A ház otthoni biztonsági rendszere - a készülék és a működés jellemzői

A technológiai fejlődés nem áll fenn. A nagyvárosi többszintes épületek lakói elfelejtik a meghosszabbított áramszünetek eseteit és az ezekkel kapcsolatos összes bajt. A lakosság többi része számára azonban ezt a kérdést még nem oldották meg teljesen.

Az önálló családi ház vagy nyaraló tulajdonosai számára a tartalék energiával kapcsolatos kérdések továbbra is relevánsak. Államunk még nem képes teljes körűen magas színvonalú villamos energiát biztosítani.

Hogyan működik az otthoni tartalék rendszer

A műszaki biztonsági eszközök klasszikus komplexumának összetétele

A háztartási villamos készülékek normál működésének biztosítása érdekében külső elektromos energia elvesztése esetén használja:

• elemek összessége, amelyek teljes feszültsége 12, 24, 36 vagy 48 volt;

• egy inverter, amely konvertálja az akkumulátor egyenáramát váltakozó 220 V-ra.

A modern rendszerek nemcsak az redundanciával foglalkoznak, amelynek funkcióját a közelmúltban gyakran az operátor kézi kapcsolásával hajtották végre, hanem automatikus megszakítás nélküli áramellátást biztosítanak emberi beavatkozás nélkül.

Szünetmentes tápegységek (UPS)az „Off-Line, Standby” biztonsági mentési séma szerint, normál terhelés mellett működve 2 funkciót hajt végre:

1. figyelemmel kíséri az elsődleges elektromos hálózat állapotát azáltal, hogy kiszűrje a túlfeszültségeket és az abban levő elektromágneses interferenciát;

2. töltse fel az akkumulátort névleges kapacitásának megőrzése érdekében.

Ha a külső tápellátási hálózat paraméterei meghaladják a kritikus értékeket, vagy az áramellátást teljesen kikapcsolják, a szünetmentes tápegység automatizálása újracsatlakoztatja a frekvenciaváltó terhelését, amely az akkumulátoroktól egyenáramot vesz fel.

A vezérlőalapú automatizálási rendszert gyakran integrálják a modern frekvenciaváltó tervezésébe. A fenti ábra az elektromos áramfogyasztók feltételes eloszlását mutatja két csoportba aszinkron elektromos motorokkal és elektronikai tápegységekkel. Általában a lakásban vannak csatlakoztatva.

Ezt a tartalék forrásáramot általában aktívnak nevezik, mert állandóan figyeli a hálózati paramétereket, és az autonóm tápegységet csatlakoztatja a terheléshez, miután megállapította, hogy a tápegységben hibás működés történt. Ezzel a módszerrel az automatizáláshoz legalább egy kis, de meglehetősen határozott idő szükséges a helyzet elemzéséhez és a váltás végrehajtásához. Ezekben a pillanatokban rövid holtidő-szünet jön létre.

A rendszer fő hátránya a kötelező jelenléte, ám a gyakorlatban nincs különösebb hatása a háztartási készülékek működésére. Végül is a forgó villamos motorok továbbra is tehetetlenséggel működnek, nincs idő megállni, és a mikroprocesszoros számítógépes eszközök elektronikus áramkörei pontosan ugyanazokkal az algoritmusokkal vannak csatlakoztatva az UPS tartalék tápegységéhez.

Hogyan lehet csökkenteni a frekvenciaváltó és az akkumulátor terhelését?

Váltáskor csökkentheti az áramkörben fellépő energiaveszteségeket, és több módon meghosszabbíthatja az akkumulátor élettartamát.

Világító lámpák

A tartalék energiaellátó rendszer felépítése és költsége szorosan kapcsolódik a hálózat energiafogyasztásához. Ezért a villamos energia megtakarításának és az energiatakarékos technológiákra való áttérésnek különös figyelmet kell fordítania.

A frekvenciaváltó terhelésének és ugyanakkor a világítás töltésének csökkentése érdekében a szokásos izzólámpákat egyszerűen cserélheti fluoreszcens, halogén, energiatakarékos (kompakt fénycsövek) vagy LED-es lámpák.

Az elektromos fényforrásokat két csoportra oszthatja:

1. állandó használat;

2. szolgálati helyi világítás.

Ha a frekvenciaváltótól munkára vált, ez csak korlátozott források használatát teszi lehetővé, és a többi maradékát kizárólag szükség szerint kell csatlakoztatni.

Háztartási gépek algoritmusának egyszerűsítése

Szinte az összes elektronikus eszköz (televízió, számítógép, telefon és egyéb eszköz) rendelkezik tápegységgel, amely 12 volt közvetlen feszültséget hoz létre a változó 220 hálózatról. Készíthetők beépített mintákba vagy távoli, mint például egy laptop.

Ha az ilyen villamosenergia-vevőket a frekvenciaváltó táplálja, és nem egy külső hálózatból, akkor egy hagyományos csatlakozási sémával az energia kettős átalakítása történik:

• először az inverter 12 voltos feszültséget vesz a hélium-akkumulátoroktól és átalakítja ≈220-ra, amelyet a laptophoz táplálnak, mint a mi esetünkben;

• akkor ezeknek az eszközöknek a tápegysége ≈ 220 V ismét helyesbítésre kerül ± 12 V feszültségnél.

Elég logikus kizárni az ilyen folyamatokat az algoritmusokból, és amikor átkapcsol a tartalék energiára, használjon olyan áramkört, amikor a frekvenciaváltó vezérlője közvetlenül a számítógép összes elektronikai elemére 12 voltos akkumulátor feszültséget szolgáltat, anélkül, hogy az energia kettős átalakítására fordítaná az energiát. Ez úgy valósítható meg, hogy párhuzamos kimenetekből álló áramkört hozunk létre a hélium-elemek ilyen eszközökhöz történő csatlakoztatására.

A fenti példát egy laptop esetében azonban csak a tartalék tápellátási rendszer felépítésének elvét szemléltetik, bár maga a mobil számítógép rendelkezik beépített akkumulátorral, amely egy UPS funkcióit látja el.

Ha a külső áramellátást hasonló áramkörben leválasztják, akkor az inverter és az akkumulátor teljes terhelése csökken.

A nap, a szél, a víz, a belső égésű motor energiájának fenntartása

A helyesen kiválasztott áramkörnél a hélium-akkumulátorok hosszú ideig fenntartanak energiát, ám kapacitásuk nem végtelen. Eljön az idő, amikor újratöltésre lesz szükségük.

Ehhez általában más áramforrások energiáját használják:

• napelem;

• egy működő generátor elektromágneses tere.

A napenergia felhasználása

A napelemek terveit folyamatosan fejlesztik, népszerűek. Egyre inkább megtalálhatók nemcsak a háztartások fogyasztói helyfoglalási rendszerekben, hanem a villamos energia fő forrásaiként is.

Napelemek használatakor fontos beállítani a vezérlő működési algoritmusát úgy, hogy a napenergia nem csak a hélium-akkumulátorok kapacitását támogassa, hanem egy elektronikus áramkörrel közvetlenül áramlik a fogyasztói tápegységekbe, és ezeket árammal látja el.

A napelemek használatáról a tartalék tápegységben itt olvashat bővebben: Napenergia erőművek otthoni használatra

Generátorkészletek használata

Háztartási használatra, forgó váltóáramú gépek. Generátoruk van a forgórész és az állórész forgó elektromágneses tereinek aránya szerint:

1. szinkron;

2. aszinkron.

Az első tervek összetettebbek, jól érzékelik a forgó villamos motorok által létrehozott induktív terheléseket, ám drágábbak.

Az aszinkron generátorokat elsősorban az izzólámpákból származó aktív terhelés biztosítására fejlesztették ki világítási áramkörökben, hőelektromos fűtőberendezésekben (TEN) és hasonló eszközökben. Annak érdekében, hogy reaktív fogyasztókat elláthassunk velük, jelentős különbséget kell biztosítani a generátorteljesítmény mellett, mivel ezek rosszul tolerálják a tranziensek aszimmetrikus alkotóelemeit, amelyek az áramkörben fellépnek az elektromos motorok indításakor.

A generátor forgórészének előmozdítása és fenntartása érdekében nyomatékot kell alkalmazni rá. Forrása lehet energia:

• szél;

• vízáramok;

• belső égésű motor.

Szélenergia a ház számára

A környezetbarát technológiához tartozik az áramtermeléshez.A szél energia elfogására alapozott otthoni tartalék energiaellátási rendszer azonban nem mindig hatékony. A légkörben a különböző klimatikus körülmények között mozgó légtömeg mennyisége és sebessége jelentősen különbözik.

Oroszország nagy részében a szél nem állandó, sok okból, ideértve az évszakot és az időjárási viszonyokat is. Ezeket a meteorológiai szolgálat felügyeli és gyűjti. Méréseik alapján csak körülbelül becsülhető meg a szélturbinák hatékonysága a nyomaték generálására és a generátorra továbbítására.

A szélgenerátor által generált energiát a következők befolyásolják:

• szélturbina tervezése;

• a járókerék helyének és magasságának megválasztása;

• helyes telepítés;

• alkalmazott áramkör és még sok más tényező.

További információ a szélenergia felhasználásáról itt: Szélgenerátorok Oroszországban - hogyan válasszuk ki, telepítsük és kerüljük el a csalódást 

A mozgó víz energiájának kihasználása

A vízenergia otthoni felhasználása jelentősen megkönnyítheti a ház tulajdonosának életét. De a folyók és patakok nem mindig áramolnak otthonunk közelében ...

Ezen kívül tavaink általában télen fagynak, vastag jégréteggel borítva. És ez nagymértékben bonyolítja az áramellátást, de nem zárja ki teljesen annak használatát.

A hidraulikus turbinák jégképződés mélysége alá történő felszerelésére szolgáló modern technikák lehetővé teszik az energia felvételét a mozgó vízáramokból egész évben.

Az otthoni hidraulikus áramlás teljesítményének mintavételéhez a legmegfelelőbbek az egyszerű, rozsdamentes vízerőművek. Ezeket a következők alapján lehet végrehajtani:

• vízkerék;

• propeller;

• rotor Daria;

• koszorú vízerőmű.

Az üzemanyag hőenergia felhasználása egy belső égésű motorban

A modern generátorok otthoni generátorokon dolgoznak:

• benzin;

• dízel üzemanyag;

• természetes vagy cseppfolyósított gáz.

Gázgenerátorok általában úgy tervezték, hogy több órán keresztül viszonylag kis kapacitású villamos energiát termeljen. Ezeket víz- vagy akár léghűtéses rendszerrel állítják elő, aszinkron generátorokkal felszerelve.

A benzinmotorok nem sok helyet foglalnak el, kompaktok, kényelmesek a szállításhoz. Gyakran használják házak villamosenergia-ellátására, rövid építési munkák elvégzésére, ahol nincs helyhez kötött elektromos hálózat.

A nagy teljesítményű fogyasztók hosszú távú áramellátására extrém üzemi körülmények között nem alkalmasak.

Dízelgenerátorok a háztartási használatra erősebbek. A motorhűtési rendszer kivitelétől függően folyamatos működésre tervezhetők.

A gyártók szinkron vagy aszinkron generátorokkal, tápellátásvezérlő rendszerekkel és különféle bonyolultságú automatizálással állítják elő őket. Népszerűek a DES moduláris konténerkészülékei.

Az ABP funkció jelenléte kibővíti a dízel erőművek képességeit az otthoni tartalék energiarendszerekben.

Ugyanakkor, hasonlóan a benzinmotorokhoz, mérgező égéstermékeket bocsátanak ki a légkörbe, sok zajt és rezgést okoznak. Ehhez speciális technikai intézkedések elfogadását kell megkövetelni e káros tényezők csökkentése érdekében.

Gázt előállító erőművek természetes vagy cseppfolyósított gázzal működtetni. Helyhez kötött gázhálózathoz vagy cseppfolyósított gáztároló tartályokhoz vannak csatlakoztatva. Működésük költsége alacsonyabb, mint a benzinkutaknál és a dízelállomásoknál, az alacsonyabb gázárak miatt.

Tartalmazhatnak aszinkron vagy szinkron generátorokat, különféle bonyolultságú automatizálási rendszereket. Leggyakrabban konténerverzióban készülnek, a hosszú, folyamatos működés érdekében automatikus módban, távirányítás és megfigyelés lehetőségével.

Ezen túlmenően ezeknek a motoroknak az égéstermékeinek a légkörbe történő kibocsátását alacsony káros anyagok tartalma jellemzi.

A különféle kapacitásokkal és kivitelű tápegységek széles választéka, egy adott területhez rendelkezésre álló energiahordozók felhasználásával lehetővé teszi a ház tulajdonosának, hogy kiválassza az igényeinek legmegfelelőbb energiaellátó rendszert.

Olvassa el a témát is: Hogyan rendezik és működnek a szünetmentes tápegységek (UPS)?