Меню

Как рассчитать мощность бесперебойные источники питания

Расчет мощности ИБП

ИБП для газовых котлов

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

  • 15″ — 25-45 Вт
  • 17″ — 35-50 Вт
  • 19″ — 40-60 Вт

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:

Источник



Как рассчитать ИБП для компьютера и других устройств

В продолжение нашей предыдущей статьи с базовыми понятиями об источниках бесперебойного питания мы решили немного углубиться в эту тему и подробнее рассказать о том, как подобрать ИБП по мощности и времени работы.

Основные параметры

Как рассчитать ИБП

Итак, основными параметрами в данном случае можно считать:

  • Мощность ИБП, то есть, предельно допустимую нагрузку на него.
  • Емкость установленной АКБ.
  • Время автономной работы. Эта величина напрямую зависит от нагрузки и емкости аккумулятора. Соответственно, чем больше устройств будет подключено к источнику, тем меньше времени он сможет их питать, при этом батарея большей емкости позволит работать тому же количеству устройств дольше.

Как можно заметить, все три характеристики тесно связаны, и при выборе конкретной модели UPS следует учитывать не одну из них, а все одновременно.

Для чего необходимы расчеты?

Вопрос как рассчитать ИБП может возникнуть в двух ситуациях:

  • Когда критичной оказывается нагрузка, но при этом длительное время работы не требуется. Самый простой пример – работа домашнего компьютера. В этом случае важно, чтобы бесперебойник «выдержал» (не отключился от чрезмерной нагрузки) переключение с питания от сети на АКБ и позволил, например, просто сохранить результаты работы и выключить ПК.
  • Когда время работы играет важную роль. Например, в случае, когда от работы ИБП зависит функционирование критически важных приборов: серверов, медицинского оборудования, отопительных котлов.

Соответственно, в первом случае расчеты будут несколько проще, поскольку важно лишь определить предельно допустимую мощность.

Расчет ИБП по мощности

Как подобрать ИБП для компьютера

Непосредственно расчет мощности производится по следующему плану:

  1. Определить перечень устройств, которые будут подключены к UPS.
  2. Вычислить суммарное потребление всех устройств.
  3. Определить наличие нагрузки пусковыми токами. Она присутствует у устройств с мощными электродвигателями, например, у насосов, кондиционеров, холодильников и превышает номинальное потребление в несколько раз. К примеру, пусковой ток кондиционера выше в 4-5 раз, а у холодильника – в 5-8. Номинальное потребление каждого такого устройства нужно рассчитывать с учетом нагрузки пусковым током, которая может попросту «перегрузить» ИБП.
  4. Уточнить, не будет ли наблюдаться рост нагрузки во время работы.

К общему плану расчетов стоит также сделать 3 уточнения:

  1. Мощность источников бесперебойного питания может указываться как в виде активной (в Вт), так и полной (в ВА). Соответственно, при необходимости номинальную нагрузку подключенного устройства можно рассчитать как произведение потребляемого им тока (нагрузки, А) на напряжение в сети (220 В).
  2. Номинальная нагрузка должна равняться примерно 80% мощности ИБП, чтобы долгая работа не приводила к его перегрузке.
  3. Качественные UPS способны в течение недолгого времени работать при перегрузке – этот параметр называется перегрузочной способностью и указывается в процентах. Например, в характеристиках конкретной модели может быть указано: «перегрузочная способность – 10 минут при нагрузке в 125%». После указанного времени устройство отключается для предотвращения перегрева и повреждения. Иногда ИБП допускает перегрузку до 150% на доли секунд, что при определенном запасе может нивелировать нагрузку пусковыми токами.

В итоге формула расчета будет выглядеть следующим образом:

[мощность ИБП] >= ([мощность устройства 1] + … + [мощность устройства n]) * 1,2

Для примера рассмотрим, как подобрать ИБП для компьютера:

  • потребление системного блока – 350 Вт,
  • потребление ЖК монитора с диагональю 24” – 20 Вт,
  • потребление компьютерных колонок – 10 Вт,
  • потребление принтера в момент печати – 12 Вт.

В теории, для питания всей системы будет достаточно бесперебойника мощностью = (350+20+10+12)*1,2 = 470,4 Вт. На практике, модели такой мощности найти не удастся, поэтому ближайшим устройством, соответствующим потребностям, будет ИБП на 500 Вт.

Расчет времени работы ИБП

Как подобрать ИБП по мощности

Время работы от UPS, как уже было указано выше, зависит не только от потребления, но и от емкости установленной в нем АКБ. Она указывается в списке характеристик и непосредственно на аккумуляторе.

Здесь расчет еще проще, чем в случае с мощностью:

[время работы] = [емкость АКБ] * [напряжение АКБ] * (0,85 / [активная мощность нагрузки])

0,85 в формуле – это средний КПД бесперебойника.

Итоговое значение по понятным причинам является приблизительным и зависит не только от динамического изменения нагрузки (на нее, если брать в качестве примера обычный домашний ПК, влияет изменение громкости колонок, активность принтера и даже нагрузка на центральный процессор), но и износа самого аккумулятора и его температура.

В заключение

Как рассчитать ИБП мы достаточно подробно рассказали, но в качестве заключения стоит уделить внимание еще одному важному моменту. Дело в том, что ИБП, особенно доступные бытовые модели, не стоит рассматривать как основной источник питания при необходимости в большой автономности.

Говоря простым языком – это не лучший выбор, например, для его многочасового использования в загородном доме, где случаются продолжительные перебои с электроэнергией. В этом случае потребуется модель с внешними аккумуляторами. Компактного же бесперебойника с одной встроенной батареей, в лучшем случае, хватит на 10-15 минут работы. Впрочем, это не означает его абсолютную бесполезность. Во-первых, он позволит безопасно отключить компьютер, а, во-вторых, возьмет на себя функции сетевого фильтра в период питания от электросети, который, к примеру, защитит дорогостоящее оборудование от перепадов напряжения или грозы.

Источник

Читайте также:  Как увеличить мощность двигателя заз