Расчет емкости аккумуляторной батареи для пожарной сигнализации
В этой статье будут рассмотрены все тонкости расчета емкости аккумуляторной батареи (АКБ) для автоматической пожарной сигнализации (АПС).
Перед началом что либо считать, нам надо ознакомится с нормативными документами:
Так согласно СП5.13130.2009 Изм.1 (Изм.1 внесено от 01.06.2011 г) пункт 15.3 гласит, что при наличии одного источника электропитания (на объектах 3 категории надежности электроснабжения, в моем случае был объект 3 категории) допускается использовать в качестве резервного источника питания электроприемников, указанных в пункте 15.1 (в этом пункте рассматривается электроснабжение системы АПС на объектах 1 категории надежности), бесперебойное питание электроприемников для АПС должно обеспечиваться аккумуляторными батареями или блоками бесперебойного питания, для питания указанных электроприемников в дежурном режиме в течении 24 часов плюс 1 час в тревожном режиме.
Если же посмотреть НПБ 88-2001 (Дата введения в действие 1 января 2002 г) который был принят взамен СНИП 2.04.09-84, НПБ 21-98, НПБ 22-96, НПБ 56-86, (обращаю Ваше внимание что данный НПБ 88-2001 никто не отменял и он действителен!), то согласно пункта 14.3 — бесперебойное питание электроприемников для АПС, должно обеспечиваться в дежурном режиме в течении 24 часов плюс 3 часа в тревожном режиме.
Иcходя из личного опыта лучше принимать СП5.13130.2009 Изм.1.
(Был случай когда, было принято решение сделать расчет на основе НПБ 88-2001, руководствуясь, тем, что 3 часа будет лучше, чем 1 час. Вскоре после выпуска проекта, пришло замечание от Заказчика с требованием пересчитать емкость аккумуляторной батареи руководствуясь СП5.13130.2009 Изм.1. Аргументировали они тем что, если считать акк. батарею с учетом 3 часов в тревожном режиме, это приводит к завышению емкости аккумуляторной батареи и соответственно ее удорожание.)
Формула для расчета емкости аккумуляторной батареи для АПС представляет собой:
Обращаю Ваше внимание, что этот коэффициент обобщенный, для более точного определения этого коэффициента нужно использовать график зависимости емкости аккумуляторной батареи от срока службы, данную информацию Вы сможете найти в описании на выбранную акк. батарею.
Пример расчета емкости аккумуляторной батареи типа DELTA
Таблица — Исходные данные
| Наименование прибора | Кол-во, шт | Потребляемый ток в «Дежурном режиме», мА | Потребляемый ток в «Режиме тревоги», мА | Суммарный потребляемый ток в «Дежурном режиме», мА | Суммарный потребляемый ток в «Режиме тревоги», мА |
|---|---|---|---|---|---|
| 1. Выбираем коэффициент старения аккумуляторной батареи из графика зависимости емкости аккумуляторной батареи от срока службы: Согласно графика, после 5 лет службы у аккумуляторной батареи останется 70% емкости от начальной, соответственно коэффициент старения у нас составит 100%/70% = 1,43. (Срок службы данной акк. батареи составляет 5 лет). 2. Определяем необходимую емкость аккумуляторной батареи для питания приборов в дежурном режиме 24 часа плюс 1 час (согласно СП5.13130.2009 Изм.1):
Результат: Выбираем аккумуляторную батарею емкостью 26 А*ч типа DELTA DTM 1226. Источник Расчет аккумулятора для апсРЕЗЕРВИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ Посчитайте, время работы составляет примерно 70% от номинальной ёмкости, вот и коэффициент 1,3 (30%) | |||||
 | | ||||
| |||||
| Флинт, почему 1 час. А если это охранно-пожарная, то тогда наверное все-таки три часа в тревоге? | |||||
| | ||||
| |||||
| ЗЫ. При беседе с товарищем из Бастиона, разработчиком БРП, спросил у него про 30% запас. Он сказал, что надо его учитывать. В старых учебниках по пожарной автоматике было такое понятие, как запас на старение аккумуляторов, некоторые старорежимные инспектора про него спрашивают. 30% запас очень даже решает этот вопрос. | |||||
| | ||||
| |||||
| Гобблин. По СП5 1 час, по СП6 3 часа, в общем бред разработчиков. Моё личное мнение, хоть тресни, но эвакуация людей по определению больше 15 минут проходить не будет, поэтому и одного часа с избытком. Но если даже охранно-пожарная, если на ПЦН выведено то насколько я в курсе экипаж должен в течении 15 мин. прибыть к месту вызова, по любому при отключении основного электропитания экипаж обязан охранять этот объект до его восстановления (в ОВО по крайней мере у нас так). | |||||
| | ||||
| |||||
[24.07.2009 14:14:11] | Гобблин я не торопился бы с выводами и надо спрашивать разработчиков АКБ а не тех кто их применяет, я вот тоже могу выдвинуть другие аргументы (не притендую на истину нет точных данных) что разработчики гарантируют ту емкость которая написана на АКБ в течении определеного времени или определеное количество циклов разряда/заряда(тоесть изначально емкость завышена) и надо просто вовремя менять АКБ. Второй момент откуда 30 процентов видел графики уменьшение емкости от срока службы так там только в конце 4 года начинает рости (нелинейная зависимость),уменьшение зависит от температуры окружающей среды и то при 5 градусах-5 процентов потери,при 40 градусах 25 процентов,при 20 градусах наверное 15 процентов будет. | ||||
| | ||||
| |||||
| Строго говоря, как ни крути, а резерв нужен. Про запас, «шоб було». Flint для системы речевого оповещения было письмо, что при подтверждении времени эвакуации расчетом, запас питания можно предусматривать на время эвакуации, либо до прибытия пожарных подразделений, либо 1 час. Видел его на сайте у Болида, не уверен, что сейчас на него можно ссылаться, письмо было старое. В любом случае, ориентируясь на бред разработчиков СП, если ОПС совмещена с оповещением о пожаре, то надо бы принимать три часа, как мне кажется. Жаба конечно душит ставить лишние аккумуляторы, но меньше нервов потратишь на согласование-сдачу. | |||||
| | ||||
| |||||
| В общем, сколько людей — столько и мнений, а бумажки нет. Насчёт запаса — скорее согласен, хотя возможно он очень даже уже заложен в 24+1. Напрягает необходимость приводить в проекте в формулах какие-то не до конца мне понятные данные (к примеру — к=1,3). | |||||
| | ||||
| |||||
| Есть официальный сайт дистрибьютора АКБ Delta, которые ставятся практически во все БИРПы, там представлены разрядные диаграммы «Время работы/потребляемый ток», можно там проверить свои расчеты | |||||
| | ||||
| |||||
| Есть официальный сайт дистрибьютора АКБ Delta, которые ставятся практически во все БИРПы, там представлены разрядные диаграммы «Время работы/потребляемый ток», можно там проверить свои расчеты | |||||
| | ||||
| |||||
| Спасибо за наводку. Глянул. http://www.delta-batt.com/upload/ibl. Это инфа по HR 12-18, который 3А, 17А*ч. По графику (да и в текстовке вначале) как раз показан разряд для тока 3,31А в течение 5 часов. Разряд идёт до 10,5В. За 5 часов. Использованная ёмкость в этом случае 16,55 А*ч. И дальше такая закономерность: меньше ток — больше ёмкость. Для варианта 24+1 даже при соотношении нагрузок в дежурном и пожаре 1 к 2 соответственно тут впору не повышающий, а понижающий коэффициент вводить! Это насчёт неполноты разряда. А вот по сроку службы интересная картинка вырисовывается. Надо с эксплуатационщиками будет пообщаться, подумать. | |||||
| | ||||
| |||||
| Угу. при 3.31А аккумулятор высадит до напряжения отключения за 5 часов. Это просто означает, что для такого аккумулятора, чтобы он работал 24+1 часа максимальный ток нагрузки не должен быть больше 1.8 (или сколько там по графику получается)на одну батарею. Кроме того, если ВНИМАТЕЛЬНО посмотреть на график, то окажется, что график не линейный. И если воспользоваться каким-нибудь из методов вычисления площади фигуры, образованной графиком (не знаю, что вам будет интереснее, интегрировать, разбивать фигуру на микро треугольники и так далее), то окажется, что использованная емкость примерно 15 АхЧ. Дальше больше — еще один график: зависимость заряда от температуры. У нас не всегда лето, температура в помещениях (согласно большинства характеристик здания, которые я видел) считается 20-25 град. цельсия. При 20 градусах емкость батареи составляет не 100% номинальной (при 25 град) а меньше. Ну и где тут понижающий коэффициент, позволю себе спросить? Еще один вопрос: Мы учитываем падение напряжения в шлейфе? Ничего, что оно может быть довольно ощутимым? Теперь продолжение вопроса: рабочее напряжение извещателя (например, Аврора ДН) от 10 до 30 В. Допустим, что напряжение упало до 10.5 в на источнике питания. Какое оно будет в конце шлейфа длиной 100 м при 20 извещателях. По моему ниже 10 вольт. Будет при этом работать извещатель? Вероятно, не очень хорошо. | |||||
| | ||||
| |||||
[28.07.2009 13:13:34] | В общем при расчете есть следующие поправочные коэффициенты: -от температуры окружающей среды (при 20 градусах =1). -от тока разряда (при токе 0,05х I =1 ) -от времени эксплуатации и температуры (но данный коэффициент еще под вопросом ) и не столь он значительный если не использовать АКБ до талого а проверять емкость на ТО до так и надежней будет. Гобблин пример с «Аврора ДН» -провода надо потолще закладывать. (в людом случае мне кажется нельзя допускать что бы питание приемников было на пределе нижней границе ) -в большинство приборов выдает в шлейф 24 вольта (преобразовывают 12 в 24). Теперь по вопросу запаса 30 % можно конечно назвать его коэффициент безопасности но давайте рассмотрим СП5,СП6 « (П р и м е ч а н и е — Время работы системы пожарной автоматики в тревожном режиме может быть сокращено до 1,3 времени выполнения задач системой пожарной автоматики.)» То есть придется два раза накладывать коэффициент запаса в тревожном режиме не многовато ли. По поводу дежурного режима как правильно заметил FrozB при разряде током меньше 0,05х I емкость растет и у нас появляется запас. | ||||
| | ||||
| |||||
| Господа, а одному мне кажется странным разница в требованиях по сути к одному и тому же в п. 15.3 СП 5.13130.2009 п. 4.3 СП 6.13130.2009 в том смысле, что по 5-му СП время работы системы пожарной автоматики в тревожном режиме составляет 1 час, а по 6-му тоже требование — 3 часа. Разъясните, плиз, если кто в курсе. | |||||
| | ||||
| |||||
| FAETON [12.08.2010 15:07:08] | Я конечно в этом всем ни бум бум, но хотелось бы обратиться за помощью.Я хочу смонтировать себе систему видеонаблюдения и чтобы на момент отключения электроэнергии система могла функционировать от БИРПов, видеокамеры я запитал от БИРПа у меня все получилось они при отключении электроэнергии работают, только вот им писать некуда, решил к видеорегистратору прицепить еще один БИРП, питание на видеорегистратор-12В,3А,подскажите пожалуйста на сколько времени мне хватит запитать такой видеорегистратор БИРПом. Заранее спасибо. | ||||
| | ||||
| |||||
| Sergey_K [12.08.2010 15:16:50] | для FAETON время работы регистратора больше времени работы камер не нужно, а так — у того же бастиона есть http://bast.ru/bastion/product/umb31. | ||||
| | ||||
| |||||
| Это понятно видеокамеры в принципе много не тянут, но вот видеорегистратор, даже с таким БИРПом какой вы мне посоветовали хватит ли мне его допустим на 24 часа обеспечить электроэнергией регистратор. | |||||
| | ||||
| |||||
| Sergey_K [12.08.2010 16:24:56] | По вашим словам «питание на видеорегистратор-12В,3А» Упрощенно 24часа*3А*1,3=93Ач — т.е. 1акк 100Ач х 12В. Смотрим теперь минимальное рабочее напряжение питания регистратора и разрядные кривые http://www.delta-batt.com/upload/ibl. Там, правда, на 5А минимум, но можно и прикинуть на 3А через пропорцию, погрешность будет допустимая. А там есть и аккумуляторы 100 Ач, 120 Ач, 150 Ач, 200 Ач | ||||
| | ||||
| |||||
| Большое спасибо Sergey_K я понял расчет грубо говоря установив простой бирп с двумя аккумуляторами на 7ah мне его хватит чтобы запитать регистратор примерно на 3 часа | |||||
| | ||||
| |||||
| Sergey_K [12.08.2010 17:28:16] | Лучше 1акк на 18Ач, чем два в параллель на 7Ач. Аккумулятор 18ач разрядные кривые а если 7Ач В качестве источника, например, подойдет такой http://bast.ru/bastion/product/skat1. Но это уже дело вашего вкуса) | ||||
| | ||||
| |||||
| oleg_v ® [12.08.2010 18:55:02] | Тут ещё одна сложность, а что будет с видеорегистратором когда напряжение снизится например ниже 11 в. особенно с его встроенным жёстким диском для которого стабильность питания превыше всего. может лучше на 220 в. блоки смотреть | ||||
| | ||||
| |||||
| Sergey_K [12.08.2010 19:36:57] | для oleg_v Насколько понимаю, у регистратора напряжение питания 12В, поэтому все равно источник питания придется ставить. И напряжение ниже 11,5В на винче понижать нежелательно, так как при этом мощность потребления остается примерно той же, а следовательно растет ток и нагрев. Поэтому и считал максимальное время работы в диапазоне выходного напряжения аккумулятора — при снижении от 13 до 12В. | ||||
| | ||||
| |||||
| fillow ® [15.08.2010 1:02:55] | вот я как делаю: 4. Расчет максимальных токовых нагрузок Блок питания «Скат 1200» 3,5А «Сигнал 20» — «Дежурный» режим I = 3,33 х 30 + 400 = 500 мА = 0,5А Мощность потребляемая пожарной сигнализацией в «Дежурном» режиме составляет Р= 12В х 0,8А = 6 Вт «Сигнал 20» — режим «Пожар» Комплекс речевого оповещения «Октава 80Ц» В соответствии с инструкцией завода изготовителя в «Дежурном» режиме ток потребления от АКБ составляет 0,1А, а в режиме оповещения 7А. Общая максимальная потребляемая мощность автоматической пожарной сигнализацией от сети переменного тока составляет: 5. Расчет времени работы пожарной сигнализации от резервного источника питания Т = 1000 х W : I = 1000 х 12 : 0,5 =24 часа – в «Дежурном» режиме | ||||
| | ||||
| |||||
| неричи [17.12.2010 7:49:31] | Здравствуйте, подскажите, пожалуйста, как рассчитать время работы СОУЭ? В нее входит Орфей, усилители LPA, колонки. Что сколько потребляет — не могу найти. Заранее спасибо всем, кто откликнется | ||||
| | ||||
| |||||
| dpd [17.12.2010 10:07:16] | БРО Орфей потребляет в деж.реж 50мА(реально45), при Оповещении до 1А(средн 500-600 мА), АКБ 2,3Ач 12В.Считайте) | ||||
| | ||||
| |||||
| неричи [17.12.2010 10:38:47] | dpd,спасибо, да про Орфей я в курсе, а вот сколько потребляют усилители LPA? Например, LPA 560MA 650 240 и т.д. А колонки как считать? Ну мощность известна, а токопотребление? Как вообще его рассчитывать? Вот есть Орфей, несколько усилителей, куча колонок. Как рассчитать количество АКБ? | ||||
| | ||||
| |||||
| Наткнулся на тему и не хрена не врубился Давно пользуюсь екселлем Потом тупо в пояснилово вставляю таблицу и никаких проблем Не надо заморачиваться графиками — инициатива наказуема Принцип простой — пока пожарные не врубились, не надо инициировать, а то себе геморрой А коэффициент по различным источникам от 1,1 до 1,25 (больше не встречал) необходим на старение батареи, температуру, время отсутствия подзаряда и тд Ваше право назначить коэфф с учетом условий эксплуатации и переодичности замены (обычно 5 лет) | |||||
| | ||||
| |||||
| SPb-scnik [20.12.2010 10:15:27] | «Т = 1000 х W : I = 1000 х 12 : 0,5 = 24 часа – в «Дежурном» режиме Т = 1000 х W : I = 1000 х 12 : 1,1 = 11часов – в режиме «Пожар»» Да, но: 1000 х 12 : 0,5 = 24000; 1000 х 12 : 1,1 = 10909,09 Истина где-то рядом. | ||||
| | ||||
| |||||
| oleg_v ® [17.06.2011 11:57:00] | Решил ещё раз поднять данную тему. Делаю проект на пожаротушение. Дошёл до рассчёта аккумулятора и встал в тупик. Чё то от жары такой мозг плавиться начал уже. Проблема такая, есть расширитель направлений пуска с 8 выходами к которым подклюены модули пожаротушения в количестве 8 шт. Пусковой импульс 2 секунды на каждый выход. Ток запуска 2А. Получается берётся от аккумулятора в сумме ток 2 А в течении 16 секунд. Так как расчёт ёмкости ведётся в Ач., то я апроксимировал ток 2А в течении 16 секунд на ток в течении 1 часа. То есть 16 секунд меньше 1 часа в 3600/16 = 225 раз, а значит что для расчётов можно пользоваться величиной 2/225 = 0,0088 А Подскажите я прав в таких рассуждениях? И кто как учитывает в расчёте аккумулятора ток идущий на запуск модулей пожаротушения и другую не постоянно работающу нагрузку, например клапана дымоудаления? | ||||
| | ||||
| |||||
| Здравствуйте, oleg_v! Если у Вас время работы системы в тревожном режиме должно составлять 1ч., то эту величину можно прибавить к общему токопотреблению системы в тревожном режиме, тем самым учесть ток запуска модулей. Но к чему такие сложности? Если уж хочется этот ток учесть, то, на мой взгляд, проще сразу посчитать увеличение ёмкости АКБ, которое потребуется для обеспечения пускового тока: C[А*ч] = I[А]*t[ч] = (16с/3600)*2А = 0,00444ч*2А = 0,00888А*ч 0,009А*ч это настолько мало, что я бы этот пусковой ток в расчёте ёмкости АКБ не учитывал. С уважением. | |||||
| | ||||
| |||||
| | ||||
| |||||
| oleg_v ® [17.06.2011 14:48:03] | Дмитрий К ® Большое спасибо за разъяснения. Я примерно так и думал, просто засомневался что-то вдруг, вот и решил посоветоваться. | ||||
| | ||||
| |||||
| Пожалуйста:) Есть ещё один нюанс. Если судить по разрядным кривым: то при токе 0,22А разряд до уровня в 10В произойдёт за 10ч, а при токе 2,3А — за 0,5ч. Т. е. ёмкость батареи уменьшиться в 10/0,5 = 20 раз. В таком случае, для учёта пускового тока, нужно будет добавить уже не 0,009А*ч а 0,009*20 = 0,18А*ч. Это 8% от исходной ёмкости, что уже существенно. | |||||
| | ||||
| |||||
| oleg_v ® [17.06.2011 15:38:48] | Да спасибо и за это замечание. Аккумулятор 7 Ач. в дежурном режиме ток 0,17А в тревожном 0,5А нужная емкость (для 3-х часов в тревожном) 5,71 Ач., ещё запас приличный остаётся. | ||||
| | ||||
| |||||
| С[А*ч] = Iдеж.*tдеж. + Iтрев.*Tтрев. C = 0.17А*24 + 0,5А*3 = 5,58А*ч — без учёта пускового тока. (почему у Вас 5,71?) При токе в 2,5А (Iтрев.+Iпуска) ёмкость АКБ 7А*ч будет примерно в 7 раз меньше => ёмкость, которую нужно добавить: Т. е. C = 5,58+0,078 = 5,66А*ч — с учётом пускового тока. Если взять поправочный коэфициент 1,2 на старение батареи, то в итоге: Источник | |||||
