Що таке ДБЖ та навіщо його встановлювати вдома

Дата публікації: 23.07.2024

Сьогодні електричні прилади є невід’ємною частиною життя. Їх стабільна робота забезпечує комфорт та безпеку в наших домівках, на роботі та громадських місцях. Проте через вимкнення електроенергії функціонування техніки порушується і вона не може коректно працювати. Для деяких приладів, наприклад, персональних комп’ютерів, серверів та іншого мережевого обладнання, знеструмлення є критичним і може призвести до втрати даних. Для розв’язання цієї проблеми розробили джерело безперебійного живлення (ДБЖ або UPS від англійського Uninterruptible Power Supply). Що це за пристрій, як він працює та чому варто купити безперебійник для дому чи офісу – читайте у нашій статті.     

Як працює та навіщо потрібний безперебійник 

Основна функція ДБЖ – забезпечити безперервну роботу техніки та подати їй стабільний струм із чистою синусоїдою. Правильна синусоїда критично важлива для чутливої техніки, яка має двигуни, індукційні котушки, циркуляційні помпи тощо. Безперебійник забезпечує живлення двома способами: 

• перемикає техніку на роботу від власного акумулятора. Залежно від моделі та ємності батареї, а також від потужності підключених приладів, час живлення може відрізнятися; 
• переводить техніку на живлення від зовнішнього акумулятора чи іншого джерела альтернативної енергії.  

UPS стабілізує напругу, щоб захистити техніку від короткого замикання. Особливо корисною є ця опція, коли відновлюється електропостачання та може статися стрибок напруги. Якщо ваш холодильник, телевізор чи інший пристрій підключений до ДБЖ, цього вдасться уникнути. Однак принцип роботи ДБЖ відрізняється залежно від його типу. Про це ми поговоримо трохи згодом. Загалом схема виглядає так: при зниженні напруги вбудована електроніка безперебійника автоматично переводить підключену техніку на резервне живлення. UPS виконує й інші функції для захисту вашого обладнання. Про них розповідаємо у наступному розділі. 

Типи безперебійників 

Щоб правильно вибрати UPS, треба знати його різновиди та особливості. Адже від цього залежить доцільність та область застосування пристрою. Усього виділяють три основних типи ДБЖ. Далі розглянемо детальніше кожний з них.  

• Offline або резервний. Найпростіший та найбюджетніший варіант. Коли в мережі є напруга, безперебійник фільтрує її, щоб підключений прилад отримував стабільне живлення. Коли електроенергія вимикається, ДБЖ автоматично переводить прилад на роботу від власної вбудованої батареї за кілька мілісекунд. Проте запасу енергії в акумуляторі вистачить усього на декілька хвилин. За цей час вам треба встигнути вимкнути техніку, що підключена до UPS, зберігши потрібні дані. Або перемкнути її на живлення від зовнішнього акумулятора. У такому випадку вам знадобиться додатково підключити інвертор. Він перетворюватиме постійний струм з акумулятора на змінний, який необхідний для живлення електроніки. Найчастіше такі безперебійники використовують для домашніх комп’ютерів, щоб встигнути зберегти дані, мережевого обладнання, мультимедійного тощо.    

• Line-interactive або лінійно-інтерактивний. Більш технологічний різновид ДБЖ, що має вбудовану систему AVR для стабілізації незначних коливань напруги. Якщо ж стрибок буде істотним, безперебійник швидко перемкне живлення техніки на власний акумулятор. Запасу енергії у ньому вистачить приблизно на 30 хвилин, але точний час роботи залежить від потужності приладів-споживачів. Цей тип використовують для серверів, інформаційних систем для бізнесу, робочих станцій, побутової техніки, що чутлива до напруги тощо. Перемикання на резервне живлення відбувається протягом 2-4 мс.   

• Online або з подвійним перетворенням. Найсучасніші та найдорожчі у своєму сегменті, адже мають ряд переваг над попередніми типами. Час перемикання на резерве живлення складає долі мілісекунд і є непомітним для споживача. Ці ДБЖ мають стабілізатор та інвертор, який перетворює струм двічі. Перший раз змінний струм перетворюється на постійний на вході в ДБЖ. Коли в мережі є напруга, то батарея приладу заряджається постійним струмом. Коли світло вимикається і ваша техніка потребує заряду, безперебійник передає зі своєї батареї струм на інвертор, він перетворює його на змінний та живить обладнання. Головна перевага цієї моделі – постійна та стабільна подача струму з чистою синусоїдою, а також безшовне перемикання на резервний заряд. Цей тип здебільшого працює з серверами, медичним обладнанням, системами безпеки та іншим обладнанням, що потребує безперервного живлення.  

Є ще четвертий підвид безперебійників – це гібридні моделі. Вони оснащені не лише інвертором для подвійного перетворення струму, а ще й швидкою зарядкою для живлення вбудованої батареї. Крім того, деякі моделі оснащені роз’ємом для підключення сонячних панелей та інших джерел альтернативної енергії. Вони мають краще програмне забезпечення для ефективної витрати енергії, дають можливість віддаленого моніторингу та налаштування системи.  

Кожний тип UPS має свою область застосування. Вибір моделі залежить від кількох факторів, про які розказуємо далі.   

Як вибрати ДБЖ 

Щоб безперебійник забезпечував максимальний захист вашим приладам, потрібно правильно підібрати його. У цьому розділі ми не лише розкажемо, за якими критеріями вибирати, але й наведемо конкретні приклади з формулами для обчислення. Так вам буде простіше визначити найкращу для себе модель ДБЖ. 

Отже, джерело безперебійного живлення вибираємо за п’ятьма основними критеріями. 

• Потужність. Параметр має відповідати сумарній потужності усіх споживачів. Тобто, якщо ви підключаєте до UPS-а 3 прилади із сумарною потужністю 500 Вт, то потужність ДБЖ має перевищувати цей показник. До того ж разом з ДБЖ часто використовують інвертори, яким для запуску також потрібна певна кількість енергії. Розрахувати цей параметр просто. Наводимо приклад, щоб вам було простіше в обчисленні: визначте, яку техніку вам потрібно живити та дізнайтеся її споживчу потужність. Сумуйте ці значення та помножте на 1,25 (25% запасу). Якщо ДБЖ використовується з інвертором, його споживчу та пускову потужність також врахуйте. Отримане число й буде потрібною вам потужністю ДБЖ. 

Приклад розрахунку потужності ДБЖ 

Припустімо, що ви хочете підключити комп’ютер до ДБЖ. Тож рахуємо споживання: монітор – 50 Вт, системний блок – 300 Вт. Загальна потужність споживачів складатиме: 300+50 = 350 Вт.  

Рахуємо запас 25% (для стабільної роботи): 350*1,25 = 437,5 Вт. 

Далі ділимо на коефіцієнт потужності (нижче наводимо пояснення визначенню) самого ДБЖ (візьмемо 0,8): 437,5/0,8 = 546.8 Вт 

!Безперебійник має повну (максимальну) та активну (номінальну або ефективну) потужність. Якщо повна потужність ДБЖ складає 100 кВт, то активна буде 0,8 кВт. Тобто до нього можна підключати техніку, яка споживатиме не більше цього значення. 0,8 кВт – і є коефіцієнтом потужності. У кожної моделі він різний, тому дивіться на показник номінальної потужності.    

Тож вам потрібна модель безперебійника з потужністю не менше 550 Вт. Найголовніше при виборі – враховувати споживчу та пускову потужність абсолютно всіх приладів-споживачів, від лампочки до електричного котла чи бойлера.   

• Тип ДБЖ. При виборі спирайтеся на особливості приладів-споживачів, які будуть підключені до безперебійника. Офлайн УПС захищає лише від втрати живлення с подальшим перемиканням на власний або зовнішній акумулятор, а також дозволяє вимкнути прилад у штатному режимі. Лінійно-інтерактивні не лише захищають від втрати живлення, але й здатні стабілізувати незначні стрибки напруги та усувати мережеві перешкоди. Онлайн ДБЖ захищають вашу техніку на максимальному рівні від струму короткого замикання, стрибків напруги, а також забезпечують чисту синусоїду та резервне живлення протягом певного періоду часу (залежить від потужності підключених приладів та ємності вбудованої батареї). 
• Автономна робота. Цей параметр залежить від ємності вбудованої батареї. Що вона більша, то довше ДБЖ буде живити прилади. Зазвичай, найбільш місткі є акумулятори в онлайн безперебійниках.  
• Тип монтажу. Тут виділяють моделі tower (стаціонарні, що стоять окремо) та rack mount (ті, що монтуються в стійку разом із серверним обладнанням). Вибирайте пристрій залежно від задач, для яких призначається.  

• Форма вихідної напруги. Зазвичай UPS працює з чистою (правильною) та апроксимованою синусоїдою. Більшість електронних приладів потребують правильної синусоїди, проте освітлення, комп’ютери, деяка кухонна техніка, зарядні прилади для акумуляторів тощо можуть нормально функціонувати зі ступінчастою синусоїдою.

Крім того, перевірте, чи оснащений UPS потрібним роз’ємом, щоб ви могли підключити до нього свій холодильник, телевізор, роутер чи котел.  

Наприкінці зверніть увагу на додаткові функції та можливості джерела безперебійного живлення. Це зробить його використання зручним та функціональними. Серед корисних додаткових опцій: наявність вбудованого регулятора напруги AVR, синхронізація з комп’ютером чи телефоном за допомогою застосунку, наявність слота для мережевої карти, віддалене налаштування та керування, захист від перенапруги, можливість підключення зовнішніх акумуляторів, генератора чи іншого джерела живлення. 

Для альтернативного живлення техніки іноді одного безперебійника не достатньо. Тож яке додаткове обладнання може знадобитися та як його підібрати, розповідаємо далі.     

Додаткове обладнання для безперебійника – що треба купити  

Припустімо, що потрібно забезпечити роботу газового котла. У магазині ви купили лінійно-інтерактивний безперебійник і підключили до нього нагрівач. Однак вбудованої батареї ДБЖ вистачає усього на ≈ 20-30 хвилин роботи. Щоб котел працював протягом тривалого часу, можна купити зовнішній акумулятор та інвертор. Останній потрібний для перетворення струму з постійного (який надходить із зовнішньої батареї) на змінний з чистою синусоїдою, від якого працюють електричні складові приладу. На цьому етапі виникає питання, як правильно вибрати інвертор та акумулятор для котла, а також іншої побутової техніки, щоб забезпечити їх стабільну роботу. Далі розберемося у кожному питанні окремо. 

Вибираємо інвертор 

• Рахуємо потрібну потужність за наступним принципом: сумуємо споживання енергії усіх приладів, що потребують живлення. Також враховуйте й пускову потужність, якщо мова про техніку з двигуном (котли, холодильники, порохотяги тощо). 

Приклад розрахунку потужності інвертора для газового котла  

Припустимо, що модель з електричним елементом запалювання та керування споживає 150 Вт. Циркуляційна помпа для розподілу теплоносія – 60 Вт. Також враховуємо її пускову потужність, що зазвичай вдвічі більше і складає ≈ 120 Вт.  Загальна потужність: 150+60+120 = 330 Вт.  

Закладаємо запас 25% і рахуємо кінцеве споживання: 330*1,25 = 412,5 Вт. 

Отже, ви маєте купити інвертор для котла з потужністю не менше 420 Вт. 

Якщо до ДБЖ з інвертором будуть під’єднані додаткові прилади, рахуйте і їх потужність також.   

• Сумісність із батареєю. Перевірте, чи оснащений інвертор портами, які необхідні для підключення зовнішнього акумулятора.  
• Час автономного живлення, якщо прилад має вбудовану батарею. Зазвичай, цей параметр вказується в інструкції до моделі при 100% та при 50% навантаженні.  
• Додаткові опції: автоматичне перемикання на живлення від акумулятора, захист від перевантаження, віддалене керування через застосунок тощо.  

Отже, як вибрати та купити перетворювач напруги для роботи з безперебійником ви тепер знаєте. Далі поговоримо про акумулятори для живлення побутової техніки. Їх вибір є трохи складнішим, бо потребує більше розрахунків. Але, ми допоможемо вам в усьому розібратися. 

Щоб вибрати акумулятор для ДБЖ потрібно: 

• Визначити тип акумулятора. Краще купувати літій-іонні чи літій-залізо-фосфатні акумулятори. Вони безпечні, мають високу енергетичну щільність та розраховані на велику кількість циклів заряду\розряду. 

Важливо!

Не використовуйте свинцево-кислотні та гелеві акумулятори в побуті. Вони не призначені для роботи з інвертором та ДБЖ, можуть нагрітися та призвести до надзвичайної ситуації.  

• Визначити ємність акумулятора. Цей показник також залежить від потужності, яку споживає підключена до безперебійника побутова техніка. Щоб розрахувати значення, скористайтеся формулою: Потужність у Вт помножити на бажаний час роботи. Отримане значення розділити на напругу акумулятора, зазвичай це 12 В. Наприклад, потужність нашого котла складає 330 Вт і ви хочете, щоб він працював протягом 4 годин. Тож маємо наступний розрахунок: 330 Вт*4 год = 1320. Далі 1320/12В = 110 А\г. Отже, вам потрібний акумулятор ємністю не менше 110 А/г. 

На ємність акумулятора додатково впливає коефіцієнт корисної дії ДБЖ та інвертора, які будуть підключені. Якщо ККД цих приладів буде на рівні 90%, то це означатиме, що вони споживатимуть енергії більше, ніж віддаватимуть на виході. Тож, щоб заряду батареї вистачило на живлення побутового приладу, а також безперебійника та перетворювача, треба додатково прораховувати втрату.

Якщо ваш інвертор буде мати потужність 400 Вт при ККД 90%, рахуємо його споживання: 400/0,9 = 444 Вт. Маємо додаткові 44 Вт/год. Така ж формула працює і на розрахунок для УПС-а.   

За допомогою цих формул ви зможете порахувати потрібну потужність інвертора та ємність акумулятора для будь-якого побутового приладу. Головне – правильно визначити рівень споживання  та закласти певну кількість потужності для запасу, щоб прилади працювали стабільно.  

Також для роботи обладнання вам знадобляться з'єднувальні кабелі. Зазвичай, коли ви купуєте таке обладнання в магазині, консультант одразу рекомендує супутні аксесуари для підключення або ж вони продаються в комплекті. 

Отже, безперебійник – це важливе обладнання для стабільної роботи вашої побутової техніки, особливо під час вимкнення світла. Адже він не лише забезпечує безперервний цикл функціонування, але й захищає вашу електроніку від замикання, стрибків напруги та інших перешкод мережі. Щоб забезпечити роботу ваших приладів протягом кількох годин, може знадобитися додаткове обладнання, таке як інвертор та акумулятор. Перед вибором та покупкою обладнання для альтернативного живлення, зверніться за консультацією до електрика. Фахівець дасть практичні поради щодо підбору інвертора, акумулятора та ДБЖ. Адже він краще розуміється на специфіці електрообладнання і знає, які несподіванки можуть чекати при встановленні.  

Вибирайте джерела безперебійного живлення в інтернет-магазині tech.gas.ua. В асортименті є як бюджетні резервні моделі, так і технологічні лінійно-інтерактивні та онлайн ДБЖ. Своїм клієнтам ми пропонуємо комплексні рішення для забезпечення альтернативного живлення домівки. У наявності також генератори, зарядні станції, інвертори та акумулятори, сонячні панелі та інші аксесуари. Якщо вам складно самостійно вибрати потрібний пристрій, зверніться за консультацією до наших менеджерів. Допоможемо вам визначитися з обладнанням, оформимо замовлення та швидко доставимо Новою поштою.