Автоматические дверные приводы на объектах критической инфраструктуры необходимы для обеспечения эвакуации в случае отключения электроэнергии, однако большинство приводов рассчитаны на работу от сети без резервного питания. Наиболее распространенная неисправность заключается в том, что дверь закрывается во время отключения электроэнергии, блокируя людей внутри здания или препятствуя эвакуации в случае пожара или другой чрезвычайной ситуации. Правильная интеграция резервного аккумулятора предотвращает эти неисправности, поддерживая работу двери в течение необходимого времени автономной работы во время отключения электроэнергии.

Данное руководство поможет установщикам автоматических дверей, системным интеграторам и руководителям объектов критически важной инфраструктуры принять правильное решение. Оно основано на более чем 15-летнем опыте компании Ningbo Yufan Beifan Automatic Door Co., Ltd.автоматический-раздвижной-дверный-операторОпыт проектирования систем для больниц, аэропортов, центров обработки данных, холодильных складов и коммерческих объектов, включая интеграцию резервных аккумуляторных батарей.

Почему интеграция резервных батарей в автоматические двери важна на объектах критической важности

Интеграция резервного источника питания в автоматическую дверь — это инженерный процесс интеграции вторичного источника питания с приводом двери для поддержания его работы во время отключения основного электропитания. Интеграция не является необязательной на критически важных объектах: она обязательна в соответствии с нормами безопасности (NFPA 101, EN 16005, IBC) и требуется для соответствия требованиям разрешения на строительство и противопожарной проверки. Интеграция включает в себя выбор батареи, настройку зарядного устройства, интеграцию с контроллером привода двери, а также процедуру мониторинга и тестирования.

Наиболее распространенная неисправность — это заклинивание двери во время отключения электроэнергии. Это происходит, когда привод двери использует основное электропитание для разблокировки замка, а резервное питание не подключено к цепи разблокировки замка. В результате дверь не может быть открыта во время отключения электроэнергии, что приводит к блокировке находящихся внутри людей или препятствует доступу к эвакуационным путям. Решение заключается в интеграции резервной батареи как с цепью питания двигателя, так и с цепью разблокировки замка, чтобы дверь могла автоматически открываться во время отключения электроэнергии.

Вторая по распространенности причина отказа — ненадлежащее техническое обслуживание резервной батареи. Батарея со временем изнашивается, и ее емкость падает ниже требуемого времени работы. Без ежегодного тестирования неисправность не обнаруживается до фактического отключения электроэнергии. Решение заключается в внедрении ежегодной процедуры проверки разряда и замене батареи, когда время работы падает ниже 80% от заданного времени. Интегрированный резервный модуль Ningbo Yufan Beifan включает в себя схему мониторинга батареи, которая подает сигнал тревоги, когда емкость батареи падает ниже порогового значения.

Три технологии резервных батарей: SLA / LiFePO4 / Суперконденсатор

Ниже представлены 3 технологии резервного питания от батарей, описывающие практические варианты резервного питания автоматических дверей. Каждая технология характеризуется плотностью энергии, сроком службы, стоимостью и типичным применением.

Три технологии охватывают практический диапазон резервных батарей. Свинцово-кислотные батареи (SLA) — самый дешевый вариант, но имеют самый короткий срок службы и требуют более частой замены. Литий-железо-фосфатные батареи (LiFePO4) являются стандартом для большинства критически важных объектов, поскольку срок их службы (8-10 лет) соответствует типичному циклу технического обслуживания, а стоимость является приемлемой. Суперконденсаторы — это специализированный вариант для применений с высокой частотой циклов (например, автоматические двери, которые срабатывают более 100 раз в день), где длительный срок службы и быстрая зарядка оправдывают более высокую стоимость.

Скорость саморазряда — это скорость, с которой батарея теряет заряд, когда не используется. У свинцово-кислотных аккумуляторов (SLA) самый высокий саморазряд (3-5% в месяц), что требует более частых циклов зарядки. У литий-железо-фосфатных аккумуляторов (LiFePO4) самый низкий саморазряд (1-3% в месяц), что делает их идеальными для резервных систем, где батарея долгое время находится в режиме ожидания. У суперконденсаторов самый высокий саморазряд (10-20% в месяц), что требует более частых циклов зарядки, но позволяет быстро заряжать батарею при восстановлении основного электропитания.

5 сценариев критически важных объектов: больница / аэропорт / центр обработки данных / холодильный склад / пожарный выход

Ниже описаны 5 критически важных сценариев эксплуатации объектов, охватывающих основные условия применения систем резервного питания для автоматических дверей. Каждый сценарий характеризуется типичным типом дверного привода, требуемым временем автономной работы, рекомендуемой технологией батарей и конкретным стандартом соответствия.

Пять сценариев охватывают практический диапазон работы резервных батарей. Для больницы время работы составляет 4 часа (требование NFPA 101 для медицинских учреждений), а емкость батареи — 2–5 кВт·ч. Для аэропорта время работы составляет 90 минут (требование NFPA 101 для коммерческих объектов), а емкость батареи — 1–3 кВт·ч. Для центра обработки данных время работы составляет 30 минут (эвакуационный путь), а емкость батареи — 0,5–1 кВт·ч. Для холодильного склада время работы составляет 90 минут, и батарея должна быть рассчитана на работу при низких температурах (LiFePO4 с низкотемпературным электролитом). Для пожарного выхода время работы составляет 90 минут, и батарея должна быть интегрирована с системой пожарной сигнализации.

Рекомендуемая технология аккумуляторов — LiFePO4 для всех 5 сценариев, поскольку срок службы 8-10 лет соответствует типичному циклу технического обслуживания, а стоимость является приемлемой. SLA подходит только для объектов с низкой интенсивностью эксплуатации, где более низкая стоимость перевешивает более короткий срок службы. Суперконденсатор подходит только для объектов с высокой интенсивностью эксплуатации, где длительный срок службы оправдывает более высокую стоимость. Нинбо Юфан Бэйфан рекомендует LiFePO4 для большинства критически важных объектов.

Формула расчета емкости резервной батареи

Емкость резервного аккумулятора рассчитывается по стандартной формуле:Емкость (кВт·ч) = Мощность двери (Вт) × Время работы (ч) / 1000 / DoDгде DoD — глубина разряда (0,8 для LiFePO4, 0,5 для SLA). Мощность дверцы — номинальная мощность двигателя (обычно 100 Вт для BF150/YF200) плюс мощность управляющей электроники (обычно 10-20 Вт). Время работы — минимальное требуемое время работы согласно местным стандартам безопасности.

Для раздвижной двери BF150 с двигателем мощностью 100 Вт и управляющей электроникой мощностью 15 Вт мощность двери составляет 115 Вт. При времени работы 90 минут (1,5 часа) с литий-железо-фосфатным аккумулятором (глубина разряда 0,8 мм) емкость составляет 115 x 1,5 / 1000 / 0,8 = 0,22 кВт·ч. При времени работы 4 часа с литий-железо-фосфатным аккумулятором емкость составляет 115 x 4 / 1000 / 0,8 = 0,58 кВт·ч. Аккумулятор следующего типоразмера для коммерческого использования имеет емкость 1 кВт·ч, что обеспечивает дополнительный запас для фактического рабочего цикла двигателя (двигатель работает только во время открытия двери, а не непрерывно).

Для распашной двери YFSW200 с двигателем мощностью 80 Вт и управляющей электроникой мощностью 15 Вт мощность двери составляет 95 Вт. При 90 минутах работы с литий-железо-фосфатным аккумулятором емкость составляет 95 x 1,5 / 1000 / 0,8 = 0,18 кВт·ч. При 4 часах работы емкость составляет 95 x 4 / 1000 / 0,8 = 0,48 кВт·ч. Следующий по размеру коммерческий аккумулятор имеет емкость 1 кВт·ч, что обеспечивает достаточный запас. Компания Ningbo Yufan Beifan поставляет стандартные модули резервных батарей емкостью 1, 2, 3 и 5 кВт·ч как для литий-железо-фосфатных, так и для свинцово-кислотных аккумуляторов.

Соответствие стандартам NFPA 101, EN 16005, IBC и ADA.

Четыре стандарта соответствия для интеграции резервных батарей в автоматические двери охватывают требования к времени автономной работы, тестированию и документации.

• NFPA 101 (Кодекс пожарной безопасности):Для большинства коммерческих зданий требуется 90 минут обеспечения возможности эвакуации, а для медицинских учреждений — 4 часа. Батарея должна ежегодно проверяться методом разряда, а результаты проверки должны быть задокументированы в журнале технического обслуживания объекта.
• EN 16005 (Европейские автоматические пешеходные двери):Для обычных автоматических дверей требуется 30 минут работы, а для дверей эвакуационных выходов — 90 минут. Аккумулятор необходимо ежегодно проверять на разряд, а результаты проверки должны быть задокументированы.
• Международный строительный кодекс (IBC):Требуется, чтобы автоматические двери на путях эвакуации оставались исправными на протяжении всего периода эвакуации. В IBC (Международный строительный кодекс) для большинства типов зданий приняты требования NFPA 101 в качестве ссылки.
• Закон об американцах с ограниченными возможностями (ADA):Закон требует, чтобы автоматические двери оставались доступными для лиц с ограниченными возможностями во время эвакуации в чрезвычайных ситуациях. Закон об американцах с ограниченными возможностями (ADA) не устанавливает время работы, но требует, чтобы управление дверью не требовало физической силы или ловкости, выходящих за рамки возможностей оператора.

Эти 4 стандарта охватывают сферу соответствия требованиям для рынков США и Европы. Для других рынков местные эквивалентные стандарты (Австралия AS 1428, Китай GB 50763 и т. д.) обычно принимают требования либо NFPA 101, либо EN 16005. Системы резервного питания Ningbo Yufan Beifan соответствуют стандартам NFPA 101 и EN 16005, с документацией по интеграции в IBC и ADA.

Распространенные ошибки при интеграции резервных батарей

При интеграции резервных батарей в автоматические дверные приводы часто встречаются четыре типичные ошибки. Каждой из них легко избежать на этапе планирования, но исправление ошибок после установки обходится дорого.

Первая ошибка: Недостаточная емкость батареи для требуемого времени работы.

Наиболее распространенная ошибка — это занижение емкости батареи, исходя только из номинальной мощности двигателя, без учета фактического рабочего цикла и КПД инвертора. В результате фактическое время работы оказывается короче требуемого, и дверь выходит из строя до восстановления электропитания. Решение заключается в применении формулы расчета емкости с запасом в 30-50% для фактического рабочего цикла и КПД инвертора. Нинбо Юфан Бэйфан рекомендует использовать коммерческие батареи на порядок большей емкости, чем расчетная, для обеспечения запаса прочности.

Ошибка 2: Неподключение резервной батареи к цепи разблокировки замка.

Некоторые установщики подключают резервную батарею только к питанию двигателя, но не к цепи разблокировки замка. В результате дверь открывается двигателем, но замок не открывается во время отключения электроэнергии. Решение заключается в интеграции резервной батареи как с цепью питания двигателя, так и с цепью разблокировки замка. Интегрированный резервный модуль Ningbo Yufan Beifan включает обе цепи в стандартной комплектации.

Ошибка 3: Недостаточное техническое обслуживание и тестирование батареи.

Для проверки емкости резервного аккумулятора необходимо ежегодно проводить его тестирование на разряд. Без ежегодного тестирования деградация аккумулятора не обнаруживается до фактического отключения электроэнергии. Решение заключается в внедрении процедуры ежегодного тестирования на разряд и замене аккумулятора, когда время работы падает ниже 80% от заявленного. Интегрированный резервный модуль Ningbo Yufan Beifan включает в себя схему мониторинга аккумулятора, которая регистрирует циклы разряда и подает сигнал тревоги, когда аккумулятор нуждается в замене.

Ошибка 4: Игнорирование характеристик работы при низких температурах в холодильных установках.

Для установок с низкими температурами хранения (температура окружающей среды ниже 0°C) стандартная емкость батареи снижается до 50-70% от номинальной. В результате фактическое время работы оказывается короче расчетного. Решение заключается в выборе батареи с низкими температурами хранения (LiFePO4 с низкотемпературным электролитом) и добавлении дополнительного запаса емкости в 30-50% для компенсации снижения номинальной емкости при низких температурах. Батарея Ningbo Yufan Beifan с низкими температурами хранения рассчитана на работу при -20°C и имеет опцию изолированного корпуса.

Пятиступенчатый метод выбора резервной батареи

Описанная ниже пятиэтапная методика выбора применима к установщикам автоматических дверей и управляющим объектами, выбирающим интеграцию резервных батарей для критически важных объектов. Каждый этап имеет измеримый результат, который влияет на следующий этап.

1. Шаг 1: Определите критичность объекта.Определите критичность объекта (больница, аэропорт, центр обработки данных, холодильный склад, пожарный выход, коммерческое помещение общего назначения). Критичность определяет время автономной работы и требования к резервированию.
2. Шаг 2: Определить стандарт соответствия.Определите стандарт соответствия (NFPA 101, EN 16005, IBC, ADA). Стандарт определяет минимальное время работы и требования к испытаниям.
3. Шаг 3: Рассчитайте емкость батареи.Рассчитайте емкость батареи, исходя из энергопотребления дверного привода, ожидаемого рабочего цикла во время отключения электроэнергии и необходимого времени работы. Примените запас в 30-50% с учетом фактического рабочего цикла и КПД инвертора.
4. Шаг 4: Выберите технологию батареи.Выберите технологию аккумуляторов (SLA для низкого уровня нагрузки, LiFePO4 для стандартных, суперконденсатор для высокого уровня циклов зарядки/разрядки). Технология определяет срок службы и требования к техническому обслуживанию.
5. Шаг 5: Проверка интеграции и тестирование.Проверьте совместимость зарядного устройства с приводом двери (вход 24 В постоянного тока, ограничение зарядного тока, отключение при низком напряжении). Проверьте интеграцию с контроллером привода для мониторинга батареи. Спланируйте процедуру ежегодного тестирования на разряд.

Пять этапов применимы как к установке новых автоматических дверей, так и к модернизации существующих. При модернизации этап 1 начинается с анализа существующего объекта, а этап 5 проверяет интеграцию резервной батареи. При новых установках этап 1 начинается с определения требований к зданию, а этап 5 включает ввод системы в эксплуатацию. Компания Ningbo Yufan Beifan оказывает инженерную поддержку в обоих случаях.

Интеграция с системой пожарной сигнализации и аварийными выходами.

Для автоматических дверей на аварийных путях эвакуации интеграция резервного аккумулятора должна быть согласована с системой пожарной сигнализации, чтобы обеспечить корректную работу двери во время эвакуации. Интеграция охватывает три сценария: (1) нормальная работа при наличии основного питания; (2) нормальная работа при активном резервном аккумуляторе (отключение основного питания, но отсутствие пожара); (3) аварийная работа при активной пожарной сигнализации (отключение основного питания и срабатывание пожарной сигнализации).

При нормальной работе от основного источника питания: дверь работает от основного источника питания, а резервная батарея поддерживается в режиме поддерживающего заряда зарядным устройством дверного привода. Схема контроля резервной батареи проверяет состояние заряда батареи и напряжение поддерживающего заряда.

При нормальной работе с активной резервной батареей (при отключении основного питания): дверь автоматически переключается на питание от резервной батареи без прерывания работы. Работа двери продолжается в обычном режиме, а скорость цикла может быть снижена для увеличения времени работы от батареи. Контроллер привода двери регистрирует событие отключения питания в журнале технического обслуживания.

В аварийном режиме при срабатывании пожарной сигнализации: дверь автоматически открывается в полностью открытое положение и остается открытой до тех пор, пока не будет сброшена пожарная тревога или не разрядится резервная батарея. Это режим аварийного отключения, предотвращающий блокировку двери во время эвакуации при пожаре. Для интеграции с системой пожарной сигнализации необходимо подключить контакт реле пожарной сигнализации (обычно нормально разомкнутый или нормально замкнутый) к входу пожарной сигнализации привода двери. При срабатывании пожарной сигнализации привод двери переходит в аварийный режим и удерживает дверь в открытом положении.

Встроенный резервный модуль Ningbo Yufan Beifan включает в себя интерфейс пожарной сигнализации в стандартной комплектации. Модуль поддерживает как нормально разомкнутые (НО), так и нормально замкнутые (НЗ) контакты пожарной сигнализации, а логика приоритета настраивается через меню настроек дверного привода. Интеграция проверяется во время пусконаладочных испытаний путем имитации срабатывания пожарной сигнализации и проверки перехода двери в аварийный режим в течение заданного времени срабатывания (обычно 1-2 секунды).

Часто задаваемые вопросы