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                          為何說自帶電源比集中電源更具綜合優勢?
                          2022-08-08 08:42:31瀏覽量:4988
                          [消防產品接線調試等技術交流,請加微信:dnbiaoge]

                          最近幾年,在消防應急照明的集中控制型設計應用中一直存在集中電源與自帶電源的優劣勢爭論。雖然12年前的國標GB17945-2010規范就有集控型集中電源與自帶電源的明確分類,但因多年來集中控制類產品是以集中電源型為代表(行業發展的歷史原因),自帶電源型(即燈具自帶蓄電池)是在最近幾年才出現。之前筆者在一些媒介見過幾篇有關兩者之間對比的文章介紹,但解說都比較片面或缺少剖析深度(使讀者知其然不知其所以然)。

                          在此,筆者有必要做一次集控型的集中電源與自帶電源對比專題論述。

                          首先闡明:論述產品問題,不能以目前或過去的行業和產品狀態去做簡單的、短視的思維判斷,而應以客觀的、發展的眼光去合理化、科學化論斷。

                          其次,論述一個系統配置中的產品,不能僅停留在這個產品自身,還應結合其前端的供/配電設備、應用場合的適用性、施工布線成本、回路電能損耗(線損)、售后維護的難易與成本,以及舊項目改造難易程度等來全面客觀論述。

                          一、自帶電源的優勢

                          01、可靠性

                          自帶電源燈具由于其蓄電池電源的最大化分散特征,故障只體現在單盞燈具;而集中電源一旦故障,后面則是一大片甚至幾個消防單元的消防燈具癱瘓失效。因此,自帶電源類型的可靠度最高。

                          02、安全性

                          ①蓄電池電壓安全:自帶電源型內置的蓄電池主要為單體電池,電壓很低,使用很安全;而集中電源蓄電池組電壓高(尤其是高壓B型),相對不安全。

                          ②蓄電池能量安全:自帶電源類因單個的蓄電池能量小,在金屬或阻燃燈具殼體內引火外溢的風險很小,即使因漏液等短路冒煙也不易失火。而集中電源由于蓄電池組能量集中(尤其是大容量和B型高壓類別),一旦失火就很難撲滅,更容易發生引燃周邊易燃物的二次火災災害,風險放大,差別很大。

                          ③蓄電池管理安全:集中電源的鉛酸型蓄電池在高溫、過充等情況下易發生漏液、短路引發燃燒火災的風險。集中電源的鋰電池包在過充、均衡板失控等情況下易發生過熱溫度失控、短路等連鎖反應,引發燃燒和爆炸的風險。

                          鉛酸蓄電池組燃燒后和燃燒中的場面

                          鉛酸蓄電池組燃燒后和燃燒中的場面(配圖來源:網絡)

                          03、電能損耗(線損)

                          自帶電源類型由于蓄電池內置于燈具內部,理論上不考慮應急供電時的線路損耗;消防市電的主電供電平常僅為照明燈具內蓄電池充電(標志燈具僅為節電模式),電流微小,幾乎也不考慮線損。

                          而集中電源的應急供電輸出回路距離長(相對自帶蓄電池類型而言),由于行業主導應用36VDC以下的低壓二總線方式,客觀存在回路壓降較大、線損較大的普遍缺陷,尤其是在地下層的應急照明領域(因管式燈具的功率相對比較大)。尤其是對于恒功率輸出的蓄電池供電回路,線損因素造成回路壓降較大。

                          04、應用場合的適用性

                          集中電源類型由于其集中式的蓄電池組、充電單元及蓄電池監控管理單元的存在,體積、重量較大,鉛酸型產品超過0.5KVA的型號在電氣豎井內一般放不下(即使放下了其門板一般也打不開),僅能安裝放置于配電房(室)。

                          而自帶電源類別的應急照明配電箱(自帶電源燈具前端設備)體積和重量比較小,安裝設計很方便和靈活,更多采用的是壁掛式或嵌墻式設計(無需占用專門設計的配電房空間)

                          05、舊樓宇項目改造的匹配性

                          在逐步增多的高層舊樓宇改造項目中(譬如上海和重慶的高層舊樓宇改造項目近幾年呈現逐漸增加的趨勢),牽涉施工布線和新電源柜的位置放置問題,自帶電源類型的線路負荷計算和放置位置幾乎不用過多重新設計考慮。即使應用中增加燈具數量或延長一點線路路徑,自帶電源型的寬容度大,適應性很強。自帶電源前端的應急照明配電箱可以原地置換,而集中電源柜體(尤其是鉛酸類型)往往由于體積和重量大僅能設計放置于配電間和部分電氣豎井,電源柜位置的改變往往造成電路回路需要修改而重新布線施工。因而,自帶電源相對集中電源更具優勢。

                          06、系統價格的優勢

                          自帶電源類型與集中電源類別的產品價格均差不多,自帶電源類型燈具比集中電源類別燈具貴(要點:蓄電池及充電回路),但集中電源柜比應急照明配電箱貴(要點:蓄電池組、充電單元、蓄電池監控單元)。

                          集中電源類別比自帶電源類型的配置價格高,主要在于:

                          A)電源柜與燈具功率的匹配銷售計算或設計計算時,往往對電源柜功率保留較大的冗余度設計(即功率匹配過大),而集中電源的蓄電池容量是跟隨其額定功率同步放大,因而增大了蓄電池組、柜體體積等其它的造價。這樣,集中電源類別比自帶電源類型的配置價格高一些。

                          B)A型集中電源低壓回路的線損,加大了蓄電池容量的額外增量(自帶電源類型由于蓄電池內置于燈具內部,理論上不考慮應急供電時的線路損耗)。我們試想一下:假如100盞自電型消防燈具內置有100個單體蓄電池(即每盞內置1個),如果以此改換成集中電源型,則集中電源柜內的蓄電池單體數量往往需要配置120個以上的電池包(即多出的20個彌補于回路線損消耗),因此蓄電池價格增加。

                          07、節省回路線纜成本優勢?

                          行業之前的消防照明燈具都是非持續性照明方式(即應急時均由蓄電池電源供電),自帶電源型燈具的供電回路平常僅有照明燈具充電電流和標志燈具(功率很小)工作電流,因而回路電流特別小,所以以前一些對此比較了解的施工方就采用更小的線纜(因是直流回路,可以不按AC220V交流回路的最低2.5m㎡線徑規范)。

                          但是,自從GB51309-2018頒布新設了“市電故障時的事故應急照明,集中電源不能斷開主電(即消防市電)回路”規定以后,情況發生了根本變化。

                          合規的布線不能再偷減回路線纜線徑,因為自電型照明燈具的事故應急照明需由主電(即消防市電)來供電,此時的回路電流可能會更大(工作電流+充電電流)。照明燈具功率相對較大,其工作電流往往比充電電流大8~12倍。

                          08、日常管理與維護優勢

                          因集中電源內配鉛酸蓄電池(目前還是主流)的原因,日常維護比自帶電源型配電箱需要付出更多的關注和呵護。

                          國標規范要求安裝場所必須通風散熱(25℃以上,環境溫度每升高10度則鉛酸蓄電池使用壽命減半),然而眾多的集中電源安裝位置為電氣豎井和裝修隔間等,先不說通風散熱,就連有些項目的物業人員帶隊去現場查找集中電源,也找不到具體安裝位置(尤其是現代商業裝修很多隱形門設計,還完全密閉)。因此,分散而廣布的集中電源現場維護管理相對難做到,現實是使用單位普遍疏于對集中電源及其蓄電池的現場管理(主要是通過控制器主機的屏顯界面查尋而已)。

                          09、不用擔心蓄電池被偷盜

                          集中電源的鉛酸蓄電池偷盜損失一直是安裝前、施工中的頭痛之事(因集中電源配用的12V系列鉛酸蓄電池多數是17~38AH之間,正切合盜賊用于電動自行車、民用逆變器等等使用),眾多廠家和其銷售商深有體會。

                          二、自帶電源的缺點

                          01、后期維保人工費用

                          N年后更換蓄電池的人工費用,之前和目前自帶電源類別比集中電源類別要高(集中電源蓄電池更換相對方便高效),但在新標準GB51309-2018執行主導使用環保蓄電池(鋰電池為趨勢主流),因磷酸鐵鋰的超長使用壽命優勢(可達到5000~8000次的循環使用、6~10年超長使用壽命)可以大大減少蓄電池更換次數頻率。因此,我們需以發展和科技進步的眼光來看待問題。

                          02、后期維保蓄電池成本(蓄電池使用壽命)

                          最早期的自帶電源燈具行業更多使用的是小密鉛酸、鎳氫等電池在浮充狀態下不耐充,使用壽命短;再加上以往其充電電路過于簡單化(尤其是穩壓和濾波設計),普遍存在蓄電池壽命比集中電源的中大密電池短的行業認知現象。但后來由于呈現鎳鎘電池(耐充性能優越)、磷酸鐵鋰電池(且綠色環保)規模使用,大大提升了自帶電源類型蓄電池使用壽命和行業替代認知,今天,我們需以發展的趨勢和眼光來看待問題,以往的認知就會得到改變。

                          03、后備應急時間

                          自帶電源燈具內置的蓄電池容量固定,因此其后備應急時間固定單一(一般初裝時間為90分鐘),對新國標GB51309-2018規范下的老弱病殘、超高層建筑等特殊應用場所的諸如180分鐘、270分鐘后備應急時間的要求,很難匹配應對。

                          因為:

                          銷售產品需符合產品檢測報告內容的一致性。

                          個別或少量燈具有些大廠商可以做到,但項目中的所有燈具都做到幾乎不可能,因為都要重新送檢認證,一般是采取非標方式(即不符合國家規范的隨便加大燈具內蓄電池容量方式)去應對。而集中電源就相對比較容易應對,采取加大容量等級就可以,轉圜匹配的靈活性比較強。

                          三、總結

                          綜上所述:自帶電源類別的以往三個小缺點,隨著科技的進步,會得到行業觀念的根本改變。而自帶電源的八個優點是客觀的、科學的、合理的,符合各類應用場所對其可靠性、安全性、工程造價、靈活適用等多方面的訴求。

                          結論:以發展的眼光看,自帶電源型將是行業未來發展的主流(即后發優勢),而集中電源型會是一種有效的補充,會逐漸退居次要(雖然目前集中電源還在主導市場,這有歷史的原因)。也正因為如此,一些有眼光的大型設計院和大型地產商(譬如碧桂園等)目前已以自帶電源型作為其設計和采購的方向目標。也有部分智能疏散廠商在加大布局自電集控類產品的技術創新和產銷運作。

                          最后,針對以上第8條有關“集中電源的現場管理與維護比較困難”,行業普遍出現用戶疏于現場管理的現狀,筆者憂心忡忡。

                          國標GB51309-2018出于提升、保障系統集中電源(或應急照明配電箱)供電可靠度的考量,規定了其容量最大不能超過5KVA(尤其是A型產品普遍設計應用都是小功率),即功率電源盡量以小型化、廣布式設計分布,從而提高系統運行可靠度,這是值得肯定的行業一大進步。

                          但同時,這種“化整為零式”的分布,也存在著一個不可忽視的缺點:隱蔽而分布較廣、難于查找的現場管理困境,給行業留下了一定的安全隱患。

                          在此,筆者呼吁:行業主管部門應強化

                          1)規范對系統控制器主機在CRT圖顯功能上針對集中電源的監控/檢測功能進行完善,譬如控制器主機顯示屏尺寸不低于14英寸(一些超小屏基本上無CRT圖顯功能)。圖顯編址必須有具體詳編對應的真實地址,而不是隨機的數字串(如下圖摘自“丁工說應急”欄目的一個知名品牌產品所示的數字串)。

                          一個知名品牌產品所示的數字串

                          2)在GB51309-2018規范中完善、強化后面“系統使用及維護”章節使用單位(物業管理)對集中電源的具體現場維護管理措施,而不是僅僅通過主機界面圖顯來查看、巡查就算完事。等等。

                          化整為零式


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                          折耳根2022-08-09 02:11:28
                          個人感覺不贊同,但是也不反對……只是因為目前集中電源的電瓶太low而否認集中電源的優勢和方便維護的有利點,是以偏概全……
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                          田坤2022-08-11 00:16:13
                          主要是現在的集中電源通訊協議各種不匹配,電池也不知道能用多長時間
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                          18159****27092022-08-09 14:49:42
                          《建筑電氣及智能化》新規范不是要求都要使用DC36v的燈具了嗎?從2022年10月1日開始
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                          消防一哥2022-08-09 09:14:20
                          電池能用幾年不換 除非更換成核電池 應該比較久
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                          學習了
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