Как правильно выбрать ИБП по мощности?

Выходная мощность является одной из ключевых характеристик источника бесперебойного питания (ИБП). Неправильный выбор этого параметра при покупке может привести к напрасным расходам на ИБП, который не будет способен функционировать из-за перегрузки или, наоборот, будет работать с недостаточной загрузкой, что не столь опасно, но и неэффективно.

1. Определите мощность нагрузки

Общая потребляемая мощность нагрузки равняется сумме мощностей всех устройств, подключаемых к ИБП.

Важно!

Выходная мощность ИБП должна превышать потребляемую мощность нагрузки.

Важно!

Для трехфазного ИБП отдельная фаза может быть нагружена не более чем на 1/3 от общей выходной мощности устройства. Например, трехфазный ИБП с мощностью 9000 Вт может поддерживать трехфазную нагрузку в 7500 Вт (по 2500 Вт на каждую фазу), но не сможет работать с нагрузкой 3500 Вт на одной из фаз.

Информацию о потребляемой мощности отдельного устройства можно найти в технической документации или на заводском шильдике. Могут встречаться обозначения, такие как «потребляемая мощность», «потребляемая энергия», «присоединительная мощность», «электрическая мощность», просто «мощность» или «power».

Если невозможно найти информацию о потребляемой мощности в документации, попробуйте поискать её в интернете или обратиться к производителю/продавцу.

Хотя процесс определения потребляемой мощности выглядит простым, в нём есть нюансы, игнорирование которых может привести к ошибкам и покупке неподходящего ИБП.

1.1. Пусковые токи

Устройства с электродвигателями при включении требуют значительно больше энергии, чем в обычном режиме (иногда до восьми раз больше). К таким приборам относятся стиральные и посудомоечные машины, холодильники, насосы, кондиционеры, вентиляторы, пылесосы и кухонные комбайны. Выбор ИБП для таких устройств следует осуществлять, основываясь на их пусковой мощности. Информация о ней может быть указана в характеристиках устройства, а если её нет — рекомендуется проконсультироваться со специалистом.

Важно!

При выборе ИБП для приборов с переменной потребляемой мощностью необходимо учитывать максимальное значение (в противном случае ИБП может работать неправильно).

1.2. Не вся мощность электрическая

Электроприборы могут иметь разные мощности, включая те, которые указывают на эффективность их работы. Например, тепловая мощность обогревателя или мощность обдува кондиционера.

Важно!

При выборе ИБП следует опираться только на параметр, отражающий мощность, потребляемую из сети! Обычно эта величина меньше, чем мощность, связанная с основной функцией прибора.

1.3. Единицы измерения

Производители бытовой техники часто указывают активную мощность в ваттах или киловаттах (Вт/кВт). В то время как производители ИБП обычно используют показатель полной мощности, измеряемый в вольт-амперах (ВА/кВА).

Важно!

Ватты и вольт-амперы — это не одно и то же. Их взаимосвязь описывается формулой: ВА = Вт/cosφ, где cosφ ≤ 1. Это означает, что любому значению вольт-ампер соответствует либо меньшее, либо равное значение ватт.

Важно!

В некоторых устройствах активная и полная мощность могут сильно различаться. Два устройства с одинаковой полной мощностью могут иметь разную активную мощность и наоборот. Это зависит от значения cosφ, которое определяется реактивной составляющей потребляемого тока.

Недостаточное внимание к единицам измерения может привести к ошибкам. Например, можно купить ИБП с выходной мощностью 1000 ВА для нагрузки с потреблением 900 Вт, но фактически он будет способен поддерживать только 850 Вт (это обобщённые цифры, у разных ИБП соотношение активной и полной мощности может варьироваться).

Чтобы избежать таких ошибок и связанных с ними перегрузок, рекомендуется учитывать как потребляемую мощность нагрузки, так и выходную мощность ИБП как в Вт, так и в ВА. Если документация предоставляет только одну величину, вторую можно рассчитать с помощью указанной формулы. Необходимое значение cosφ обычно можно найти в характеристиках устройства. Наиболее распространённые наименования этого параметра: «коэффициент мощности», «power factor», «cosφ» или «PF».

Если информация о cosφ отсутствует, можно использовать следующие приближения:

0,7–0,8 — для стандартной бытовой техники и компьютеров без функции коррекции коэффициента мощности (PFC);
0,9–0,95 — для осветительных приборов и устройств, преобразующих электрическую энергию в тепло (например, обогреватели, утюги, чайники и т. д.);
0,95–1 — для телекоммуникационной аппаратуры и компьютеров с блоками питания, имеющими функцию PFC.

2. Предусмотрите запас мощности

При выборе ИБП не рекомендуется подбирать устройство с выходной мощностью, строго соответствующей потребляемой мощности подключаемого оборудования. К расчетному энергопотреблению нагрузки следует добавить 30% в качестве запаса мощности. Такой запас обеспечит возможность дозагрузки ИБП в процессе эксплуатации и уменьшит количество переключений на аккумуляторы при незначительных колебаниях сетевого напряжения.

Важно!

У многих ИБП, особенно моделей типа on-line, диапазон регулируемого без батарей напряжения зависит от фактической нагрузки — чем меньше нагрузка по сравнению с номиналом устройства, тем шире диапазон. Запас мощности обеспечивает гарантированное превышение выходной мощности ИБП над мощностью подключаемых устройств и увеличивает допустимый диапазон входного напряжения.

Важно!

Покупка ИБП с запасом, значительно превышающим максимальное энергопотребление нагрузки (более рекомендованных 30%), не улучшит надежность или время автономной работы системы, а скорее приведет к ненужным расходам на более дорогое устройство, часть мощности которого останется невостребованной.

3. Определите подходящую модель ИБП по мощности

Следующий шаг — сопоставить мощностные характеристики доступных моделей ИБП с нагрузочным показателем, который получается путем прибавления 30% к максимальному энергопотреблению нагрузки. Подходящим вариантом будет мощностное значение, округленное вверх до ближайшего значения.

Важно!

Не рекомендуется округлять нагрузочный показатель вниз, так как это может снизить заложенный запас мощности и привести к покупке ИБП с недостаточной выходной мощностью.

Важно!

Не забудьте учитывать различие в единицах измерения, представив нагрузочный показатель как в ваттах, так и в вольт-амперах. Убедитесь, что номинал ИБП превышает его как по активной, так и по полной мощности!

Примеры подбора ИБП по мощности

Важно!

Все значения мощностей и cosφ в следующих примерах условны. При расчете мощности ИБП используйте только данные из технической документации вашего оборудования!

Подбор ИБП для газового котла

Рассмотрим простой случай — выбор ИБП для одного потребителя, например, газового котла.

Обычно в документации к нагревательным приборам указываются несколько типов мощностей. Допустим, у нас есть следующие параметры:

максимальная полезная тепловая мощность — 31 кВт;
минимальная полезная тепловая мощность — 10,4 кВт;
электрическая мощность — 165 Вт.

Из названий параметров видно, что первые два указывают на основные функции котла, тогда как третий отражает потребление электричества, которое и является фактической нагрузкой для ИБП.

Теперь рассчитаем необходимый запас мощности: 165 Вт×0,3=49,5 Вт165 \, \text{Вт} \times 0,3 = 49,5 \, \text{Вт}165Вт×0,3=49,5Вт.

Теперь рассчитаем необходимый мощностной запас: 165 х 0,3 = 49,5 Вт.
После чего определим нагрузочный показатель: 165 + 49,5 = 214,5 Вт.
Используя формулу 1 и приняв сosφ = 0,95, переведём ватты в вольт-амперы: 214,5 Вт / 0,95 = 225,7 ВА.
В итоге нагрузочный показатель составит 214,5 Вт и 225,7 ВА.

Важно!

Некоторые котлы отопления уже имеют встроенный циркуляционный насос. Если ваше устройство относится к такой категории, настоятельно рекомендуется выяснить, учитывают ли указанные в его характеристиках значения электрической мощности пусковые токи встроенного насоса. В случае возникновения вопросов обратитесь к специалисту!

Выбор ИБП для бытовых устройств

Необходимо выбрать ИБП для нескольких электрических приборов, включая холодильник, стиральную машину, телевизор и компьютер. В технической документации этих устройств указаны следующие мощностные характеристики:

Холодильник: номинальная мощность – 95 Вт
Стиральная машина: максимальная потребляемая мощность – 1000 Вт
Телевизор: потребление – 55 Вт
Компьютер: пиковая мощность блока питания – 300 Вт

Термины «максимальная» и «пиковая» подчеркивают, что указанные значения представляют собой наибольшее возможное энергопотребление этих приборов. Поэтому для стиральной машины и компьютера сохраняем паспортные значения без изменений. Поскольку телевизор не имеет пусковых токов, его мощность также остается прежней.

Подбор ИБП для холодильника и других приборов

Для холодильника необходимо учитывать начальный скачок энергопотребления, поэтому мы увеличиваем заявленный номинальный показатель в пять раз:

95 Вт × 5 = 475 Вт.

Затем вычисляем суммарную максимально возможную активную мощность всех потребителей:

475 Вт + 1000 Вт + 55 Вт + 300 Вт = 1830 Вт.

Используя соответствующие значения cosφ для каждого устройства, рассчитываем суммарную максимально возможную полную мощность:

475 Вт / 0,8 + 1000 Вт / 0,75 + 55 Вт / 0,95 + 300 Вт / 0,99 = 2288 ВА.

Следующим шагом определяем нагрузочный показатель в ваттах и вольт-амперах:

1830 Вт + 1830 Вт × 0,3 = 2379 Вт;

2288 ВА + 2288 ВА × 0,3 = 2974,4 ВА.

Сравнивая полученные данные с модельным рядом ИБП от компании Штиль, находим ближайшее большее значение – 2700 Вт/3000 ВА. ИБП с такой выходной мощностью, например, модель ST1103SL, сможет гарантированно работать с указанной группой потребителей.

Важно!

При выборе ИБП для централизованной защиты электросети, например, в загородном доме, не обязательно суммировать мощности всех подключаемых приборов. Достаточно умножить номинал вводного автомата на 220 для однофазной сети или на 380 и √3 для трехфазной сети. Полученное значение можно считать максимально возможной активной мощностью нагрузки (в дальнейших расчетах допустимо принимать cosφ = 0,7).