Автоматичните задвижвания на врати в критични съоръжения са необходими за поддържане на аварийния изход по време на прекъсвания на електрозахранването, но повечето задвижвания са проектирани за захранване от мрежата без възможност за резервно захранване. Най-често срещаният режим на повреда е вратата да се заключва затворена по време на прекъсване на електрозахранването, затваряйки обитателите вътре в съоръжението или предотвратявайки достъпа до евакуационния път по време на пожар или друга аварийна ситуация. Правилното интегриране на резервната батерия предотвратява тези режими на повреда, като поддържа работата на вратата за необходимото време на работа по време на прекъсването.

Това ръководство преструктурира това решение за монтажници на автоматични врати, системни интегратори и мениджъри на критични съоръжения. То се основава на над 15-годишния опит на Ningbo Yufan Beifan Automatic Door Co., Ltd.автоматична плъзгаща се вратаопит в проектирането на инсталации за болници, летища, центрове за данни, хладилни складове и търговски обекти, включително интеграция на резервни батерии.

Защо интеграцията на резервни батерии за автоматични врати е важна в критични съоръжения

Автоматичната интеграция на резервна батерия за врата е инженерен процес на интегриране на вторичен източник на захранване с оператора на вратата, за да се поддържа работата по време на прекъсване на основното захранване. Интеграцията не е по избор в критични съоръжения: тя е задължителна съгласно кодовете за безопасност (NFPA 101, EN 16005, IBC) и се изисква за съответствие с разрешението за строеж и проверката за пожарна безопасност. Интеграцията обхваща избора на батерия, конфигурацията на зарядното устройство, интеграцията с контролера на оператора на вратата и процедурата за наблюдение и тестване.

Най-често срещаният режим на повреда е заключването на вратата по време на прекъсване на захранването. Това се случва, когато операторът на вратата разчита на основното захранване за отключване на ключалката, а резервното захранване не е свързано към веригата за отключване на ключалката. Резултатът е, че вратата не може да се отвори по време на прекъсването, което заклещва обитателите или предотвратява достъпа до евакуационни пътища. Решението е да се интегрира резервната батерия както с веригата за захранване на двигателя, така и с веригата за отключване на ключалката, така че вратата да може да се отваря автоматично по време на прекъсването на захранването.

Вторият най-често срещан начин на повреда е неправилната поддръжка на резервната батерия. Батерията се износва с времето и капацитетът ѝ пада под необходимото време за работа. Без годишно тестване, повредата не се открива, докато не настъпи действителното прекъсване на захранването. Решението е да се внедри годишна процедура за тест за разреждане и да се смени батерията, когато времето за работа падне под 80% от зададеното време за работа. Интегрираният резервен модул Ningbo Yufan Beifan включва схема за наблюдение на батерията, която алармира, когато капацитетът на батерията падне под прага.

3-те технологии за резервни батерии: SLA / LiFePO4 / Суперкондензатор

Трите технологии за резервни батерии, представени по-долу, обхващат практическите опции за резервно захранване на автоматични врати. Всяка технология се характеризира с енергийна плътност, жизнен цикъл, цена и типично приложение.

Трите технологии покриват практическия диапазон на резервните батерии. SLA е най-евтиният вариант, но има най-кратък жизнен цикъл и изисква по-честа подмяна. LiFePO4 е стандартът за повечето критични приложения в съоръженията, тъй като жизненият цикъл (8-10 години) съответства на типичния цикъл на поддръжка, а цената е разумна. Суперкондензаторът е специализираният вариант за приложения с висок цикъл на зареждане (напр. автоматични врати, които се зареждат и пускат над 100 пъти на ден), където дългият жизнен цикъл и бързото зареждане оправдават по-високата цена.

Скоростта на саморазреждане е скоростта, с която батерията губи заряд, когато не се използва. SLA има най-висок саморазряд (3-5% на месец), което изисква по-чести цикли на зареждане. LiFePO4 има най-нисък саморазряд (1-3% на месец), което го прави идеален за приложения за резервно захранване, където батерията стои бездействаща за дълги периоди. Суперкондензаторът има най-висок саморазряд (10-20% на месец), което изисква по-чести цикли на зареждане, но позволява бързо презареждане, когато основното захранване се възстанови.

5 сценария за критични съоръжения: Болница / Летище / Център за данни / Хладилно съхранение / Пожарен изход

Петте критични сценария за съоръжения по-долу обхващат основните приложни среди за интеграция на автоматична резервна батерия за врати. Всеки сценарий се характеризира с типичния оператор на вратата, необходимото време на работа, препоръчителната технология на батерията и специфичния стандарт за съответствие.

5-те сценария покриват практическия диапазон на резервните батерии. За болница времето за работа е 4 часа (изискване на NFPA 101 за здравеопазване), а капацитетът на батерията е 2-5 kWh. За летище времето за работа е 90 минути (търговско изискване на NFPA 101), а капацитетът на батерията е 1-3 kWh. За център за данни времето за работа е 30 минути (евакуационен път), а капацитетът на батерията е 0,5-1 kWh. За хладилно съхранение времето за работа е 90 минути и батерията трябва да е устойчива на ниски температури (LiFePO4 с нискотемпературен електролит). За пожарен изход времето за работа е 90 минути и батерията трябва да е интегрирана със системата за пожарна аларма.

Препоръчителната технология на батериите е LiFePO4 за всичките 5 сценария, тъй като 8-10-годишният жизнен цикъл съответства на типичния цикъл на поддръжка, а цената е разумна. SLA е подходящ само за инсталации с нисък трафик, където по-ниската цена надвишава по-краткия жизнен цикъл. Суперкондензаторът е подходящ само за инсталации с висок цикъл на работа, където дългият жизнен цикъл оправдава по-високата цена. Ningbo Yufan Beifan препоръчва LiFePO4 за повечето критични инсталации в съоръженията.

Формула за изчисляване на капацитета на резервната батерия

Капацитетът на резервната батерия се изчислява по стандартната формула:Капацитет (kWh) = Мощност на вратата (W) x Време на работа (h) / 1000 / DoD, където DoD е дълбочината на разреждане (0,8 за LiFePO4, 0,5 за SLA). Мощността на вратата е номиналната мощност на двигателя (обикновено 100 W за BF150/YF200) плюс управляващата електроника (обикновено 10-20 W). Времето на работа е минималното необходимо време на работа съгласно местния стандарт за безопасност.

За плъзгаща се врата BF150 със 100W мотор и 15W управляваща електроника, мощността на вратата е 115W. За 90 минути (1,5 часа) работа с LiFePO4 (DoD 0.8), капацитетът е 115 x 1,5 / 1000 / 0,8 = 0,22 kWh. За 4 часа работа с LiFePO4, капацитетът е 115 x 4 / 1000 / 0,8 = 0,58 kWh. Следващият размер търговска батерия е 1 kWh, което осигурява допълнителен запас за действителния работен цикъл на двигателя (двигателят работи само по време на отваряне на вратата, а не непрекъснато).

За люлееща се врата YFSW200 с 80W мотор и 15W управляваща електроника, мощността на вратата е 95W. За 90 минути работа с LiFePO4, капацитетът е 95 x 1,5 / 1000 / 0,8 = 0,18 kWh. За 4 часа работа, капацитетът е 95 x 4 / 1000 / 0,8 = 0,48 kWh. Следващият размер търговска батерия е 1 kWh, което осигурява адекватен запас. Ningbo Yufan Beifan доставя стандартни резервни батерийни модули с капацитет 1, 2, 3 и 5 kWh както за LiFePO4, така и за SLA технологии.

Съответствие с NFPA 101, EN 16005, IBC и ADA

Четирите стандарта за съответствие за интегриране на резервна батерия за автоматична врата обхващат времето за работа, тестването и изискванията за документация.

• NFPA 101 (Кодекс за безопасност на живота):Изисква 90 минути достъп за изход за повечето търговски сгради и 4 часа за здравни заведения. Батерията трябва да се тества ежегодно с тест за разреждане, а резултатите от теста трябва да се документират в дневника за поддръжка на съоръжението.
• EN 16005 (Европейски електрически пешеходни врати):Изисква 30 минути работа за общи автоматични врати и 90 минути за врати за евакуационни пътища. Батерията трябва да се тества ежегодно с тест за разреждане, а резултатите от теста трябва да се документират.
• Международен строителен кодекс (IBC):Изисква автоматичните врати на средствата за евакуация да останат функционални по време на аварийната евакуация. IBC приема изискванията на NFPA 101 чрез препратка за повечето типове обитаване.
• Закон за американците с увреждания (ADA):Изисква автоматичните врати да останат достъпни за хора с увреждания по време на аварийна евакуация. ADA не определя време на работа, но изисква работата на вратата да не изисква физическа сила или сръчност извън възможностите на оператора.

Четирите стандарта обхващат съответствието за пазарите в САЩ и Европа. За други пазари, еквивалентните местни стандарти (Австралия AS 1428, Китай GB 50763 и др.) обикновено приемат изискванията на NFPA 101 или EN 16005. Резервните батерийни системи на Ningbo Yufan Beifan отговарят на стандартите NFPA 101 и EN 16005, с документация за интеграция с IBC и ADA.

Често срещани клопки при интегрирането на резервни батерии

Четири капана се появяват многократно при интегрирането на резервни батерии за автоматични задвижвания на врати. Всеки от тях е лесен за избягване на етапа на планиране и скъп за коригиране след монтажа.

Капка 1: Недостатъчен капацитет на батерията за необходимото време на работа

Най-често срещаният недостатък е подценяването на капацитета на батерията само въз основа на мощността, посочена на табелката на двигателя, без да се отчитат действителният работен цикъл и ефективността на инвертора. Резултатът е, че действителното време на работа е по-кратко от необходимото време на работа и вратата се поврежда, преди захранването да бъде възстановено. Решението е да се приложи формулата за изчисление на капацитета с 30-50% марж за действителния работен цикъл и ефективността на инвертора. Ningbo Yufan Beifan препоръчва търговска батерия със следващия размер над изчисления капацитет за марж на безопасност.

Капка 2: Несвързване на резервната батерия към веригата за освобождаване на ключалката

Някои инсталатори свързват резервната батерия само към захранването на двигателя, но не и към веригата за освобождаване на ключалката. Резултатът е, че вратата може да се отвори от двигателя, но ключалката не може да се освободи по време на прекъсване на захранването. Решението е да се интегрира резервната батерия както към веригата за захранване на двигателя, така и към веригата за освобождаване на ключалката. Интегрираният резервен модул Ningbo Yufan Beifan включва и двете вериги в стандартната конфигурация.

Капка 3: Неадекватна поддръжка и тестване на батерията

Резервната батерия изисква годишен тест за разреждане, за да се провери капацитетът ѝ за работа. Без годишен тест, влошаването на батерията не се открива, докато не настъпи действителното прекъсване на захранването. Решението е да се внедри процедура за годишен тест за разреждане и батерията да се смени, когато времето за работа падне под 80% от посоченото време за работа. Интегрираният резервен модул на Ningbo Yufan Beifan включва схема за наблюдение на батерията, която регистрира циклите на разреждане и алармира, когато батерията се нуждае от смяна.

Капка 4: Пренебрегване на производителността при ниски температури за инсталации за съхранение на студ

За инсталации за студено съхранение (температура на околната среда под 0°C), стандартният капацитет на батерията пада до 50-70% от номиналния капацитет. Резултатът е, че действителното време на работа е по-кратко от изчисленото време на работа. Решението е да се посочи батерията, предназначена за студено съхранение (LiFePO4 с нискотемпературен електролит) и да се приложи допълнителен марж на капацитет от 30-50% за намаляване на номиналните стойности при студена температура. Батерията Ningbo Yufan Beifan, предназначена за студено съхранение, е предназначена за работа при -20°C с опция за изолиран корпус.

5-стъпков метод за избор на резервна батерия

Методологията за избор от 5 стъпки по-долу се отнася за монтажници на автоматични врати и мениджъри на съоръжения, които избират интеграция на резервни батерии за критични съоръжения. Всяка стъпка има измерим резултат, който се използва в следващата стъпка.

1. Стъпка 1: Определете критичността на съоръжението.Определете критичността на съоръжението (болница, летище, център за данни, хладилно хранилище, авариен изход, общо търговско предприятие). Критичността определя времето на работа и изискванията за резервиране.
2. Стъпка 2: Определете стандарта за съответствие.Определете стандарта за съответствие (NFPA 101, EN 16005, IBC, ADA). Стандартът определя минималното време на работа и изискванията за тестване.
3. Стъпка 3: Изчислете капацитета на батерията.Изчислете капацитета на батерията въз основа на консумацията на енергия от оператора на вратата, очаквания работен цикъл по време на прекъсването и необходимото време на работа. Приложете 30-50% резерв за действителния работен цикъл и ефективността на инвертора.
4. Стъпка 4: Изберете технология на батерията.Изберете технологията на батерията (SLA за нисък трафик, LiFePO4 за стандартна, суперкондензатор за висок цикъл). Технологията определя жизнения цикъл и изискванията за поддръжка.
5. Стъпка 5: Проверете интеграцията и тестването.Проверете съвместимостта на зарядното устройство с оператора на вратата (24V DC вход, ограничение на зарядния ток, изключване при ниско напрежение). Проверете интеграцията с контролера на оператора за наблюдение на батерията. Планирайте годишната процедура за тест за разреждане.

5-те стъпки се отнасят както за нови инсталации на автоматични врати, така и за съществуващи модернизации на врати. За модернизации, стъпка 1 започва със съществуващото съоръжение, а стъпка 5 валидира интеграцията на резервната батерия. За нови инсталации, стъпка 1 започва с изискванията към сградата, а стъпка 5 пуска системата в експлоатация. Ningbo Yufan Beifan предоставя инженерна поддръжка и за двата сценария.

Интеграция със система за пожарна аларма и аварийно излизане

За автоматични врати на аварийни пътища, интеграцията на резервната батерия трябва да бъде координирана със системата за пожарна аларма, за да се гарантира правилното функциониране на вратата по време на аварийна евакуация. Интеграцията обхваща три сценария: (1) нормална работа с налично основно захранване; (2) нормална работа с активна резервна батерия (прекъсване на основното захранване, но без пожар); (3) аварийна работа с активна пожарна аларма (прекъсване на основното захранване и задействана пожарна аларма).

За нормална работа с основно захранване: вратата работи на основното захранване, а резервната батерия се поддържа в постоянно зареждане от зарядното устройство на оператора на вратата. Веригата за наблюдение на резервната батерия проверява състоянието на зареждане на батерията и напрежението на постоянно зареждане.

При нормална работа с активна резервна батерия (прекъсване на основното захранване): вратата автоматично превключва на захранване от резервната батерия без прекъсване. Работата на вратата продължава нормално и скоростта на цикъла може да бъде намалена, за да се удължи времето на работа на батерията. Контролерът на оператора на вратата регистрира събитието за прекъсване на захранването в дневника за поддръжка.

При аварийна работа с активна пожарна аларма: вратата се отваря автоматично до напълно отворено положение и остава отворена, докато пожарната аларма не се изчисти или резервната батерия не се изчерпи. Това е режим на безопасно отменяне, който предотвратява заключването на вратата по време на евакуация при пожар. Интеграцията със системата за пожарна аларма изисква контактът на релето за пожарна аларма (обикновено NO или NC) да бъде свързан към входа за пожарна аларма на оператора на вратата. Когато пожарната аларма се задейства, операторът на вратата влиза в авариен режим и държи вратата отворена.

Интегрираният резервен модул Ningbo Yufan Beifan включва стандартно интерфейс за пожарна аларма. Модулът поддържа както нормално отворени (NO), така и нормално затворени (NC) контакти за пожарна аларма, а логиката на приоритета се конфигурира чрез менюто за настройки на оператора на вратата. Интеграцията се проверява по време на теста за въвеждане в експлоатация чрез симулиране на задействането на пожарната аларма и проверка дали вратата влиза в авариен режим в рамките на зададеното време за реакция (обикновено 1-2 секунди).

Често задавани въпроси