Источник бесперебойного питания для умного дома

ИБП для умного дома решает проблемы с нестабильностью электросети. Неизменный спутник каждого компьютера оберегает чуткую электронику от сбоев и поломок. С расширением функционала бытовой электроаппаратуры также возрастает ее требовательность к качеству питания, для чего одного стабилизатора становится недостаточно. Безупречная работа «умной» системы гарантирована, если каждый из ее элементов получит защиту в виде источника бесперебойного питания.

Схема простой организации бесперебойного питания

Перед тем, как выбрать ИБП, необходимо разобраться с его функциями и преимуществами, а также рассмотреть множество вариантов устройств, предлагаемых современным рынком.

Необходимость источников бесперебойного питания (ИБП) в повседневной жизни

Несоответствие нормам показателей централизованных электросетей нередко ухудшает быт горожан, а для жителей сельской местности считается чуть ли не обыденным явлением. Если амплитудные всплески напряжения губительно действуют на обычные лампы накаливания, сдвиг фаз и изменение частоты негативно сказываются на работоспособности холодильников и телевизоров. Импульсные помехи усложняют обработку цифровых данных, вызывают сбои сложной электроники и компьютерной техники.

Планируя электропитание для умного дома, помимо автономности и дублирования необходимо позаботиться о его стабильности, что возможно с помощью «бесперебойника».

Понять, что такое ИБП, позволяет знакомство со схемой современного стабилизатора напряжения. Работая в заданном диапазоне, устройство обесточивает потребителя при отклонении параметров во внешней сети. После временного отключения и восстановления питающих показателей до нормы, источник возобновляет работы в автоматическом режиме. Подобная защита связана с массой неудобств, и совершенно не удовлетворяет требованиям, выдвигаемым к компьютерам и системам безопасности.

Проблему решает введение дополнительного блока, представленного аккумуляторной батарей и инвертора, которые в ИБП играют роль альтернативного источника питания, не допускает перерывов в электроснабжении и оставляет время для принятия решения.

Источники бесперебойного питания бывают:

• Резервные/off-line. Рассчитанные на простейший переход питания с сети на аккумуляторы.

Резервные/off-line

• Интерактивные/line-interactive. Содержат стабилизатор и переводят нагрузку на питание от АКБ когда параметры входного напряжения приближаются к критическим. Более быстрые, чем резервные, но проигрывают в КПД.

Интерактивные/line-interactive

• Двойного преобразования/ on-line. Переменное напряжение преобразуется в постоянное и снова в переменное. Постоянная работа аккумулятора гарантирует мгновенный переход в автономный режим.

Необходимость в ИБП больше особо ощущается для частного дома, дачи и прочих объектов, для которых характерно частое отсутствие человека.

Преимущества резервного источника питания в условиях дома и дачи

Источник бесперебойного питания для дачи освобождает владельцев от массы проблем:

• гарантирует беспрерывную функциональность подключенных к электросети устройств и оборудования;
• исключает резкие перепады и нарушения сетевых параметров, угрожающих неисправностями дорогостоящей аппаратуры, потерей данных и пр.

Источник бесперебойного питания для дома – важное промежуточное звено, которое при переходе к резервному энергопоставщику (генератору, аккумуляторным батареям), не допускает даже мгновенного перерыва в электроснабжении.

Возможность синхронизации с умным домом

Большинство современных ИБП коммерческого назначения предполагают дистанционный контроль и управление, что благоприятствует их внедрение в систему умного дома. Для подключения к ПК предусмотрен USB порт, а синхронизацию обеспечивает стандартный протокол SNMP, который подразумевает работу с несколькими потребителями. Большую скорость передачи данных обеспечивают адаптеры SNMPHTTP или Modbus, с помощью которых бесперебойник включается во внутреннюю компьютерную сеть напрямую.

Если ИБП не оборудован соответствующим блоком, его можно приобрести отдельно. Наиболее доступные и распространенные версии таких устройств представлены платами NetAgent (CP504, BT506 и пр.). Оборудованные WI-FI, подключенные к интернету и системам GSM, они позволяют контролировать состояние домашней электросети с помощью смартфона, на который сообщения о нештатных ситуациях приходят в виде SMS и другими способами.

При расширенном функционале у пользователя появляется возможность мониторинга питания отдельных потребителей. Дистанционное отключение перегружающих сеть устройств исключает необходимость в общем обесточивании и не нуждается в непосредственном присутствии хозяев дома.

Правила эксплуатации

При эксплуатации ИБП необходимо придерживаться общих правил безопасности, характерных для всех бытовых электроприборов. При этом необходимо учесть нюансы, которые владельцы таких устройств нередко игнорируют:

• Подключение источника бесперебойного питания к заземленной сети исключено.
• Прибор необходимо защитить от пыли, влаги, насекомых, не препятствуя естественной вентиляции и охлаждению.
• Перед подключением необходимо убедиться в соответствии параметров питающей сети, а также нагрузки.
• Сетевой фильтр, включенный перед ИБП, влечет некорректную работу прибора.

Частые переходы на резервное питание уменьшают срок службы аккумуляторов, который по нормативам редко превышает 2–3 года. Поэтому при эксплуатации ИБП следует регулярно проводить их проверку.

Более подробно правила эксплуатации описаны в инструкциях, которыми производители снабжают свои устройства с учетом марки и модели.

Рейтинг лучших источников бесперебойного питания

Рейтинг ИБП для дома и дачи 2020 года представлен устройствами двойного преобразования, а также резервными и интерактивными источниками бесперебойного питания. В символические Топ-5 включены:

1. APC by Schneider Electric Smart-UPS RT 10000VA 230V. Десятикиловатная модель с двойным преобразованием известного американского производителя, выпускающего лучшие ИБП для дома. Устройство рассчитано на жесткие условия работы и продолжительный автономный режим. Оснащено долговечной аккумуляторной батареей с системой интеллектуального подзаряжания. На выходе гарантирует чистую синусоиду. Предусматривает несколько эффективных «байпайсов» (обходных путей). Отлично подходит в качестве ИБП котла отопления. Единственный недостаток – высокая цена – от 400 тыс. рублей.
2. Powercom VANGUARD VGS-2000XL. Еще один представитель ИБП двойного преобразования. Оригинальная схема «байпайса» обеспечивает высокое быстродействие и КПД. Рассчитан на питание двух периферийных устройств. Оснащен тремя АКБ NPW36-12 с емкостью 7 Ач. Применим в быту и производственных целях. Цена – 49–62 тыс. рублей.

   

   

   
   
3. Eaton Ellipse ECO EL650. Резервный ИБП, выпускаемый одноименной машиностроительной корпорацией из США. Выделяется качеством сборки, компактным и прочным корпусом. Оборудован четырьмя выходными розетками с защитой по напряжению по технологии AVR. Предусматривает самодиагностику АКБ. Прост в настройках и эксплуатации. Цена – от 11,5 тыс. рублей.
4. Powercom RAPTOR RPT-2000AP. Интерактивный источник бесперебойного питания из Кореи. Выделяется простым и лаконичным дизайном с минимальным количеством элементов управления. Предусматривает нагрузку из шести независимых потребителей. Имеет солидный запас мощности. Длительный срок эксплуатации и относительно невысокая стоимость омрачены шумностью вентилятора. Цена – от 10,7 до 12,2 тыс. рублей.

   

   

   
   
5. Powercom WOW-850 U. Компактный корейский ИБП резервного типа, который при невысокой цене наделен множеством полезных функций. Среди преимуществ девайса отмечают бесшумность, емкостной и надежный аккумулятор на 12 мАч и защиту розеток от попадания посторонних предметов. Цена – около 6,5 тыс. рублей.

Однозначно указать какой лучше источник бесперебойного питания сложно. Каждой характерны свои нюансы, достоинства и недостатки. На выбор влияет известность производителя, а также цель приобретения устройства. Увеличение количества потребителей не всегда оправдано, а некоторые функции при определенных условиях бесполезны.

Самостоятельное подключение к сети дома

Подключение инверторного ИБП к сети дома – простая процедура, не требующая присутствия специалиста. Большинство приборов активируются согласно общему алгоритму, который можно рассмотреть на примере ИБП для котла отопления:

1. После распаковки бесперебойника, к нему подключают аккумуляторную батарею, придерживаясь маркировки проводов и соответствующих обозначений. Как правило, красный цвет соответствует «+», а черный указывает на «-».
2. С помощью сетевого кабеля ИБП соединяют с общей сетью и проверяют работоспособность по встроенным индикаторам.
3. Источник обесточивают и соединяют с котлом. В большинстве случаев нагрузочные розетки расположены с тыльной стороны прибора. При включении газовых котлов необходимо учитывать соответствие нейтрали и фазы, иначе в работе отопительного оборудования возможны сбои.
4. Собранную схему запускают в штатном режиме и имитируют пропадание напряжения, что делают с помощью автомата на распределительном щитке.
5. При нормальном подключении ИБП издаст характерный звуковой сигнал и оповестит пользователя о переходе на резервное (автономное) питание соответствующей индикацией.

При подключении ИБП к сети необходимо учитывать его мощность. При планировании высокой нагрузки следует позаботиться об отдельном питающем кабеле и автомате.

Правила как выбрать ИБП

При выборе источника бесперебойного питания учитывают:

• Тип и номинал напряжения. Выходное переменное напряжение с ИБП может быть однофазным (220 В) и трехфазным (380 В). инверторные устройств обеспечивают на выходе постоянное напряжение с номиналами 12, 24, 48 и 60 В.
• Мощность нагрузки. Подсчитывается суммированием мощностей подключаемых приборов с запасом в 20–30%.
• Длительность работы в автономном режиме. Зависит от емкости АКБ.
• Схему построения (резервные, интерактивные, с двойным преобразованием). Определяется особенностями нагрузки (чуткостью к перепадам и пр.).
• Габариты и способ установки (напольные, навесные, встраиваемые).

При планировке ИБП для умного дома необходимо обратить внимание на систему мониторинга и возможность синхронизации устройства с ПК (разъемы, программное обеспечение, расширения).

Общие правила выбора ИБП показаны в видео:

Рассчет и отличия по их типу

Перед тем, как рассчитать ИБП, необходимо собрать максимум данных о нагрузке.

При расчете ИБП важнейшим параметром является мощность. Она зависима от коэффициента мощности нагрузки, которая может быть индуктивной и емкостной. К первой относится оборудование с электродвигателями (насосы, кондиционеры, холодильники, вентиляция), а под второй подразумевают «пассивную» электронику (компьютеры, серверы, телевизоры, пр.). Коэффициент мощности индуктивной нагрузки приравнен к единице, а у емкостной находится в пределах 0,8–0,9.

Пример: ИБП мощностью 10 кВт планируют нагрузить компьютерным оборудованием. 10Х0,8=8 кВт. В итоге суммарная мощность компьютеров не должна превышать восьми киловатт.

Расчет мощности бесперебойника с помощью онлайн счетчика редко выдает точные цифры по причине недостачи данных. Так, при блоке питания в 450 Вт, в реальности компьютер может потреблять не более 120. В то же время некоторые нагрузки могут включаться периодически (холодильник, кондиционер на обогреве), что вызывает необходимость в пересчете мощности за реальный период работы.

Емкость аккумулятора ИБП высчитывают по формуле: 100*t*P, где t – время автономной работы в часах, а P – мощность нагрузки, * — символ умножения

Основные типы ИБП и их отличия представлены в таблице №1.

Таб. №1

Схемы подключения

Схемы подключения источников бесперебойного питания дают визуальное представление о принципе работы устройств различных видов.

Рис. 1. Схема реализации резервного питания

Рис.2 Схемы работы интерактивного источника бесперебойного питания в нормальном и аварийном режимах

Рис. 3 Схемы подключения ИБП с двойным преобразованием в нормальном и аварийном режимах

Итог

В отличие от рядовых усадеб и дач «умный» дом содержит гораздо больше оборудования, которое чутко реагирует на малейшие нарушения с внешним питанием. Поэтому при его планировании в первую очередь необходимо позаботиться об качественном ИБП, который предупредит поломки и сохранит работоспособность аппаратуры без вмешательства человека.

О преимуществах стабилизаторов напряжения для дачи и частного дома можно узнать из видео: