เครื่องสำรองไฟ UPS สำหรับตู้ตรวจวัดน้ำเสียออนไลน์: คำนวณ VA Ah และผลกระทบเขตร้อน

กลุ่มเป้าหมาย: วิศวกรติดตั้งตู้ตรวจวัดออนไลน์ (pH/DO/MLSS/ความขุ้น/อัตราการไหล + logger) เวลาอ่าน: ~6 นาที เครื่องมือที่เกี่ยวข้อง: เครื่องสำรองไฟตู้ตรวจวัด · คู่มือออกแบบ

หลักการ

เมื่อไฟดับ UPS คงการบันทึก (และส่ง 4G) ของตู้ตรวจวัดในเวลาที่กำหนด ความจุแบตเตอรี่กำหนดเวลาสำรอง (backup) อุณหภูมิเขตร้อนลดอายุและสมรรถนะ VRLA อย่างมาก

สมการ

P = Σ (จำนวน × W × duty); VA = P/pf·(1+margin); Ah = P·T/(V·η·DoD·tempF); C-rate = Ah/T

ตู้ typical เขตร้อน: pH/DO/SS/อัตราการไหล/ระดับ/logger/bus/ปั๊มตัวอย่าง/พัดลม ≈ 48 W (ความนำไฟฟ้าและความขุ้นไม่เลือกค่าเริ่มต้น) pf = 0,8 margin = 25 % T = 2 h V = 24 V VRLA (DoD 0,6) 35 °C: VA = 48/0,8·1,25 = 75 VA → กำหนด 100 VA; tempF = 1 − 0,03·(35−25) = 0,7; Ah = 48·2/(24·0,6·0,9·0,7) ≈ 10,6 Ah ปรับ C-rate → ≈ 18 Ah; C-rate = 18/2 = 8,8 C

ผลกระทบเขตร้อน

VRLA ที่ 35 °C สูญเสีย 30 % ความจุใช้ได้ (tempF 0,7) และอายุเพียง ~2 ปี C-rate 8,8 C สูงมาก → แบตเตอรี่เสื่อมเร็ว ควรใช้ Li-ion (DoD 0,8 tempF = 1,0) หรือขยายความจุให้ C-rate ≤ 0,2 C ชาร์จ ≥ 0,1C (≥ ~2 A สำหรับ 18 Ah)

5 ข้อผิดพลาด UPS

1. ลืม duty อุปกรณ์ขัดจังหวะ: ปั๊มตัวอย่าง / พัดลม คิดเฉพาะสัมประสิทธิ์โหลด (0,15–0,25)
2. ละทิ้ง margin: ไม่มีกำลังสำรอง → โอเวอร์โหลดเมื่อเพิ่มอุปกรณ์
3. ไม่คำนวณ tempF: VRLA เขตร้อนขาด ~30 % Ah
4. C-rate สูงเกิน: แบตเตอรี่ตายเร็ว ให้ ≤ 0,2 C
5. มีแค่ 1 ตู้ไม่สำรอง: ไฟดับนาน → สูญเสียข้อมูลตรวจวัด

บทสรุป

UPS ตรวจวัด: VA = P/pf·(1+margin) Ah = P·T/(V·η·DoD·tempF); เขตร้อนใช้ Li-ion รักษา C-rate ≤ 0,2 C ชาร์จ ≥ 0,1C เสมอมีสำรองแหล่งจ่าย