Els operadors de portes automàtiques en instal·lacions crítiques han de mantenir la sortida d'emergència durant les interrupcions del subministrament elèctric, però la majoria dels operadors estan dissenyats per a l'alimentació de la xarxa sense capacitat de reserva. El mode de fallada més comú és que els panys de les portes es tanquin durant una interrupció del subministrament elèctric, atrapant els ocupants dins de la instal·lació o impedint l'accés a les vies d'escapament durant un incendi o una altra emergència. La correcta integració de la bateria de reserva evita aquests modes de fallada mantenint el funcionament de la porta durant el temps de funcionament necessari durant l'interrupció.

Aquesta guia reestructura aquesta decisió per a instal·ladors de portes automàtiques, integradors de sistemes i gestors d'instal·lacions crítiques. Es basa en els més de 15 anys d'experiència de Ningbo Yufan Beifan Automatic Door Co., Ltd.operador-de-portes-corredisses-automàtiquesexperiència en disseny per a hospitals, aeroports, centres de dades, magatzems frigorífics i instal·lacions comercials, inclosa la integració de bateries de reserva.

Per què és important la integració de la bateria de reserva de portes automàtiques en instal·lacions crítiques

La integració automàtica de la bateria de reserva de la porta és el procés d'enginyeria d'integrar una font d'alimentació secundària amb l'operador de la porta per mantenir el funcionament durant una apagada principal. La integració no és opcional en instal·lacions crítiques: és obligatòria segons els codis de seguretat (NFPA 101, EN 16005, IBC) i és necessària per al compliment del permís d'obra i la inspecció de seguretat contra incendis. La integració cobreix la selecció de la bateria, la configuració del carregador, la integració amb el controlador de l'operador de la porta i el procediment de monitorització i proves.

El mode de fallada més comú és que la porta es tanqui durant una apagada. Això passa quan l'operador de la porta depèn de la font d'alimentació principal per a l'obertura del pany i l'alimentació de reserva no està connectada al circuit d'obertura del pany. El resultat és que la porta no es pot obrir durant l'apagada, cosa que atrapa els ocupants o impedeix l'accés a les vies d'escapament. La solució és integrar la bateria de reserva amb el circuit d'alimentació del motor i el circuit d'obertura del pany, de manera que la porta es pugui obrir automàticament durant l'apagada.

El segon mode de fallada més comú és que la bateria de reserva no es mantingui correctament. La bateria es degrada amb el temps i la capacitat cau per sota del temps de funcionament requerit. Sense proves anuals, la fallada no es detecta fins que es produeix la fallada de corrent real. La solució és implementar un procediment de prova de descàrrega anual i substituir la bateria quan el temps de funcionament cau per sota del 80% del temps de funcionament especificat. El mòdul de reserva integrat de Ningbo Yufan Beifan inclou un circuit de monitorització de la bateria que emet una alarma quan la capacitat de la bateria cau per sota del llindar.

Les 3 tecnologies de bateria de reserva: SLA / LiFePO4 / Supercondensador

Les 3 tecnologies de bateria de reserva que es mostren a continuació cobreixen les opcions pràctiques per a l'alimentació de reserva de portes automàtiques. Cada tecnologia es caracteritza per la densitat d'energia, el cicle de vida, el cost i l'aplicació típica.

Les 3 tecnologies cobreixen la gamma pràctica de bateries de reserva. SLA és l'opció de menor cost però té el cicle de vida més curt i requereix una substitució més freqüent. LiFePO4 és l'estàndard per a la majoria d'aplicacions d'instal·lacions crítiques perquè el cicle de vida (8-10 anys) coincideix amb el cicle de manteniment típic i el cost és raonable. El supercondensador és l'opció especial per a aplicacions d'alt cicle (per exemple, portes automàtiques que fan cicles més de 100 vegades al dia) on el llarg cicle de vida i la càrrega ràpida justifiquen el cost més elevat.

La taxa d'autodescàrrega és la velocitat a la qual la bateria perd càrrega quan no s'utilitza. L'SLA té l'autodescàrrega més alta (3-5% al ​​mes), cosa que requereix cicles de càrrega més freqüents. El LiFePO4 té l'autodescàrrega més baixa (1-3% al mes), cosa que el fa ideal per a aplicacions de reserva on la bateria està inactiva durant llargs períodes. El supercondensador té l'autodescàrrega més alta (10-20% al mes), cosa que requereix cicles de càrrega més freqüents però permet una recàrrega ràpida quan es restableix l'alimentació principal.

5 Escenaris d'instal·lacions crítiques: Hospital / Aeroport / Centre de dades / Magatzem frigorífic / Sortida d'emergència

Els 5 escenaris crítics d'instal·lacions següents cobreixen els principals entorns d'aplicació per a la integració de bateries de reserva de portes automàtiques. Cada escenari es caracteritza per l'operador de porta típic, el temps de funcionament requerit, la tecnologia de bateria recomanada i l'estàndard de compliment específic.

Els 5 escenaris cobreixen l'abast pràctic de la bateria de reserva. Per a hospitals, el temps de funcionament és de 4 hores (requisit sanitari de la NFPA 101) i la capacitat de la bateria és de 2-5 kWh. Per a aeroports, el temps de funcionament és de 90 minuts (requisit comercial de la NFPA 101) i la capacitat de la bateria és d'1-3 kWh. Per a centres de dades, el temps de funcionament és de 30 minuts (ruta d'escapament) i la capacitat de la bateria és de 0,5-1 kWh. Per a emmagatzematge en fred, el temps de funcionament és de 90 minuts i la bateria ha de ser de baixa resistència al fred (LiFePO4 amb electròlit de baixa temperatura). Per a sortides d'incendis, el temps de funcionament és de 90 minuts i la bateria ha d'estar integrada amb el sistema d'alarma d'incendis.

La tecnologia de bateria recomanada és LiFePO4 per als 5 escenaris, ja que el cicle de vida de 8-10 anys coincideix amb el cicle de manteniment típic i el cost és raonable. L'SLA només és adequat per a instal·lacions de baix trànsit, on el cost més baix supera el cicle de vida més curt. El supercondensador només és adequat per a instal·lacions de cicle alt, on el cicle de vida llarg justifica el cost més alt. Ningbo Yufan Beifan recomana LiFePO4 per a la majoria d'instal·lacions crítiques.

Fórmula de càlcul de la capacitat de la bateria de reserva

La capacitat de la bateria de reserva es calcula mitjançant la fórmula estàndard:Capacitat (kWh) = Potència de la porta (W) x Temps de funcionament (h) / 1000 / DoD, on DoD és la profunditat de descàrrega (0,8 per a LiFePO4, 0,5 per a SLA). La potència de la porta és la potència nominal del motor (normalment 100 W per a BF150/YF200) més l'electrònica de control (normalment 10-20 W). El temps de funcionament és el temps de funcionament mínim requerit per la norma de seguretat local.

Per a una porta corredissa BF150 amb motor de 100 W i electrònica de control de 15 W, la potència de la porta és de 115 W. Durant un temps de funcionament de 90 minuts (1,5 hores) amb LiFePO4 (DoD 0,8), la capacitat és de 115 x 1,5 / 1000 / 0,8 = 0,22 kWh. Durant un temps de funcionament de 4 hores amb LiFePO4, la capacitat és de 115 x 4 / 1000 / 0,8 = 0,58 kWh. La bateria comercial de la mida següent és d'1 kWh, cosa que proporciona un marge addicional per al cicle de treball real del motor (el motor només funciona durant l'obertura de la porta, no contínuament).

Per a una porta batent YFSW200 amb motor de 80 W i electrònica de control de 15 W, la potència de la porta és de 95 W. Durant un temps de funcionament de 90 minuts amb LiFePO4, la capacitat és de 95 x 1,5 / 1000 / 0,8 = 0,18 kWh. Durant un temps de funcionament de 4 hores, la capacitat és de 95 x 4 / 1000 / 0,8 = 0,48 kWh. La bateria comercial de la mida següent és d'1 kWh, cosa que proporciona un marge adequat. Ningbo Yufan Beifan subministra mòduls de bateria de reserva estàndard amb capacitats d'1, 2, 3 i 5 kWh tant per a tecnologies LiFePO4 com SLA.

Conformitat amb NFPA 101, EN 16005, IBC i ADA

Els quatre estàndards de compliment per a la integració de bateries de reserva de portes automàtiques cobreixen el temps d'execució, les proves i els requisits de documentació.

• NFPA 101 (Codi de seguretat vital):Requereix 90 minuts de disponibilitat de sortida per a la majoria d'edificis comercials i 4 hores per a centres sanitaris. La bateria s'ha de provar anualment amb una prova de descàrrega i els resultats de la prova s'han de documentar al registre de manteniment de les instal·lacions.
• EN 16005 (Portes de vianants accionades elèctricament per Europa):Requereix 30 minuts de funcionament per a portes automàtiques generals i 90 minuts per a portes de vies d'escapament. La bateria s'ha de provar anualment amb una prova de descàrrega i els resultats de la prova s'han de documentar.
• Codi Internacional d'Edificació (IBC):Exigeix ​​que les portes automàtiques de les vies d'evacuació romanguin funcionals durant la durada de l'evacuació d'emergència. L'IBC adopta els requisits de la NFPA 101 com a referència per a la majoria dels tipus d'ocupació.
• Llei dels Americans amb Discapacitats (ADA):Exigeix ​​que les portes automàtiques romanguin accessibles a les persones amb discapacitat durant l'evacuació d'emergència. L'ADA no especifica un temps d'execució, però exigeix ​​que l'operació de la porta no requereixi força física ni destresa més enllà de la capacitat de l'operador.

Les 4 normes cobreixen el panorama del compliment normatiu per als mercats dels EUA i Europa. Per a altres mercats, les normes locals equivalents (Austràlia AS 1428, Xina GB 50763, etc.) solen adoptar els requisits de la NFPA 101 o la EN 16005. Els sistemes de bateries de reserva de Ningbo Yufan Beifan compleixen amb la NFPA 101 i la EN 16005 com a estàndard, amb documentació per a la integració de l'IBC i l'ADA.

Errors comuns en integrar bateries de reserva

Quatre inconvenients apareixen repetidament en la integració de bateries de reserva per a operadors de portes automàtiques. Cadascun és fàcil d'evitar en la fase de planificació i costós de corregir després de la instal·lació.

Error 1: Subdimensionar la capacitat de la bateria per al temps de funcionament necessari

L'error més comú és subdimensionar la capacitat de la bateria només en funció de la potència de la placa de referència del motor, sense tenir en compte el cicle de treball real i l'eficiència de l'inversor. El resultat és que el temps de funcionament real és més curt que el temps de funcionament requerit i la porta falla abans que es restableixi l'alimentació. La solució és aplicar la fórmula de càlcul de la capacitat amb un marge del 30-50% per al cicle de treball real i l'eficiència de l'inversor. Ningbo Yufan Beifan recomana la bateria comercial de la mida següent per sobre de la capacitat calculada per al marge de seguretat.

Trampa 2: No connectar la bateria de reserva al circuit d'alliberament del bloqueig

Alguns instal·ladors connecten la bateria de reserva només a l'alimentació del motor, però no al circuit d'obertura del pany. El resultat és que el motor pot obrir la porta però el pany no es pot alliberar durant la fallada. La solució és integrar la bateria de reserva tant amb el circuit d'alimentació del motor com amb el circuit d'obertura del pany. El mòdul de reserva integrat de Ningbo Yufan Beifan inclou tots dos circuits en la configuració estàndard.

Trampa 3: Manteniment i proves inadequats de la bateria

La bateria de reserva requereix proves de descàrrega anuals per verificar la capacitat de funcionament. Sense la prova anual, la degradació de la bateria no es detecta fins que es produeix la fallada de corrent real. La solució és implementar un procediment de prova de descàrrega anual i substituir la bateria quan el temps de funcionament baixi per sota del 80% del temps de funcionament especificat. El mòdul de reserva integrat de Ningbo Yufan Beifan inclou un circuit de monitorització de la bateria que registra els cicles de descàrrega i emet alarmes quan cal substituir la bateria.

Trampa 4: Ignorar el rendiment a baixa temperatura per a les instal·lacions d'emmagatzematge en fred

Per a instal·lacions d'emmagatzematge en fred (temperatura ambient inferior a 0 °C), la capacitat estàndard de la bateria baixa fins al 50-70% de la capacitat nominal. El resultat és que el temps de funcionament real és més curt que el temps de funcionament calculat. La solució és especificar la bateria de baixa capacitat (LiFePO4 amb electròlit de baixa temperatura) i aplicar un marge de capacitat addicional del 30-50% per a la reducció de la temperatura en fred. La bateria de baixa capacitat Ningbo Yufan Beifan està classificada per a un funcionament a -20 °C amb l'opció de carcassa aïllada.

Mètode de selecció de la bateria de reserva en 5 passos

La metodologia de selecció en 5 passos que s'indica a continuació s'aplica als instal·ladors de portes automàtiques i als gestors d'instal·lacions que seleccionen la integració de bateries de reserva per a instal·lacions crítiques. Cada pas té un resultat mesurable que s'inclou en el pas següent.

1. Pas 1: Identificar la criticitat de les instal·lacions.Identificar la criticitat de les instal·lacions (hospital, aeroport, centre de dades, magatzem frigorífic, sortida d'emergència, comercial en general). La criticitat determina el temps d'execució i els requisits de redundància.
2. Pas 2: Determinar l'estàndard de compliment.Determineu la norma de compliment (NFPA 101, EN 16005, IBC, ADA). La norma determina el temps mínim de funcionament i els requisits de prova.
3. Pas 3: Calculeu la capacitat de la bateria.Calculeu la capacitat de la bateria en funció del consum d'energia de l'operador de la porta, el cicle de treball previst durant la tall de subministrament i el temps de funcionament necessari. Apliqueu un marge del 30-50% per al cicle de treball real i l'eficiència de l'inversor.
4. Pas 4: Seleccioneu la tecnologia de la bateria.Seleccioneu la tecnologia de la bateria (SLA per a baix trànsit, LiFePO4 per a estàndard, supercondensador per a cicle alt). La tecnologia determina el cicle de vida i els requisits de manteniment.
5. Pas 5: Verificar la integració i les proves.Verifiqueu la compatibilitat del carregador amb l'operador de la porta (entrada de 24 V CC, límit de corrent de càrrega, tall de baixa tensió). Verifiqueu la integració amb el controlador de l'operador per a la monitorització de la bateria. Planifiqueu el procediment anual de la prova de descàrrega.

Els 5 passos s'apliquen tant a les noves instal·lacions de portes automàtiques com a les reformes de portes existents. Per a les reformes, el pas 1 comença amb la instal·lació existent i el pas 5 valida la integració de la bateria de reserva. Per a les noves instal·lacions, el pas 1 comença amb els requisits de l'edifici i el pas 5 posa en marxa el sistema. Ningbo Yufan Beifan proporciona suport d'enginyeria per a ambdós escenaris.

Integració amb el sistema d'alarma d'incendis i la sortida d'emergència

Per a portes automàtiques en vies de sortida d'emergència, la integració de la bateria de reserva s'ha de coordinar amb el sistema d'alarma d'incendis per garantir que la porta funcioni correctament durant l'evacuació d'emergència. La integració cobreix tres escenaris: (1) funcionament normal amb l'alimentació principal disponible; (2) funcionament normal amb bateria de reserva activa (tall de l'alimentació principal però sense incendi); (3) funcionament d'emergència amb alarma d'incendis activa (tall de l'alimentació principal i alarma d'incendis activada).

Per a un funcionament normal amb alimentació principal: la porta funciona amb la font d'alimentació principal i la bateria de reserva es manté en càrrega flotant mitjançant el carregador de l'operador de la porta. El circuit de monitorització de la bateria de reserva verifica l'estat de càrrega de la bateria i la tensió de càrrega flotant.

Per al funcionament normal amb la bateria de reserva activa (tall de corrent principal): la porta canvia automàticament al subministrament de la bateria de reserva sense interrupcions. El funcionament de la porta continua normalment i la velocitat del cicle es pot reduir per allargar el temps de funcionament de la bateria. El controlador de l'operador de la porta registra l'esdeveniment de tall de corrent per al registre de manteniment.

Per a un funcionament d'emergència amb l'alarma d'incendis activada: la porta s'obre automàticament a la posició completament oberta i roman oberta fins que s'activa l'alarma d'incendis o s'esgota la bateria de reserva. Aquest és el mode de salvament de seguretat que impedeix que la porta es tanqui durant l'evacuació en cas d'incendi. La integració amb el sistema d'alarma d'incendis requereix que el contacte del relé d'alarma d'incendis (normalment NO o NC) estigui connectat a l'entrada d'alarma d'incendis de l'operador de la porta. Quan s'activa l'alarma d'incendis, l'operador de la porta entra en mode d'emergència i manté la porta oberta.

El mòdul de còpia de seguretat integrat de Ningbo Yufan Beifan inclou la interfície d'alarma d'incendis de sèrie. El mòdul admet contactes d'alarma d'incendis normalment oberts (NO) i normalment tancats (NC), i la lògica de prioritat es pot configurar a través del menú de configuració de l'operador de la porta. La integració es verifica durant la prova de posada en marxa simulant l'activació de l'alarma d'incendis i verificant que la porta entra en mode d'emergència dins del temps de resposta especificat (normalment 1-2 segons).

Preguntes freqüents