Jak wybrać urządzenia do zasilania awaryjnego w domu?

Wybór urządzeń do zasilania awaryjnego

Czas, w jakim budynek będzie pozbawiony zasilania, zależy głównie od przyczyny i rozległości awarii, jaka nastąpiła na linii zasilającej. Szczególnie długotrwałe bywają przerwy w dostawie energii elektrycznej, spowodowane silnymi wiatrami i w efekcie zerwania sieci przez przewracające się drzewa.

Często naprawa odcinków linii jest możliwa dopiero po kilku dniach. Niedogodności, związane z brakiem zasilania, mieszkańcy domów zaczynają odczuwać po 4-6 godzinach, zwłaszcza zimą, gdy szybko zapada zmrok i przestaje funkcjonować ogrzewanie.

Utrudnienia będą szczególnie duże w budynku wyposażonym w liczne układy sterowania wyposażenia domu, gdzie brak prądu uniemożliwi, np. otwarcie bramy wjazdowej, drzwi do garażu, funkcjonowanie wentylacji czy opuszczenie lub podniesienie rolet. Planując zainstalowanie zasilania awaryjnego, musimy wybrać urządzenia, które są niezbędne do w miarę wygodnego korzystania z domu.

Brak prądu to przede wszystkim brak oświetlenia, co po zapadnięciu zmroku uniemożliwia komunikację wewnątrz bez przenośnej latarki. Ze względu na dostępne obecnie źródła światła typu LED, utworzenie nawet rozbudowanego obwodu oświetlenia awaryjnego nie pobiera dużo prądu (pojedyncze lampy mają moc 0,5-5 W) i mogą też pracować przy zasilaniu prądem stałym 12 V.

Jak zabezpieczyć piec c.o. i pozostałe urządzenia podczas awarii zasilania?

W okresie zimowym największy problem związany z brakiem zasilania przysparza system ogrzewania. Już po kilku godzinach przerwy domu robi się chłodno. Większość obecnie użytkowanych systemów ogrzewania wymaga podłączenia do prądu elektrycznego, niezbędnego do pracy pompy obiegowej, wentylatora nadmuchowego, podajnika paliwa oraz często rozbudowanego systemu automatyki. W skrajnych przypadkach brak zasilania prądem może doprowadzić do poważnej awarii.

W prostych obiegach grzewczych z kotłem na paliwo stałe, który nie jest wyposażony w skuteczną regulację mocy, może dojść do niebezpiecznego przegrzania, gdy pozbawiona dopływu prądu pompa obiegowa uniemożliwia cyrkulację wody grzejnej.

Sytuacja może być szczególnie groźna, gdy rury c.o. mają małą średnicę, a w pompie nie zamontowano obejścia z zaworem różnicowym, który pozwala na grawitacyjny obieg wody grzejnej.

Długotrwała przerwa w zasilaniu elektrycznym sprawia, że w urządzeniach chłodniczych wzrasta temperatura przechowywanych produktów i zazwyczaj bezpieczny okres bezczynności agregatu chłodziarki jest oceniany na 12-18 godzin. Jednak chłodziarka w normalnym trybie również pracuje z dłuższymi przerwami, zatem można krótkotrwale zasilić ją awaryjnie z urządzenia wykorzystywanego, np. do podtrzymania pracy ogrzewania.

Brak prądu może powodować również problemy z dostępem do bieżącej wody, jeśli korzystamy z własnej studni i hydroforu. Instalacja wodociągowa zasilana jest przez pompę o stosunkowo dużej mocy często w wersji trójfazowej, zatem jej awaryjne zasilanie wymaga będzie dopasowania odpowiedniego źródła. Alternatywnym rozwiązaniem może być, np. równoległe zamontowanie pompy ręcznej bądź umieszczenie wysoko dużego zbiornika retencyjnego.

Oprócz podstawowych urządzeń zasilanych w trybie awaryjnym, często decydujemy się na podłączenie do niego sprzętów niezbędnych do pracy czy utrzymania, np. odpowiednich warunków w akwarium czy terrarium. Musimy wtedy uwzględnić ich moc i dobowe zużycie energii przy doborze takiego źródła zasilania.

W pierwszej kolejności powinniśmy ustalić potrzeby dla funkcjonowania systemu ogrzewania, bo w okresie zimowym trudno znaleźć zastępcze źródło ciepła, chyba że w domu jest tradycyjny kominek bez urządzeń nawiewnych.

Kotły gazowe pracujące w podstawowym obiegu grzewczym wymagają dostarczenia mocy na poziomie 90-150W, a średnie zapotrzebowanie na energię w czasie doby wynosi ok. 1200-2500 Wh.

Na cele oświetleniowe łączna moc nie powinna przekroczyć 10W, a przy użytkowaniu przez 8 godzin zużyjemy 80 Wh energii. Przy zasilaniu pozostałych urządzeń szacunkowo możemy przyjąć potrzebna moc na poziomie nie mniejszym niż 500 W (np. komputer, telewizor), co przy 4 godzinnym użytkowaniu wymaga dostarczenia 2000 Wh energii elektrycznej.

Zasilanie z akumulatora

Decydując się na podstawowy wariant realizacji zasilania awaryjnego, możemy wykorzystać, np. akumulator samochodowy oraz przetwornicę przekształcającą niskonapięciowy prąd stały na zmienny o napięciu 230 V. Zależnie od rodzaju przetwornicy układ może funkcjonować również jako tzw. UPS (uninterruptible power supply), samoczynnie włączając zasilanie awaryjne w momencie zaniku napięcia sieciowego.

Energooszczędna przetwornica napięcia z funkcją autostart do zasilania awaryjnego pieców i pomp c.o. Fot. VoltON.

Z reguły umożliwia też samoczynne ładowanie akumulatora. O możliwości jego wykorzystania decyduje moc przetwarzania napięcia oraz długość pracy w trybie awaryjnym, co zależy od pojemności akumulatora. Przy mocy obciążenia sięgającej niekiedy 1000 W wykorzystywany może być do zasilanie różnych urządzeń, ale przez stosunkowo krótki czas.

W praktyce ten układ może zapewnić zasilanie oświetlenia i w ograniczonym zakresie systemu ogrzewania, co jest limitowane energią zmagazynowaną w akumulatorze. Przykładowo, przy zasilaniu obiegu grzewczego, wymagającego średniej mocy rzędu 100 W, układ będzie funkcjonował (teoretycznie) przez ok. 12 godzin przy wykorzystaniu akumulatora 12V i pojemności 100 Ah. W rzeczywistości czas ten będzie krótszy ze względu na sprawność przetwornicy i spadek pojemności akumulatora z upływem czasu.

Oczywiście w sytuacjach wymagających dłuższej pracy możliwe jest podłączenie innego, naładowanego akumulatora choćby wyjętego z samochodu. Zasilanie awaryjne w tej konfiguracji jest niezwykle proste do podłączenia i z reguły służy do zasilania pojedynczego urządzenia.

Wtyczkę podłączamy do gniazda sieciowego, a doprowadzenie zasilania z akumulatora zapewniają dwa przewody, przy czym należy zachować odpowiednią ich biegunowość. Do gniazda przetwornicy wstawiamy wtyczkę zasilającą układ ogrzewania i urządzenie jest gotowe do pracy.

Zasilacz UPS z akumulatorem "żelowym" o pojemności 26Ah m.in. do pieca c.o. Fot. VoltON.

Prąd z agregatu

Przy wykorzystaniu agregatu prądotwórczego do zapewniania zasilania awaryjnego instalacji domowej, możemy nawet zapewnić podobną moc zasilania jak z sieci, a urządzenie może pracować bez przerwy przez długi czas.

W praktyce agregaty do pracy awaryjnej dobierane są na 2-3 poziomach zasilania, umożliwiając pracę określonych grup urządzeń elektrycznych. Agregat prądotwórczy to zestaw z silnikiem spalinowym napędzającym prądnice prądu zmiennego. Zależnie od mocy takiego agregatu stosowane są silniki benzynowe dwu- lub czterosuwowe, a w większych urządzeniach również wysokoprężne (diesle).

Dla potrzeb domów jednorodzinnych stosuje się głównie agregaty przenośne, w których prądnica może wytwarzać prąd jednofazowy o nominalnych parametrach 230V 50 Hz lub trójfazowy 3x400V 50 Hz.

W zależności od potrzeb zasilanie zastępcze z agregatu możemy zrealizować w jednym z trzech wariantów:

• Wariant nr 1. Rozwiązanie służące do zasilania jedynie niezbędnych odbiorników podłączonych do wydzielonego obwodu. Przy takim wariancie można zastosować agregat o mocy 800-1200 W, co powinno wystarczyć do zasilania pompy i automatyki kotła grzewczego, chłodziarki, podstawowego oświetlenia.
• Wariant nr 2. W tym rozwiązaniu zasilanie z agregatu doprowadzone jest do rozdzielnicy i teoretycznie może zasilać wszystkie urządzenia domowe. Jednak ze względu na duże zapotrzebowanie mocy, głównie przez urządzenia grzejne, a więc i konieczność zakupu odpowiednio dużego agregatu, przyjmuje się że w czasie jego pracy wszystkie "prądożerne" urządzenia nie będą pracować (pralka, bojler elektryczny, piekarnik, czajnik do wody itp). W tym wariancie moc agregatu powinna wynosić 2-2,5 kW z prądnicą jednofazową.
  
  

  Agregat prądotwórczy o maks. mocy wyjściowej 2,2 kW. Fot. Makita.
• Wariant nr 3. Wariant zapewniający samoczynne załączenie zasilania awaryjnego i możliwość uruchomienia wszystkich domowych urządzeń elektrycznych. Do tego celu potrzebny będzie agregat z rozrusznikiem elektrycznym oraz przełącznik pracy agregatu tzw. SZR. Moc agregatu powinna być zbliżona do mocy przyłączeniowej z sieci elektroenergetycznej. W momencie zaniku prądu agregat uruchamia się automatycznie.

Autor: Cezary Jankowski
Zdjęcie otwierające: Decora, Livolo Polska
Zdjęcia w tekście: VoltON, Makita