Резервное электричество для дома

1. Выбор аккумуляторной батареи
2. Расчет времени работы источника бесперебойного питания
3. Монтаж ИБП
4. Подключение батарей
5. Подключение ИБП
6. Удаленный контроль через приложение

Наша компания занимается подбором и установкой Источников Бесперебойного Питания в Подольске для Ваших нужд. Обращайтесь за бесплатной консультацией по выбору ИБП.

Состоит из двух блоков - электронное устройство, обеспечивающее заряд аккумуляторов, стабильность выходного напряжения, преобразование 12В-220В и набора аккумуляторных батарей.

ИБП должен обеспечить подачу напряжения потребителю при отсутствии городского напряжения.

Хороший ИБП должен обладать следующим функционалом:

• -При отсутствии сетевого напряжения, быстро переключаться на аккумуляторы
• -Обеспечивать стабильность выходного напряжения, близкого к 220 Вольт
• -Поддерживать разные типы батарей и обеспечивать их полноценный заряд

Прежде чем купить бесперебойник мы исследовали предложения на рынке Источников резервного питания, нашей компанией была выбрана линейка производителей "Сибконтакт".

Компания производит широкий спектр электронного оборудования для бытовых нужд и промышленности. В частном доме мы установили ИБП МИ302.

Краткие характеристики:

• -Максимальная мощность 3300 Вт
• -Время переключения «СЕТЬ-РЕЗЕРВ» - 20мс
• -Ток заряда АКБ 60 А
• -Форма выходного напряжения -синусоидальная
• -Номинальное напряжение аккумуляторной батареи 24В

Важно правильно подобрать комплект аккумуляторных батарей. К нашему ИБП можно подсоединять батареи напряжением 24 Вольта. Обычно стандартное напряжение на выходах мощных аккумуляторов равно 12 Вольт.

Параметры, характеризующие аккумуляторные батареи:

• -Напряжение

  Обычно равно 12 Вольтам

• -Емкость

  Измеряется в Ампер/часах. Показывает, какой ток может выдать аккумуляторная батарея, до ее полного разряда. Например, батарея емкостью 60 А/h может разрядится током 60 А за один час, или током 12А за пять часов.

Как правильно выбрать аккумуляторную батарею

Для правильного расчета аккумуляторных батарей нужно вспомнить некоторые уроки из школьного курса физики и начальной математики. И, конечно, вспомнить слова родителей, о необходимости хорошей учебы в средней школе.

Напоминаю:

Существует параллельное и последовательное соединение аккумуляторов.

Например, если мы соединим последовательно два аккумулятора емкостью 100A/h и напряжением 12 Вольт, то получим как бы одну батарею напряжением 24 Вольта и емкостью, по прежнему 100 A/h.

При параллельном соединении напряжение комплекта остается прежним, а емкости суммируются.

Например, если мы соединим параллельно две батареи емкостью 100A/h и напряжением 12В, мы получим как бы одну батарею, с напряжением 12В и емкостью 200A/h.

То есть, если нужно увеличить емкость батарей, их нужно собирать параллельно. В этом случае увеличивается время работы ИБП без городского электричества.

Увеличение напряжения батарей достигается последовательным соединением батарей. Это нужно для обеспечения рабочего напряжения ИБП.

К примеру, выбранный нами источник бесперебойного питания МИ302 работает с входным напряжением 24 Вольта. Мы подключили к нему 4 двенадцативольтовые батареи, каждая по 200 A/h. Аккумуляторы соединили попарно: две батареи с последовательным соединением подключили параллельно к двум, последовательно соединенным батареям.

В итоге наш набор из четырех батарей выдает напряжение 24 Вольта и емкость 400 A/h.

При выборе типа аккумуляторных батарей остановились на DTM 12200 L Delta.

1. Аккумулятор Delta DTM 12200 L - Герметизированные необслуживаемые свинцово-кислотные аккумуляторы DELTA серии DTM L изготавливаются по технологии AGM (электролит, абсорбированный в стекловолоконном сепараторе) и оснащены VRLA клапанами.

   Серия DTM L относится к линейке Long Life со сроком службы до 12 лет. Благодаря широкому ассортименту и высоким эксплуатационным характеристикам, рекомендованы для применения в различных системах бесперебойного питания, в том числе требовательных электрических приборов (погружных и циркуляционных насосов и котлов систем отопления), аварийного энергоснабжения, прочих электрических устройствах.

   Источник информации - официальный сайт компании

Весит такой "кирпичик" 65 килограмм.

Расчет времени работы источника бесперебойного питания

Бесперебойник для дома приобретается для резервного электроснабжения бытовых потребителей при отключении электричества со стороны "города".

Перед покупкой важно понять, какие нагрузки вы хотите подключать. От этого зависит мощность приобретаемого устройства и количество батарей.

Обычно аккумуляторную установку приобретают для стабильной работы газового котла, бесперебойного отопления при отключении электроэнергии.

Добавим сюда холодильник и освещение в доме, получаем суммарную мощность, которую определяем из таблицы выше:

Газовый котел+холодильник+освещение=0,3+0,3+0,15=0,75 КВт или 750 Ватт.

Округлим эту величину в большую сторону для создания резерва, на всякий случай. Итого получим 1 КВт.

Это необходимый минимум для комфортного времяпровождения при отключениях света.

Далее необходимо понять на какое время нужна работа от батарей. Допустим, бывают продолжительные отключения света ,например на сутки. Остановимся на 24 часах.

То есть нам необходимо ,чтобы в течении суток можно было спокойно пользоваться освещением, находиться в тепле и пользоваться холодильником. Далее углубимся в элементарную математику.

ИБП преобразовывает 24 вольта постоянного тока в переменный 220 Вольт. Разница между током на входе ИБП со стороны аккумуляторов и током на выходе, к которому подключается нагрузка будет равна 220/24. Примерно ток на входе и выходе будет различаться в девять раз.

Наша нагрузка мощностью 1 КВт потребляет ток равный 1000/220=4,5 Ампера. 220 здесь это напряжение, обычная стандартная величина напряжения в розетках. Соответственно ток со стороны аккумуляторов будет в девять раз больше и равен 9 Х 4,5=40,5 Ампера. Довольно большой ток.

По его величине можно представить, какой большой запас электроэнергии должен быть в аккумуляторных батареях для непрерывной работы системы в течении суток.

Допустим, у нас батарея емкостью 100 А/часов. Делим эту емкость на рассчитанный ток 40,5 Ампера и получаем 2,46 часа (около двух с половиной часов). То есть, с батареей емкостью 100А/часов наша система мощностью 1КВт будет работать два с половиной часа. Из этого примера видно, что такой батареи недостаточно.

Возьмем тот комплект, который мы рекомендуем к установке и о котором написано выше. Это комплект из четырех батарей общей емкостью 400 Ампер часов. Соответственно такой комплект аккумуляторных батарей обеспечит непрерывную работу нагрузки мощностью 1 КВт по времени в четыре раза больше, чем батарея емкостью 100 Ампер часов, а именно 10 часов.

Несмотря на солидный комплект батарей мы все равно не дотянули до требуемых параметров по непрерывной работе наших мощностей в течение суток. Есть один нюанс.

Все наши потребители - холодильник, освещение ,газовый котел не работают сутки непрерывно. Котел греет полчаса ,полчаса отключается.

Холодильник работает примерно так же, или даже меньше.

Освещение нужно только в темное время суток, возьмем самое продолжительное темное зимнее время -12 часов.

При расчете мощностей электроустановок, а частный дом с электроприборами внутри является электроустановкой ,применяется коэффициент одновременности. Он колеблется от 0,9 до 0,3. Возьмем средний коэффициент - 0,5.

То есть одновременно в час потребляется электричества 1 КВт х 0,5 = 0,5 КВт или 500 Вт. Потребляемая мощность уменьшается вдвое ,соответственно вдвое увеличивается время работы от Источника Бесперебойного питания. Увеличится до с 10 до 20 часов.

Это время можно смело увеличить на 50% так как реально котел может работать и 15 минут в час ,все зависит от теплопотерь в доме.

Хороший холодильник тоже не работает по полчаса каждый час, а где-то так же, по 15 минут. В реальности комлект ИБП с батареями емкостью 400 Ампер часов проработает с нагрузкой 1 КВт около 30 часов.

С учетом коэффициента одновременности и коэффициента использования каждого электроприбора.

Монтаж источника бесперебойного питания

Начинаем монтаж со сборки стеллажа.

Стеллаж необходим для установки на его полки аккумуляторных батарей.

Батареи размещаются на двух нижних полках, по две на каждой.

На верхней площадке устанавливается ИБП МИ302.

Стеллаж довольно крепок, выполнен из металла. Для его сборки нужен ключ на десять и немного смекалки, так как схема сборки не всегда прилагается.

Сборка занимает около часа.

После сборки стеллаж устанавливается на нужное место и размещаем на нем батареи и ИБП.

Подключение аккумуляторных батарей

Батареи установлены на стеллаж, по две на каждую полку.

В комплекте с батареями поставляется набор силовых перемычек.

Силовые перемычки нужно установить таким образом, чтобы на нижней и верхней полке две батареи были соединены последовательно, а полки между собой соединены параллельно.

Таким образом мы собираем из батарей напряжением 12 Вольт и емкостью 200 Ампер часов аккумуляторную установку напряжением 24 Вольта и емкостью 400 Ампер часов.

Между батареями используются короткие перемычки, между этажами стеллажа - длинные.

Еще один комплект из двух самых длинных перемычек нужен для подключения к ИБП

Подключение Источника Бесперебойного Питания

Источник Бесперебойного Питания устанавливается на верхней полке стеллажа.

К нему подключается три линии :

• Трехпроводная линия питания 220 вольт с заземлением
• Отходящая линия с выхода ИБП
• Два силовых провода от аккумуляторов
Трехпроводная линия питания и отходящий двухжильный кабель прокладываются от центрального электрощита дома.

Для силовой линии достаточно сечения провода 2,5 мм2. Для отходящей линии нужен провод сечением 4мм2.

Сечения даны для длин провода не более 20 метров.

В электрощите установку можно подключить двумя способами.

В первом случае ставится автомат защиты на входе ИБП, рекомендуем 16 Амперный однополюсный автомат. Фазный кабель с выхода ИБП подключается соответственно к автоматам холодильника, котла и освещения. Ноль с выхода подключается к общей нулевой шине или, если нагрузки подключены через УЗО, к нулевой шине после УЗО.

Второй способ применяется в том случае ,когда весь дом питается через ИБП. В этом случае необходимо установить реверсивную пару контакторов. Один контактор будет работать при наличии городского напряжения, второй включится при пропадании городского напряжения и переходе питания дома от ИБП.

Стоимость Источника Бесперебойного Питания

• Стеллаж
• Электронный блок
• Батареи

• Батарея Delta DTM 12200 L стоит 37 900 рублей
• ИБП ИБП МИ302 стоит 83 600 рублей
• Стеллаж взят с другого сайта, его стоимость - около 8 000 рублей

Стоимость подключения ИБП

Простая сборка ИБП около главного электрощита в доме - 20 000 рублей.

Сборка ИБП около главного электрощита в доме с мвозможностью подключения через него всего дома - 30 000 рублей.

В этом случае собирается щит управления с двумя контакторами, или, если в главном щите есть место, то контакторы устанавливаются в нем.

Мы используем два контактора ПМЛ - 4500 - 63А - 220АС. Их стоимость 8600 рублей.

Сборка и подключение ИБП закончены.

Подключение удаленного контроля через интернет

Всем хорош ИБП МИ3024 от Сибконтакт. Держит большую емкость батарей, надежно и быстро переключается на резерв.

Но есть и один недостаток - производители не предусмотрели удаленный контроль ИБП через сеть интернет с помощью мобильного приложения.

Так как в современном мире, где человек не расстается с телефоном ,буквально на каждое желание человека есть мобильное приложение ,то нам показалось странной эта недоработка.

Пришлось дорабатывать источник бесперебойного питания, или, вернее будет сказано - доукомплектовывать.

Использовали плату "интернет реле" - Сетевой контроллер управления Laurent-2 .

Сетевой модуль имеет богатый набор функций, но нас интересуют только три из них:

Контроль температуры, аналого- цифровой преобразователь, счетчик импульсов.

АЦП позволяет удаленно контролировать величину напряжения до 16В постоянного напряжения. Подключив этот вход к одной АКБ можно удаленно, через приложение видеть как изменяется напряжение аккумулятора.

Счетчик импульсов нужен для понимания состояния ИБП, работает ли он на батареях, либо транслирует городское напряжение на потребителя.

Датчик температуры взят для удаленного контроля температуры в помещении котельной.

К сожалению к этой плате нельзя подключить датчик тока, такой функционал имеет более старшая модель. Можно использовать второй канал АЦП, позволяющий контролировать напряжение до 6В, но отображаемые данные будут относительны.

Итак, для функционирования интернет модуля Laurent-2 необходимо проводное подключение к сети. Для этого от домашнего роутера необходимо проложить интернет кабель и подсоединить к модулю.

Сам блок модуля мы расположили сверху ИБП. К соответствующим клеммам подключили вывод АКБ, датчик температуры. ИБП МИ3024 имеет контакты состояния, сигнализирующие о режиме его работы. К ним подключен счетчик импульсов модуля.

На фото можно увидеть основное меню интернет модуля, диаграммы напряжения батареи, температуры и состояние счетчика импульсов. Приложение строит суточные графики данных.

Нужно немного доработать визуализацию состояния ИБП через счетчик импульсов. Мы предполагали, что подача напряжения на этот вход реле будет сигнализировать о состоянии прибора, работает он от АКБ или от городского напряжения. Но этот вход оказался счетчиком импульсов.

Но Laurent-2 имеет богатый функционал удаленных команд. Нужно лишь перенастроить его так, чтобы при поступлении напряжения на вход счетчика импульсов включалось какое нибудь встроенное реле. Состояние реле будет сигнализировать о состоянии ИБП.

Доработка ИБП МИ 3024 состоялась. Теперь этот Состояние этого ИБП можно контролировать удаленно, через приложение на мобильном телефоне.

Выполнили еще одну доработку удаленного мониторинга состояния ИБП.

К модулю Laurent 2 подключили датчик тока от производителя. Датчик ставится в разрыв силовой линии, рассчитан на ток до 20А.

На выходе выдает напряжение до 2,5 В. WEB приложение выдает диаграмму уровня напряжения на выходе датчика.

Именно эта модель платы Laurent не рассчитана на подключение такого датчика и нет возможности судить верно о величине тока. Но, совершенно случайно, оказалось, что выходная диаграмма соответствует потребляемой мощности в КВт.

Получился удивительный результат, график на выходе дает примерные показания потребляемой мощности в КВт.

На графике уровень 0,8 соответствует 3 А 240В, уровень 1,4 это 6А 240В. Соответственно примерно 800 Ватт и 1,4 КВт.