Správné plánování a výpočet napájecích jednotek
V technickém srdci každé budovy – rozváděči – je pro bezproblémový provoz automatizace rozhodující pečlivé rozmístění napájecích zdrojů s ohledem na potřebný výkon.
Správné navržení napájení pro 24 V v rozvodné skříni je úkol, který vyžaduje jak technické znalosti, tak prozíravé plánování.
V tomto článku se podíváme na některé důležité aspekty, které je třeba vzít v úvahu při plánování napájecích jednotek pro systémy automatizace budov, a na problémy, které mohou nastat.
1. Výpočet celkového výkonu
Prvním a nejdůležitějším krokem je výpočet celkového výkonu potřebného pro všechna 24 V zařízení. Tento výpočet musí zohledňovat nejen současné požadavky, ale také počítat s budoucím rozšířením. Pokud jsou napájecí jednotky poddimenzované, může to vést k přetížení a poruchám. Na druhé straně se při předimenzování často nesprávně předpokládá maximální celkový výkon všech zařízení, což vede k instalaci zbytečně velkého počtu napájecích jednotek, které zabírají místo v rozváděči a stojí peníze. Zde je obzvláště důležitá jedna veličina – tzv. faktor souběžnosti.
Nástroj Plánování projektu v Loxone Configu vypočítá potřebný výkon zcela automaticky na základě plánovaných komponent.
2. Faktor souběžnosti
Používá se pro komponenty, jako je osvětlení a zvuk, a odráží pravděpodobnost, kolik z těchto komponent je současně na 100 % aktivních. V soukromých budovách se jedná o koeficient přibližně 0,3, tj. 30 % celkového výkonu (při centrálním napájení).
Pro distribuční komponenty, jako je Miniserver a Extensiony, a také pro všechna periferní zařízení, jako jsou detektory přítomnosti nebo Touche, se počítá 100 % požadovaného výkonu.
Příklad výpočtu světla:
Maximální příkon Loxone RGBW LED pásku o délce 5 m je 86 W. V konfiguraci Loxone Config je však zapnutí rozděleno mezi tři kanály RGB a kanál W. To znamená, že při použití tohoto 5m barevného LED pásku lze aktivovat maximálně 64 W. (2,66 A místo 3,58 A).
Spotřeba energie na kanál (RGBW LED pásek 5m):
Červená: 20 W
Zelená: 23 W
Modrá: 21 W
Teplá bílá: 22 W
Max.: 86 W
Naměřené hodnoty z praxe:
Spoty s pulzně šířkovou modulací (PWM), jako jsou například RGBW Spot Tree, vyžadují pouze 60 % nominálního příkonu při 80 % jasu.
80 % jasu – 4,92 W
100 % jasu – 7,5 W
Příklad výpočtu audia:
Jeden výstup Audioserveru Loxone je počítán s efektivním výkonem 18 W (při frekvenci 1 kHz). Tento výkon by byl potřebný při maximální zapnuté hlasitosti. Ovšem pouze pro hudbu s velmi nízkými frekvencemi.
Naměřené hodnoty z praxe:
Při tiché hudbě je při 100 % hlasitosti potřeba pouze 40 %* celkového výkonu.
Welcome to My World – Depeche mode
25 % hlasitosti – 3,2 W
100 % hlasitosti – 9,6 W
Animals – Martin Garrix
25 % hlasitosti – 3,4 W
100 % hlasitosti – 14,4 W
Měřeno na Install Speaker 7 Passive.
*Hodnoty se vztahují k efektivním hodnotám naměřeného proudu, protože ten je s hudbou velmi dynamický.
3. Plánování rezervy výkonu
Doporučuje se zajistit rezervu výkonu přibližně o 20 % vyšší, než je vypočtený faktor souběžnosti, který jsme již zmínili v předchozím bodě. Tato rezerva pomáhá absorbovat neočekávané zátěžové špičky a poskytuje prostor pro pozdější rozšíření systému.
Power Supply & Backup Může po dobu až 10 sekund dodávat 60 A namísto maximálně přípustných 40 A, uvedených v technické dokumentaci.
4. Kvalita a spolehlivost
Napájecí jednotky by se neměly vybírat pouze na základě jejich výkonu. Kvalitní napájecí zdroje s dobrou účinností a ochrannými funkcemi, jako je ochrana proti zkratu, ochrana proti přetížení a tepelná ochrana, jsou rozhodující pro životnost a bezpečnost celého systému.
Elektromagnetická kompatibilita (EMC):
Instalace několika napájecích jednotek v rozváděči může vést k elektromagnetickému rušení. Je důležité vybrat napájecí zdroje, které mají dobré vlastnosti z hlediska elektromagnetické kompatibility, a v případě potřeby provést dodatečná stínicí opatření.
5. Pozor na tvorbu tepla
Komponenty by měly být v rozvaděči umístěny strategicky, aby se zabránilo jejich přehřátí:
Napájecí jednotky: Protože napájecí zdroje jsou jedním z největších zdrojů tepla, měly by být umístěny v prostorách s dobrou ventilací. Doporučuje se neumisťovat je přímo vedle jiných zdrojů tepla nebo doprostřed rozvaděče, aby se minimalizovala akumulace tepla. Pokud je to možné, měly by být instalovány v blízkosti větracích otvorů nebo na místech s přirozeným prouděním vzduchu.
Jističe: Pokud je to možné, měly by být umístěny na začátku rozváděče, kde jsou snadno přístupné. Teplo generované jističi je obecně nižší než u napájecích jednotek nebo řídicí jednotky, proto je jejich umístění flexibilnější.
6. Kabeláž a připojení
Více napájecích jednotek znamená také více práce s kabeláží. Každá svorka, každý spoj a každý šroubek znamená další zdroj chyb. V případě rozváděče počítejte s přibližně 2-5 % chyb ve všech zapojeních. Pokud se podaří minimalizovat celkový počet spojů, zkrátí se tím nejen doba instalace, ale i případné odstraňování problémů. Příjemným doplňkovým efektem je úspora místa v rozváděči.
Pro spolehlivost napájení je proto zásadní správné vedení kabeláže a bezpečné připojení. Dbejte na to, aby byly průřezy kabelů dostatečně dimenzovány a aby byly všechny spoje bezpečně připojeny.
7. Údržba a monitorování
V případě zkratu nebo přetížení vedení by měl být každý vyvedený obvod samostatně jištěn. Abyste se vyhnuli zdlouhavému řešení problémů, je dobré tyto pojistky monitorovat, abyste byli upozorněni na jejich vypnutí. Rovněž má smysl měřit spotřebu energie, abyste zjistili potenciální úspory a vyhnuli se plýtvání energií. Naše doporučení: Power Supply & Backup jako řešení „vše v jednom“.
Největší výzvou je často dynamická povaha projektu. Změny ve fázi plánování nebo neočekávané prodloužení. Souhrnně lze říci, že plánování napájecích jednotek pro automatizaci budov je úkol, který zdaleka přesahuje pouhé sčítání výkonových hodnot. Vyžaduje komplexní porozumění technickým požadavkům, výhledové plánování a schopnost flexibilně reagovat na nepředvídatelné problémy.
Ptejte se zdarma
Prokonzultujte s námi váš projekt nebo se staňte Loxone Partnerem v několika málo krocích!