Kalkulator paliwa i czasu pracy agregatu
UPS kupuje minuty. Agregat kupuje dni – dopóki nie zawiedzie zbiornik albo dojazd.
Wpisz obciążenie, moc agregatu i ilość paliwa na miejscu. Kalkulator poda spalanie, czas pracy, współczynnik obciążenia, przy jakim agregat faktycznie pracuje, i to, czego wymagałby cel 24, 48 lub 72 godzin.
Sam czas pracy rzadko jest wiążącym ograniczeniem. Ograniczeniami są współczynnik obciążenia, przy którym agregat spędza swoje życie, to, czy paliwo nadal nadaje się do użytku, i to, czy cysterna dotrze do obiektu w trakcie zdarzenia, które w ogóle wyłączyło sieć.
Przykład obliczeniowy – 300 kW na agregacie 400 kW
Cztery tysiące litrów na miejscu, z czego jedna dziesiąta nieużytkowa, przy 0,27 L/kWh.
- Obciążenie agregatu – 300 kW. Całkowite obciążenie obiektu przenoszone przez agregat, łącznie z chłodzeniem – nie tylko obciążenie IT.
- Moc agregatu – 400 kW. Moc awaryjna (standby) lub podstawowa (prime) w kW. Jeśli moc agregatu podano w kVA, pomnóż ją przez współczynnik mocy, zwykle 0,8.
- Paliwo na miejscu – 4000 L. Całe zmagazynowane paliwo, łącznie ze zbiornikiem dziennym i zbiornikami magazynowymi.
- Rezerwa nieużytkowa – 10 %. Paliwo poniżej poziomu ssania plus to, co według procedur musi zostać w zbiorniku.
- Jednostkowe zużycie paliwa – 0,27 L/kWh. Agregaty diesla zużywają około 0,27 L/kWh przy zdrowym współczynniku obciążenia i nieproporcjonalnie więcej, gdy są słabo obciążone.
Czas pracy na paliwie z obiektu: 1 d 20 godz. – 3600 l paliwa użytkowego przy 81,0 L/h
| Współczynnik obciążenia W zdrowym zakresie | 75 % mocy znamionowej |
|---|---|
| Spalanie 21,4 gal USA na godzinę | 81,0 L/h |
| Paliwo użytkowe 10% zbiornika zostaje jako rezerwa | 3600 L |
| Paliwo na 24 godziny | 1944 L |
| Paliwo na 48 godzin | 3888 L |
| Paliwo na 72 godziny Typowy cel w planach odporności, pod który pisze się większość umów | 5832 L |
| Dostawy paliwa potrzebne na 72 godziny Każda dostawa musi dotrzeć w trakcie zdarzenia | 1 dostawa |
Wzór
Spalanie (L/h) = obciążenie kW × jednostkowe zużycie paliwa · czas pracy = paliwo użytkowe ÷ spalanie
Paliwo użytkowe nie obejmuje rezerwy poniżej poziomu ssania. Jednostkowe zużycie traktuje się tu jako stałe; w rzeczywistości rośnie przy niskim współczynniku obciążenia, więc słabo obciążony agregat spala więcej na kilowatogodzinę, niż zakłada ten model.
Do czego zwykle kupuje się dany czas pracy
Autonomia paliwowa to decyzja o tym, jak długo obiekt musi przetrwać, gdy nikt nie może do niego dotrzeć – a nie okrągła liczba.
| Autonomia | Pokrywa | Zależy od |
|---|---|---|
| 8 godzin | Rutynowa awaria sieci i przywrócenie zasilania tego samego dnia | Dystrybutor energii, który odbiera telefony, i awaria, która nie jest regionalna |
| 24 godziny | Nocna awaria z dostawą paliwa następnego ranka | Umowa na dostawy paliwa z określonym czasem reakcji |
| 48 godzin | Zdarzenie w weekend albo jedna dostawa, która nie dotrze | Przejezdne drogi |
| 72 godziny | Typowy cel umowny i regulacyjny | Harmonogram dostaw, który przetrwa samo zdarzenie |
| Powyżej 72 godzin | Planowanie na wypadek katastrofy regionalnej | Duże zbiorniki magazynowe, pozwolenia i paliwo poddawane oczyszczaniu (fuel polishing) |
Współczynnik obciążenia decyduje o silniku, nie tylko o rachunku
Agregat dobrany do obiektu, jakim lokalizacja kiedyś się stanie, na początku życia przenosi tylko ułamek tego obciążenia. Silniki diesla tego nie lubią: poniżej mniej więcej jednej trzeciej mocy znamionowej temperatura spalania spada na tyle, że niespalone paliwo i olej smarowy gromadzą się w układzie wydechowym, co powoduje szklenie gładzi cylindrów i zanieczyszcza turbosprężarkę. To zjawisko nazywa się wet stacking i jest powolną awarią wywołaną tym, że instalacja jest dokładnie tak zachowawcza, jak chciał projekt.
Zwykłym rozwiązaniem są okresowe testy na obciążnicy (load bank), podczas których agregat pracuje z realistycznym obciążeniem wystarczająco długo, żeby wypalić osady. To także jedyny test, który dowodzi, że agregat udźwignie obiekt, bo comiesięczny rozruch bez obciążenia dowodzi sprawności akumulatora i rozrusznika – i niczego więcej.
Moc awaryjna, podstawowa i ciągła to trzy różne parametry
Moc awaryjna (standby) zakłada ograniczoną liczbę godzin w roku przy zmiennym obciążeniu, bez możliwości przeciążenia. Moc podstawowa (prime) pozwala na nieograniczoną liczbę godzin przy zmiennym obciążeniu, a moc ciągła (continuous) – na nieograniczoną liczbę godzin przy stałym obciążeniu. Ten sam fizyczny agregat ma wszystkie trzy wartości, a mogą się one różnić o jedną czwartą lub więcej.
Kilkudniowa awaria jest bliższa pracy z mocą podstawową niż awaryjną. Agregat dobrany według mocy awaryjnej, który potem pracował przez trzy dni, przez cały ten czas przekraczał własne parametry znamionowe – co zwykle kończy się obniżeniem mocy (deratingiem) i rachunkiem za serwis, a nie awarią.
Czego ta arytmetyka nie uwzględnia
- Jakość paliwa. Olej napędowy się degraduje, wchłania wodę i ulega skażeniu mikrobiologicznemu; zmagazynowane paliwo trzeba badać i oczyszczać, inaczej nie spali się, gdy będzie potrzebne.
- Przyjmowanie skoków obciążenia. Jednoczesny restart całej instalacji chłodniczej to zupełnie inne zapotrzebowanie niż stałe 300 kW.
- Obniżenie mocy przez warunki otoczenia. Moc agregatu spada wraz z wysokością nad poziomem morza i temperaturą zasysanego powietrza.
- Niezawodność rozruchu. Najczęstsza awaria zasilania rezerwowego to agregat, który nie wystartuje – a tego nie przewidzi żadne obliczenie paliwa.
- Dostawy. Zbiornik na 72 godziny w czasie zdarzenia regionalnego, kiedy wszystkie inne obiekty dzwonią do tego samego dystrybutora, to plan, którego pojedynczym punktem awarii jest jeden dostawca.
Najczęściej zadawane pytania
Ile paliwa na godzinę zużywa agregat w centrum danych?
Mniej więcej 0,27 litra na każdą wytworzoną kWh przy zdrowym współczynniku obciążenia, więc agregat obciążony mocą 300 kW spala około 81 litrów – czyli około 21 galonów amerykańskich – na godzinę. Słabo obciążone agregaty zużywają na kilowatogodzinę zauważalnie więcej.
Jak długo centrum danych może pracować na agregatach rezerwowych?
Tak długo, jak starcza paliwa i docierają dostawy. Większość obiektów trzyma na miejscu zapas na 8–72 godziny, przy czym 72 godziny to typowy cel umowny, a wszystko ponad to opiera się na umowie na dostawy paliwa.
Dlaczego standardowym celem jest paliwo na 72 godziny?
To okres, który większość ram odporności i wielu regulatorów traktuje jako czas, w którym region wraca do stanu pozwalającego wznowić dostawy. To konwencja planistyczna, a nie prawo natury – i zakłada, że drogi są przejezdne.
Czym jest wet stacking?
To gromadzenie się niespalonego paliwa i oleju w układzie wydechowym silnika diesla pracującego przy zbyt małym obciążeniu, zwykle poniżej około 30% mocy znamionowej. Z czasem powoduje szklenie gładzi cylindrów i zanieczyszcza turbosprężarki. Standardowym środkiem zaradczym są okresowe testy na obciążnicy przy realistycznym obciążeniu.
Jak przeliczyć moc agregatu z kVA na kW?
Pomnóż moc w kVA przez współczynnik mocy, który dla większości agregatów wynosi 0,8. Agregat 500 kVA ma moc około 400 kW. Przy doborze do obciążenia obiektu używaj kW, bo obciążenie obiektu to moc czynna.
Czy agregat musi przenieść także chłodzenie, a nie tylko obciążenie IT?
Tak – i to częsty błąd doboru. Obciążenie IT to tylko część całości: chillery, pompy, centrale wentylacyjne i reszta instalacji mechanicznych muszą ponownie wystartować na zasilaniu z agregatu, a przy rozruchu dają skok obciążenia znacznie większy niż ich ustalony pobór.
Gdzie kończy się to obliczenie
To narzędzie szacuje paliwo i czas pracy przy stałym jednostkowym zużyciu. Nie dobiera agregatu, nie uwzględnia przyjmowania skoków obciążenia, nie koryguje mocy na wysokość ani temperaturę zasysanego powietrza i nie modeluje krzywej zużycia konkretnego agregatu przy częściowym obciążeniu.
Autonomia paliwowa na papierze to nie odporność. Niebadane paliwo, umowa na dostawy bez gwarantowanego czasu reakcji i agregat, który nigdy nie przeniósł rzeczywistego obciążenia – każda z tych rzeczy sprawi, że pełny zbiornik i tak skończy się awarią.