свинцово-кислотные аккумуляторы
  • NiCd — никель-кадмиевые батареи. Можно хранить разряженными. До 900 циклов разряда/наполнения.  Цена выше, чем у Pb аккумуляторов. Редко используются по экологическим соображениям. Обладают сильным «эффектом памяти». Малоприменимые в ИБП из-за требований постоянной глубокой разрядки и полного насыщения, во избежание потери емкости.
  • Li-Ion. Большое семейство литий-ионных устройств хранения. Цена, по сравнению с прочими, наиболее высока. Количество циклов перезарядки — 600. Широк диапазон рабочих температур. Не требуют обслуживания. Низкий саморазряд. Отсутствует «эффект памяти».

По фазам

Мощные источники бесперебойного питания бывают одно- и трехфазными. Подразумевается ввод устройства и его выход. Некоторые модели, для удешевления, при переходе в режим энергоснабжения от аккумулятора, переключают все три выхода фаз на единый канал, идущий от батареи. Последнее может быть критично для многофазных электрических двигателей, используемых в насосах. Они работать с таким питанием не будут.

Трехфазный ввод в дом

В домах, потребляющих до 10 кВт, предпочтительна однофазная линия. При расходе свыше — трех.

По типу самого ИБП

Существует три вида источников бесперебойного питания:

  • Резервные. По сути, в составе УБП аккумулятор, контроллер его заряда, инвертор и реле. Поступление энергии из вне есть — исходящая линия соединена с выходом. Если нет, или характеристики тока ниже определенных значений, — автомат переключается на аккумулятор. Минус такой системы — относительно долгая реакция и отсутствие защиты от помех сети 220 В. Последнее, особенно важно в отношении загородных энергетических линий, где подобная проблема — не редкость. Плюс ИБП такого плана — самая низкая цена.
  • Стабилизирующие. Здесь, в отличие от резервных, добавлен выравнивающий трансформатор на исходящую линию, убирающий из нее скачки тока и напряжения, приводя номиналы в соответствие к стандартам.Панель UPS с выравнивающим трансформатором
  • On-Line. ИПБ двойного преобразования. Встроенный в него блок питания, конвертирует характеристики напряжения в соответствие номиналу аккумулятора. Далее, часть тока идет на зарядку батареи, больший остаток инвертором преобразуется в 220 В. Если внешнее поступление энергии прекращается, происходит полное переключение на питание от аккумулятора. Это наиболее дорогие и надежные аппараты, с максимальной защитой оборудования на выходе.

Самодельные варианты

В частных и загородных домах, хозяева предпочитают устанавливать самодельные варианты источников бесперебойного питания. Они выходят дешевле и допускают больше возможностей расширения, чем заводские. Тем более, что компоненты подобных систем доступны в продаже раздельно. Основной минус — в сложности диагностики возникающих проблем.

Для самодельной конструкции, в любом случае, потребуются — инвертор 12 В постоянного тока в 220 В переменного, аккумулятор, контроллер заряда батареи, два двухпозиционных реле и преобразующий блок питания. Последний, в случае on-line ИБП, обязан выдерживать всю требуемую нагрузку исходящей линии по ваттам.

Смонтированный источник бесперебойного питания дома

Рассмотрим только системы до 15 кВт, по причине относительно низких требований к их безопасности. Трехфазное питание лучше монтировать заводским оборудованием.

Off-Line

Схема элементарна. При наличии внешнего тока, он не ограничивается в движении и идет на выход к потребителю через реле. Управляет переключающим модулем преобразованное напряжение 12 В. В случае потери энергии на входе, линия перебрасывается на инвертор, который и поддерживает питание нагрузки за счет запасенного заряда батареи.

Блок схема простого ИБП

On-Line

Источники бесперебойного питания настоящего типа не сложнее по реализации, только требования к БП выше. Все, что идет от него и до инвертора — соединения постоянного тока 12 В. Всплески на городской линии питания сглаживаются за счет двойного преобразования.

Схема online ИБП

Выпускаемые промышленностью ИБП

Выбор моделей промышленных источников бесперебойного питания загородного дома, или дачи, очень широк. Здесь будет представлен только ТОП-4 популярных, по каждому из видов — на три фазы и одну.

Наименование Тип Мощность (кВт) Цена
Однофазные, до 10 кВт
Энергия Pro 5000 резервный 3.5 73000
Дом-PV -//- 3.5–4.8 77760
Hiden Control HPS30-5048 -//- 5 54700
Vertiv GXT5-3000IRT2UXLE on-line 3 56426
Трехфазные, от 10 кВт
Eaton 93E 13500ВА резервный 13.5 639323
Импульс Триатлон 1000 TR10501 -//- 900 7751195
DKC / ДКС TRIOTT20A60, с встроенной батареей на 60 мин. работы -//- 20 1 188 478
N-Power Pro-Vision Black M30000 3/3 P on-line 27 548130

Однофазные ИБП

Трехфазные ИБП

В итоге

Организовать бесперебойное питание частного дома, загородного коттеджа, или дачи несложно, выбрав одну из заводских моделей мощных ИБП. Вариантом, доступно конструирование подобной системы своими руками. Все необходимые элементы находятся в свободной продаже — аккумуляторы, инверторы, блоки питания и переключающие модули. Сборка не составит сложности, даже людям слабо знакомым с электротехникой.

Видео по теме

Комментарии (1)
Андрей Алексеевич 25.03.2021 / 10:09 0

Спасибо за ценную информацию, очень интересно и познавательно

Ответить
Добавить комментарий Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector