Расчёт времени автономной работы ИБП в медучреждениях: методика и примеры

Обеспечение непрерывного электроснабжения медицинского оборудования — задача, от решения которой напрямую зависят жизни пациентов. Правильный расчёт времени автономной работы источников бесперебойного питания позволяет гарантировать функционирование критически важных систем до запуска резервных источников или восстановления основного электроснабжения. Компания «Юниджет» специализируется на поставке и внедрении специализированных ИБП для медицинских учреждений, отвечающих строгим требованиям здравоохранения. Рассмотрим методики расчёта на основе действующих нормативов и нашего практического опыта установки систем бесперебойного питания в медучреждениях различного профиля.

Обратите внимание: Представленные в материале расчёты являются примерными и служат для понимания общих принципов подбора ИБП. Фактические параметры системы бесперебойного питания определяются на основе технического обследования объекта и анализа паспортных данных конкретного оборудования. Для разработки индивидуального решения обращайтесь в компанию «Юниджет» www.uni-jet.com — мы проведём все необходимые измерения и расчёты с учётом специфики вашего диагностического комплекса.

Фото: Voytko / Wikimedia Commons / CC BY-SA 3.0

Категории электроприёмников в медицинских учреждениях

Согласно ПУЭ (Правила устройства электроустановок) и СП 256.1325800.2016, электроприёмники медицинских организаций делятся на несколько категорий надёжности:

Особая группа I категории — оборудование операционных, реанимационных, интенсивной терапии, родовых залов. Перерыв электроснабжения недопустим, требуется автоматическое включение резерва за время не более 0,5 секунды.

I категория — приёмные отделения, процедурные кабинеты, лаборатории, рентген-кабинеты. Допустимый перерыв — время автоматического включения резервного питания (до 1 минуты).

II категория — палаты, административные помещения, вспомогательные службы. Допустимый перерыв — время, необходимое для включения резерва дежурным персоналом.

Для особой группы I категории обязательно применение ИБП с двойным преобразованием (online), обеспечивающих безразрывное переключение. Время автономной работы должно превышать время запуска и выхода на режим дизель-генераторной установки с учётом возможных неудачных попыток пуска.

Методика расчёта времени автономной работы

Базовая формула для расчёта времени работы от аккумуляторных батарей:

t = (C × U × η × k) / P

где:

• t — время автономной работы (часы)
• C — ёмкость батарейного массива (Ач)
• U — напряжение батарейной шины (В)
• η — КПД инвертора (0,92-0,96)
• k — коэффициент доступной ёмкости (0,7-0,8)
• P — мощность нагрузки (Вт)

Коэффициент доступной ёмкости учитывает, что батареи нельзя разряжать полностью. Для свинцово-кислотных АКБ глубина разряда не должна превышать 80%, иначе резко сокращается срок службы.

Для более точного расчёта используется метод постоянной мощности с учётом разрядных характеристик конкретного типа батарей:

C = P × t / (U × Kp)

где Kp — коэффициент мощности для заданного времени разряда (берётся из таблиц производителя батарей).

Энергопотребление медицинского оборудования

Для корректного расчёта необходимо знать реальное потребление оборудования. Приведём типовые значения:

КРИТИЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

• Аппарат ИВЛ — мощность 300-500 Вт
• Прикроватный монитор — мощность 100-150 Вт
• Инфузомат — мощность 15-25 Вт
• Шприцевой насос — мощность 10-20 Вт
• Операционный светильник — мощность 150-400 Вт
• Наркозный аппарат — мощность 200-400 Вт
• Инкубатор для новорожденных — мощность 400-600 Вт

ВАЖНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

• Дефибриллятор (зарядка) — мощность 200-300 Вт
• Электрокардиограф — мощность 50-100 Вт
• Аспиратор — мощность 150-300 Вт

При расчёте следует учитывать коэффициент одновременности работы оборудования. Для реанимации он составляет 0,8-0,9, для операционной — 0,7-0,8, для палат интенсивной терапии — 0,6-0,7.

Особенности расчёта для операционных блоков

Операционный блок предъявляет специфические требования к резервированию электропитания. Помимо медицинского оборудования, критически важными являются:

• Система вентиляции с поддержанием избыточного давления (3-5 кВт)
• Бестеневые операционные светильники (0,4-0,6 кВт каждый)
• Системы видеофиксации и эндоскопическое оборудование (1-2 кВт)

Суммарная нагрузка типовой операционной составляет 8-12 кВт. При этом часть оборудования (например, электрокоагулятор) создаёт кратковременные пики потребления до 1-2 кВт.

Для операционной критически важно обеспечить время автономной работы не менее 30 минут — этого достаточно для завершения большинства хирургических манипуляций в экстренном режиме или безопасной остановки операции.

Нормативные требования к времени резервирования

СП 256.1325800.2016 устанавливает минимальное время работы от ИБП:

• Эвакуационное освещение — 1 час
• Системы противопожарной защиты — 1 час
• Охранная сигнализация — 24 часа
• Операционные и реанимационные — время, необходимое для запуска ДГУ плюс 10-15 минут

СанПиН 2.1.3.2630-10 дополнительно требует для операционных и реанимационных отделений обеспечить работу систем жизнеобеспечения в течение времени, достаточного для завершения операции или перевода пациента на ручную вентиляцию (не менее 30 минут).

Международный стандарт NFPA 99 рекомендует для критических зон Type 1 (операционные, реанимация) время автономной работы не менее 90 минут при отсутствии автоматического запуска генератора.

Рекомендации по внедрению

На основе опыта «Юниджет» по установке ИБП в медицинских учреждениях можно сформулировать следующие рекомендации:

1. Проводите натурные измерения реального потребления оборудования. Паспортные значения часто завышены на 20-30%.
2. Учитывайте перспективу развития — закладывайте 20-30% запас мощности для подключения нового оборудования.
3. Применяйте модульные решения для критических отделений. Это позволяет наращивать мощность и время автономной работы без остановки системы.
4. Организуйте мониторинг состояния батарей. Современные системы ENTEL позволяют контролировать напряжение, температуру и внутреннее сопротивление каждой батареи, прогнозируя время до замены.
5. Разделяйте нагрузки по приоритетам. Критическое оборудование (ИВЛ, мониторы) подключайте к отдельной группе ИБП с максимальным временем резервирования.

Правильный расчёт и проектирование системы бесперебойного питания — основа надёжной работы медицинского учреждения. Специалисты «Юниджет» готовы провести аудит вашего объекта и подобрать оптимальное решение с учётом специфики оборудования и нормативных требований.

За консультацией обращайтесь на сайт www.uni-jet.com или по телефону 8-800-707-98-45.