Avtomatski pogoni vrat v kritičnih objektih morajo vzdrževati delovanje v sili med izpadi električne energije, vendar je večina pogonov zasnovanih za napajanje iz omrežja brez rezervne zmogljivosti. Najpogostejši način okvare je, da se vrata med izpadom električne energije zaklenejo, zaradi česar so potniki ujeti v objektu ali pa je omogočen dostop do evakuacijskih poti med požarom ali drugim izrednim dogodkom. Pravilna integracija rezervne baterije preprečuje te načine okvare tako, da med izpadom ohranja delovanje vrat za potreben čas delovanja.

Ta priročnik prestrukturira to odločitev za monterje avtomatskih vrat, sistemske integratorje in upravljavce kritičnih objektov. Črpa se iz več kot 15-letnih izkušenj podjetja Ningbo Yufan Beifan Automatic Door Co., Ltd.avtomatski pogon drsnih vratizkušnje z načrtovanjem za bolnišnice, letališča, podatkovne centre, hladilnice in komercialne objekte, vključno z integracijo rezervnih baterij.

Zakaj je integracija rezervnih baterij za avtomatska vrata pomembna v kritičnih objektih

Integracija samodejne rezervne baterije za vrata je inženirski postopek integracije sekundarnega vira napajanja z pogonom vrat za ohranitev delovanja med izpadom glavne električne energije. Integracija v kritičnih objektih ni neobvezna: obvezna je v skladu z varnostnimi predpisi (NFPA 101, EN 16005, IBC) in je potrebna za skladnost z gradbenim dovoljenjem in požarno varnostnim pregledom. Integracija zajema izbiro baterije, konfiguracijo polnilnika, integracijo s krmilnikom pogona vrat ter postopek spremljanja in testiranja.

Najpogostejši vzrok okvare je zaklepanje vrat med izpadom električne energije. Do tega pride, ko se pogon vrat za odklepanje ključavnice zanaša na glavno napajanje, rezervno napajanje pa ni priključeno na tokokrog za odklepanje ključavnice. Posledica tega je, da vrat med izpadom ni mogoče odpreti, kar ujame potnike ali prepreči dostop do evakuacijskih poti. Rešitev je v integraciji rezervne baterije z napajalnim tokokrogom motorja in tokokrogom za odklepanje ključavnice, tako da se vrata med izpadom lahko samodejno odprejo.

Drugi najpogostejši vzrok okvare je nepravilno vzdrževanje rezervne baterije. Baterija se sčasoma izprazni, njena zmogljivost pa pade pod zahtevani čas delovanja. Brez letnega testiranja se okvara ne zazna, dokler ne pride do dejanskega izpada električne energije. Rešitev je uvedba letnega preizkusa praznjenja in zamenjava baterije, ko čas delovanja pade pod 80 % predpisanega časa delovanja. Integrirani rezervni modul Ningbo Yufan Beifan vključuje vezje za spremljanje baterije, ki sproži alarm, ko zmogljivost baterije pade pod prag.

3 tehnologije rezervnih baterij: SLA / LiFePO4 / Superkondenzator

Spodaj navedene 3 tehnologije rezervnih baterij zajemajo praktične možnosti za rezervno napajanje avtomatskih vrat. Vsako tehnologijo zaznamujejo gostota energije, življenjski cikel, stroški in tipična uporaba.

Tri tehnologije pokrivajo praktično območje rezervnih baterij. SLA je najcenejša možnost, vendar ima najkrajši življenjski cikel in zahteva pogostejšo menjavo. LiFePO4 je standard za večino kritičnih aplikacij v objektih, ker življenjski cikel (8–10 let) ustreza tipičnemu vzdrževalnemu ciklu, stroški pa so razumni. Superkondenzator je posebna možnost za aplikacije z visokim ciklom (npr. avtomatska vrata, ki se zaprejo več kot 100-krat na dan), kjer dolg življenjski cikel in hitro polnjenje upravičujeta višje stroške.

Stopnja samopraznjenja je hitrost, s katero baterija izgublja napolnjenost, ko ni v uporabi. SLA ima najvišjo stopnjo samopraznjenja (3–5 % na mesec), kar zahteva pogostejše cikle polnjenja. LiFePO4 ima najnižjo stopnjo samopraznjenja (1–3 % na mesec), zaradi česar je idealen za rezervne aplikacije, kjer baterija dlje časa miruje. Superkondenzator ima najvišjo stopnjo samopraznjenja (10–20 % na mesec), kar zahteva pogostejše cikle polnjenja, vendar omogoča hitro polnjenje, ko je glavno napajanje ponovno vzpostavljeno.

5 scenarijev kritičnih objektov: bolnišnica / letališče / podatkovni center / hladilnica / požarni izhod

Spodaj navedenih 5 kritičnih scenarijev za objekte zajema primarna okolja uporabe za integracijo rezervnih baterij za avtomatska vrata. Vsak scenarij je označen s tipičnim pogonom vrat, potrebnim časom delovanja, priporočeno tehnologijo baterij in specifičnim standardom skladnosti.

5 scenarijev pokriva praktični razpon rezervnih baterij. Za bolnišnico je čas delovanja 4 ure (zahteve NFPA 101 za zdravstveno varstvo), kapaciteta baterije pa je 2–5 kWh. Za letališče je čas delovanja 90 minut (komercialne zahteve NFPA 101), kapaciteta baterije pa je 1–3 kWh. Za podatkovne centre je čas delovanja 30 minut (evakuacijska pot), kapaciteta baterije pa je 0,5–1 kWh. Za hladilnice je čas delovanja 90 minut, baterija pa mora biti odporna proti mrazu (LiFePO4 z nizkotemperaturnim elektrolitom). Za požarni izhod je čas delovanja 90 minut, baterija pa mora biti integrirana s sistemom požarnega alarma.

Priporočena tehnologija baterij je LiFePO4 za vseh 5 scenarijev, ker se 8-10-letni življenjski cikel ujema s tipičnim vzdrževalnim ciklom in so stroški razumni. SLA je primeren le za inštalacije z malo prometa, kjer nižji stroški odtehtajo krajši življenjski cikel. Superkondenzator je primeren le za inštalacije z veliko cikli, kjer dolg življenjski cikel upravičuje višje stroške. Ningbo Yufan Beifan priporoča LiFePO4 za večino kritičnih inštalacij v objektih.

Formula za izračun kapacitete rezervne baterije

Kapaciteta rezervne baterije se izračuna po standardni formuli:Zmogljivost (kWh) = Moč vrat (W) x Čas delovanja (h) / 1000 / DoD, kjer je DoD globina praznjenja (0,8 za LiFePO4, 0,5 za SLA). Moč vrat je nazivna moč motorja (običajno 100 W za BF150/YF200) plus krmilna elektronika (običajno 10–20 W). Čas delovanja je minimalni zahtevani čas delovanja v skladu z lokalnim varnostnim standardom.

Za drsna vrata BF150 s 100 W motorjem in 15 W krmilno elektroniko je moč vrat 115 W. Za 90 minut (1,5 ure) delovanja z LiFePO4 (DoD 0,8) je kapaciteta 115 x 1,5 / 1000 / 0,8 = 0,22 kWh. Za 4 ure delovanja z LiFePO4 je kapaciteta 115 x 4 / 1000 / 0,8 = 0,58 kWh. Komercialna baterija naslednje velikosti ima 1 kWh, kar zagotavlja dodatno rezervo za dejanski delovni cikel motorja (motor deluje samo med odpiranjem vrat, ne neprekinjeno).

Za nihajna vrata YFSW200 z motorjem 80 W in krmilno elektroniko 15 W je moč vrat 95 W. Za 90 minut delovanja z LiFePO4 je kapaciteta 95 x 1,5 / 1000 / 0,8 = 0,18 kWh. Za 4 ure delovanja je kapaciteta 95 x 4 / 1000 / 0,8 = 0,48 kWh. Komercialna baterija naslednje velikosti ima 1 kWh, kar zagotavlja zadostno rezervo. Ningbo Yufan Beifan dobavlja standardne rezervne baterijske module z zmogljivostjo 1, 2, 3 in 5 kWh za tehnologijo LiFePO4 in SLA.

Skladnost z NFPA 101, EN 16005, IBC in ADA

Štirje standardi skladnosti za integracijo rezervnih baterij za avtomatska vrata zajemajo čas delovanja, testiranje in zahteve glede dokumentacije.

• NFPA 101 (Zakonik o življenjski varnosti):Za večino poslovnih stavb je potrebna 90-minutna razpoložljivost izhoda, za zdravstvene ustanove pa 4 ure. Baterijo je treba letno preizkusiti s preizkusom praznjenja, rezultate preizkusa pa je treba dokumentirati v dnevniku vzdrževanja objekta.
• EN 16005 (Evropska vrata za pešce na električni pogon):Za splošna avtomatska vrata je potrebno 30 minut delovanja, za vrata za evakuacijske poti pa 90 minut. Baterijo je treba letno preizkusiti s preizkusom praznjenja, rezultate preizkusa pa dokumentirati.
• Mednarodni gradbeni predpisi (IBC):Zahteva, da avtomatska vrata na izhodnih poteh ostanejo delujoča med trajanjem evakuacije v sili. IBC za večino vrst uporabe sprejema zahteve NFPA 101 s sklicevanjem.
• Zakon o Američanih z invalidnostjo (ADA):Zahteva, da avtomatska vrata ostanejo dostopna invalidom med evakuacijo v sili. Zakon ADA ne določa časa delovanja, vendar zahteva, da upravljanje vrat ne zahteva fizične moči ali spretnosti, ki presega zmožnosti upravljavca.

Štirje standardi pokrivajo področje skladnosti za ameriški in evropski trg. Za druge trge lokalni ekvivalentni standardi (avstralski AS 1428, kitajski GB 50763 itd.) običajno sprejemajo zahteve NFPA 101 ali EN 16005. Rezervni baterijski sistemi Ningbo Yufan Beifan so standardno skladni z NFPA 101 in EN 16005, z dokumentacijo za integracijo IBC in ADA.

Pogoste pasti pri integraciji rezervnih baterij

Pri integraciji rezervnih baterij za avtomatske pogone vrat se vedno znova pojavljajo štiri pasti. Vsaki se je v fazi načrtovanja enostavno izogniti, po namestitvi pa jo je drago odpraviti.

Past 1: Premajhna zmogljivost baterije za zahtevani čas delovanja

Najpogostejša past je poddimenzioniranje kapacitete baterije samo na podlagi moči motorja, navedene na nazivni ploščici, brez upoštevanja dejanskega delovnega cikla in učinkovitosti pretvornika. Posledica tega je, da je dejanski čas delovanja krajši od zahtevanega časa delovanja, vrata pa odpovejo, preden se napajanje ponovno vzpostavi. Rešitev je uporaba formule za izračun kapacitete s 30–50-odstotno maržo za dejanski delovni cikel in učinkovitost pretvornika. Ningbo Yufan Beifan priporoča komercialno baterijo naslednje velikosti nad izračunano kapaciteto zaradi varnostne rezerve.

Past 2: Nepriključitev rezervne baterije na vezje za sprostitev ključavnice

Nekateri monterji priključijo rezervno baterijo samo na napajanje motorja, ne pa tudi na vezje za odklepanje ključavnice. Posledica tega je, da motor lahko odpre vrata, ključavnice pa med izpadom električne energije ni mogoče odkleniti. Rešitev je v integraciji rezervne baterije tako v vezje za napajanje motorja kot v vezje za odklepanje ključavnice. Integrirani rezervni modul Ningbo Yufan Beifan v standardni konfiguraciji vključuje oba vezja.

Past 3: Neustrezno vzdrževanje in testiranje baterij

Rezervna baterija zahteva letno testiranje praznjenja, da se preveri njena zmogljivost delovanja. Brez letnega testiranja se degradacija baterije ne zazna, dokler ne pride do dejanskega izpada električne energije. Rešitev je uvedba letnega postopka testiranja praznjenja in zamenjava baterije, ko čas delovanja pade pod 80 % navedenega časa delovanja. Integrirani rezervni modul Ningbo Yufan Beifan vključuje vezje za spremljanje baterije, ki beleži cikle praznjenja in sproži alarm, ko je treba baterijo zamenjati.

Past 4: Neupoštevanje delovanja hladnih temperatur za hladilne sisteme

Pri hladilnicah (temperatura okolice pod 0 °C) se standardna kapaciteta baterije zmanjša na 50–70 % nazivne kapacitete. Posledica tega je, da je dejanski čas delovanja krajši od izračunanega časa delovanja. Rešitev je določiti baterijo, ki je primerna za hladno delovanje (LiFePO4 z nizkotemperaturnim elektrolitom), in uporabiti dodatno 30–50-odstotno rezervo kapacitete za zmanjšanje nazivne vrednosti pri nizkih temperaturah. Baterija Ningbo Yufan Beifan, primerna za hladno delovanje, je ocenjena za delovanje pri -20 °C z možnostjo izoliranega ohišja.

5-stopenjska metoda izbire rezervne baterije

Spodnja 5-stopenjska metodologija izbire velja za monterje avtomatskih vrat in upravitelje objektov, ki izberejo integracijo rezervnih baterij za kritične objekte. Vsak korak ima merljiv rezultat, ki se upošteva pri naslednjem koraku.

1. 1. korak: Določite kritičnost objekta.Določite kritičnost objekta (bolnišnica, letališče, podatkovni center, hladilnica, požarni izhod, splošni komercialni objekt). Kritičnost določa čas delovanja in zahteve glede redundance.
2. 2. korak: Določite standard skladnosti.Določite standard skladnosti (NFPA 101, EN 16005, IBC, ADA). Standard določa minimalni čas delovanja in zahteve glede testiranja.
3. 3. korak: Izračunajte kapaciteto baterije.Izračunajte kapaciteto baterije na podlagi porabe energije pogona vrat, pričakovanega delovnega cikla med izpadom in potrebnega časa delovanja. Za dejanski delovni cikel in učinkovitost pretvornika uporabite 30–50 % rezervo.
4. 4. korak: Izberite tehnologijo baterije.Izberite tehnologijo baterij (SLA za nizek promet, LiFePO4 za standardno uporabo, superkondenzator za visokociklično uporabo). Tehnologija določa življenjski cikel in zahteve glede vzdrževanja.
5. 5. korak: Preverite integracijo in testiranje.Preverite združljivost polnilnika z upravljalnikom vrat (vhod 24 V DC, omejitev polnilnega toka, izklop pri nizki napetosti). Preverite integracijo s krmilnikom upravljalnika za spremljanje akumulatorja. Načrtujte letni postopek preizkusa praznjenja.

5 korakov velja tako za nove vgradnje avtomatskih vrat kot za obstoječe naknadne vgradnje vrat. Pri naknadnih vgradnjah se 1. korak začne z obstoječim objektom, 5. korak pa potrdi integracijo rezervne baterije. Pri novih vgradnjah se 1. korak začne z zahtevami stavbe, 5. korak pa zažene sistem. Ningbo Yufan Beifan nudi inženirsko podporo za oba scenarija.

Integracija s sistemom požarnega alarma in sistemom za nujni izhod

Pri avtomatskih vratih na poteh za evakuacijo v sili mora biti integracija rezervne baterije usklajena s sistemom požarnega alarma, da se zagotovi pravilno delovanje vrat med evakuacijo v sili. Integracija zajema tri scenarije: (1) normalno delovanje z razpoložljivim glavnim napajanjem; (2) normalno delovanje z aktivno rezervno baterijo (izpad glavnega napajanja, vendar brez požara); (3) delovanje v sili z aktivnim požarnim alarmom (izpad glavnega napajanja in sprožen požarni alarm).

Za normalno delovanje z glavnim napajanjem: vrata delujejo na glavni vir napajanja, rezervno baterijo pa polni polnilnik upravljalnika vrat. Vezje za nadzor rezervne baterije preverja stanje napolnjenosti baterije in napetost vzdrževalnega polnjenja.

Pri normalnem delovanju z aktivno rezervno baterijo (izpad glavnega napajanja): vrata samodejno preklopijo na napajanje iz rezervne baterije brez prekinitve. Delovanje vrat se normalno nadaljuje, hitrost cikla pa se lahko zmanjša, da se podaljša čas delovanja baterije. Krmilnik pogona vrat zabeleži dogodek izpada napajanja v dnevnik vzdrževanja.

Za delovanje v sili z aktivnim požarnim alarmom: vrata se samodejno odprejo v popolnoma odprt položaj in ostanejo odprta, dokler se požarni alarm ne počisti ali se rezervna baterija ne izprazni. To je varnostni način preglasitve, ki preprečuje, da bi se vrata med evakuacijo v primeru požara zaklenila. Integracija s sistemom požarnega alarma zahteva, da je kontakt releja požarnega alarma (običajno NO ali NC) priključen na vhod požarnega alarma upravljalnika vrat. Ko se sproži požarni alarm, upravljalnik vrat preklopi v zasilni način in drži vrata odprta.

Integrirani rezervni modul Ningbo Yufan Beifan standardno vključuje vmesnik za požarni alarm. Modul podpira tako normalno odprte (NO) kot normalno zaprte (NC) kontakte za požarni alarm, logiko prioritete pa je mogoče konfigurirati prek nastavitvenega menija upravljalnika vrat. Integracija se preveri med preizkusom zagona s simulacijo sprožilca požarnega alarma in preverjanjem, ali vrata v določenem odzivnem času (običajno 1–2 sekundi) preklopijo v zasilni način.

Pogosto zastavljena vprašanja