Come dimensionare un gruppo di continuità (UPS) per uno scanner CT

Uno scanner CT non è un carico costante e la sua targhetta da sola non descrive completamente ciò che l'alimentazione deve fornire. Tra un paziente e l'altro, la macchina assorbe energia di mantenimento. Quando il tubo si attiva, la richiesta aumenta bruscamente per alcuni secondi e poi diminuisce di nuovo. Dimensionando l'UPS basandosi solo sulla targhetta, si ottiene uno dei due risultati: si attiva durante la prima clinica affollata, oppure si paga per una capacità che lo scanner non richiede mai.

Cosa vede effettivamente l'alimentazione

Tre cose accadono su un circuito di alimentazione CT e devono essere separate prima che qualsiasi cifra di capacità abbia un significato.

Tra una scansione e l'altra, lo scanner è silenzioso: raffreddamento, elettronica, tavolo e display. Questa domanda continua è utile, ma non descrive il requisito elettrico massimo dello scanner.

Durante la scansione, la richiesta di potenza può aumentare bruscamente per un breve periodo. Ciò che conta per il dimensionamento dell'UPS è la domanda massima, quanto dura e quanto frequentemente si ripete.

Attorno allo scanner si trova tutto il resto nella stanza: l'iniettore di contrasto, la postazione dell'operatore, i terminali di ricostruzione e PACS, a volte la sala di lettura, l'illuminazione della stanza e la gestione dell'aria. Questa è una decisione di ambito piuttosto che elettrica, e sposta la risposta più lontano dalla valutazione dello scanner stesso.

Inizia da tre numeri, non solo dall'etichetta

Il dimensionamento si basa su tre cifre: potenza reale in kW, potenza apparente in kVA e corrente di picco. Rispondono a domande diverse, e un kVA di targhetta da solo non è sufficiente per dimensionare l'UPS. Lo stesso UPS può essere valutato 120 kVA / 96 kW, con le due cifre che descrivono rispettivamente la capacità di potenza apparente e di potenza reale. Entrambi possono essere troppo piccoli per uno scanner la cui media si trova ben al di sotto di essi.

Ciò che si desidera è la domanda massima, misurata o dichiarata. Registratela se il sito è già operativo. Se si tratta di una nuova installazione, il documento di pianificazione dell'installazione del produttore dello scanner fornisce i requisiti di alimentazione, inclusa la domanda istantanea massima e la caduta di tensione consentita — utilizzate quel documento piuttosto che una scheda di vendita.

La capacità di sovraccarico decide prima della capacità

Questa è la parte che viene saltata. Due preventivi per lo stesso kVA non sono lo stesso prodotto, perché la capacità di sovraccarico è dichiarata come percentuale e una durata, e l'abbinamento è l'intera specifica.

La curva di sovraccarico di questo UPS a bassa frequenza da 120 kVA. La domanda massima dello scanner e la sua durata devono rimanere all'interno della regione di sovraccarico applicabile.

Leggete la tabella con il pattern di scansione accanto. Un'esposizione è alcuni secondi di alta domanda, ripetuta con un intervallo sufficiente per il recupero della batteria e dell'inverter. Una breve durata non colloca da sola la domanda all'interno del gradino di un minuto — anche l'altezza della domanda deve trovarsi lì. Entrambi i numeri vanno contro la tabella: ciò che lo scanner chiede e quanto a lungo può essere mantenuto il gradino. Un'unità venduta solo per la sua capacità continua non dice nulla su nessuno dei due.

Due domande da porre a qualsiasi fornitore. Primo, la capacità di sovraccarico è dichiarata ai terminali di uscita con la batteria che supporta il carico, o solo quando la rete è presente? Secondo, cosa succede alla fine del tempo dichiarato — trasferimento al bypass, o spegnimento? Una percentuale di sovraccarico senza i secondi accanto non è una specifica, e una capacità che termina con un trasferimento non è la stessa di una che termina con un passaggio pulito.

Autonomia: cosa deve essere completato prima che le batterie si scarichino

L'autonomia è una durata che qualcuno deve giustificare, e la giustificazione per una sala CT è solitamente una delle tre cose.

Terminare lo studio in corso. Una scansione interrotta durante l'acquisizione potrebbe dover essere ripetuta, con conseguente ulteriore esposizione alle radiazioni e interruzione del flusso di lavoro. L'autonomia che conta è sufficiente a completare uno studio e spegnere il sistema in modo pulito.

Passare a un generatore. Dove l'ospedale dispone di generazione di riserva, la batteria copre il divario fino a quando non assume il carico — avvio del generatore, trasferimento e stabilizzazione. Chiedete cosa richiede effettivamente questo sito piuttosto che presumere un numero.

Superare il disturbo. Dove le brevi interruzioni e i cali di tensione sono più comuni delle prolungate interruzioni, il ciclo della batteria può contare tanto quanto il tempo di backup nominale — l'UPS trascorre la sua vita entrando e uscendo dalla batteria, e il banco è dimensionato per la durata del ciclo tanto quanto per i minuti.

Nell'installazione del Camerun, il banco da 32 × 12 V 100 Ah è stato progettato per circa dieci minuti. Questa era la cifra per lo scanner di quell'ospedale e per l'accordo di handover di quel sito, non una regola. Il vostro numero deriva da ciò che deve essere completato e dal percorso DC — tensione della batteria, corrente di scarica massima e la distanza unidirezionale dal mobile batteria cambiano tutti ciò che il banco effettivamente eroga.

Isolamento, messa a terra e dispersione

Le apparecchiature di imaging portano i propri limiti: corrente di dispersione, messa a terra e requisiti di isolamento stabiliti dal produttore dell'apparecchiatura o dal progetto del sito. Dove tali requisiti lo richiedono, un trasformatore di isolamento diventa parte della specifica dell'UPS piuttosto che un accessorio, e l'UPS e il trasformatore vengono considerati insieme piuttosto che acquistati separatamente.

Questo requisito è anche l'argomento per una topologia a bassa frequenza basata su trasformatore. Il trasformatore di uscita fornisce isolamento galvanico tra l'UPS e lo scanner e può aiutare a ridurre alcune disturbi di modo comune, mentre l'inverter, lo stadio DC, il trasformatore e il sistema di protezione determinano insieme la capacità di sovraccarico a breve termine. Non è una soluzione a tutti i problemi di qualità dell'alimentazione — non sosterrà un circuito di alimentazione in calo o correggerà una messa a terra scadente — e dove non è richiesto isolamento, è peso e superficie occupata inutilmente. I limiti applicabili derivano dalla classificazione della stanza e dal codice su cui è costruito l'ospedale — una stanza di radiografia generale e una sala di cateterismo cardiaco non rientrano negli stessi requisiti, e il documento di installazione del produttore dello scanner solitamente indica ciò di cui ha bisogno.

Anche il comportamento di trasferimento è importante qui. Un'unità a doppia conversione mantiene l'uscita durante il passaggio alla batteria, quindi lo scanner non vede interruzioni quando l'ingresso fallisce. Ciò che deve ancora essere verificato è il trasferimento da e verso il bypass statico, che è un evento separato con la sua temporizzazione.

Un CT necessita di un UPS a bassa frequenza?

Non automaticamente.

Le sale CT sono spesso abbinate a unità a bassa frequenza basate su trasformatore perché questi design possono combinare una forte capacità di sovraccarico a breve durata con isolamento galvanico dove l'installazione lo richiede.

Questa è una ragione, non una regola. Un'unità ad alta frequenza le cui caratteristiche elettriche soddisfano i requisiti del produttore dello scanner è una risposta legittima, e in un sito senza requisiti di isolamento e con un picco modesto può essere quella migliore — più piccola, più leggera e molto più facile da far passare attraverso la porta.

Lasciate che siano i numeri a decidere piuttosto che la topologia:

• domanda massima dello scanner e quanto dura
• la curva di sovraccarico, come percentuale con la sua durata
• stabilità della tensione di uscita sotto carico a gradino
• corrente di cortocircuito e come la protezione la elimina
• configurazione di ingresso e uscita — fasi, neutro, terra
• comportamento del bypass, incluso il trasferimento da e verso di esso
• se l'isolamento è richiesto o meno
• l'alimentazione a monte: trasformatore, generatore o entrambi
• le regole di progettazione elettrica su cui è costruito il sito

Dove lo scanner ha un'elevata domanda a breve durata e il progetto richiede anche isolamento galvanico, un UPS a bassa frequenza basato su trasformatore è spesso un'opzione pratica. Dove nessuno dei due requisiti si applica, un design ad alta frequenza più leggero può offrire un uso più efficiente dello spazio e dei costi di installazione. I due sono confrontati in dettaglio nella nostra guida a design di UPS a bassa e alta frequenza.

Decidete l'ambito prima di dimensionare

Ogni anello cambia la risposta. Dimensionare per lo scanner e poi scoprire che l'iniettore e la sala di lettura sono sullo stesso UPS è il modo più comune in cui questo calcolo va storto.

Scrivete l'elenco prima di chiedere un prezzo. Solo lo scanner è un calcolo. Scanner più iniettore, workstation e display è un altro. Aggiungete la sala di lettura, PACS e la modalità successiva e la dimensione della macchina, la batteria e la distribuzione si spostano tutte.

Anche due risposte cambiano. Se la stanza necessita anche di regolazione della tensione perché l'alimentazione è instabile, un UPS non è un sostituto di uno stabilizzatore su un circuito scadente. Se lo scanner fa parte di un reparto che non può andare offline, entra in gioco la ridondanza e la scelta tra N+1 e 2N è decisa dal fatto che il carico abbia un cavo di ingresso o due.

La stanza ospita la macchina, o no

Un mobile a bassa frequenza da 120 kVA è 635 × 975 × 1326 mm e circa 650 kg. Questa non è una questione di ingegneria elettrica; è una questione di se entra dalla porta, se il pavimento lo regge e se c'è un percorso dal magazzino alla sala macchine.

Decidete questo prima dell'ordine, non dopo la consegna. Un'unità che deve essere sollevata con una gru, o un pavimento che necessita di rinforzo, costa più della differenza tra due preventivi. Lasciate accessibile il bypass di manutenzione, lasciate spazio per estrarre un mobile batteria e controllate il calore che la stanza deve dissipare. I progetti di queste dimensioni scivolano sulla logistica molto più spesso di quanto scivolino sulla capacità. Un UPS correttamente dimensionato che non può essere spostato nella stanza è ancora la risposta sbagliata.

Il funzionamento in parallelo merita una menzione qui per lo stesso motivo. TAFENG ha fornito sistemi UPS a unità singola per numerosi progetti CT, incluse installazioni da 120 kVA e 100 kVA, e TAFENG costruisce unità singole a bassa frequenza fino a 800 kVA, quindi i siti che eseguono macchine in parallelo stanno solitamente acquistando continuità di manutenzione o ridondanza piuttosto che capacità esaurita.

Dove si inserisce questo

Il dimensionamento avviene in un ordine: il carico, poi la topologia, poi i numeri sulla scheda tecnica, poi l'applicazione, poi la ridondanza, poi la batteria, poi la stanza. Questa pagina copre un'applicazione all'interno di quella sequenza. Per l'ordine completo, vedere Come dimensionare e selezionare un UPS industriale o medico.

FAQ

Di che dimensione UPS ha bisogno uno scanner CT? Non esiste una cifra standard. I progetti CT pubblicati qui sono stati forniti a 100 kVA per un Fujifilm Supria e a 120 kVA per un Fujifilm CT in Guatemala e per l'installazione del Camerun sopra. Ognuno è stato dimensionato in base al picco di quello scanner e all'ambito di quella stanza, quindi uno scanner diverso con un picco diverso atterra altrove. Iniziate dal documento di installazione del produttore piuttosto che da una regola fissa CT-to-kVA.

Posso dimensionare dalla valutazione della targhetta dello scanner? Non da sola. La targhetta fornisce la potenza apparente in condizioni specificate. La domanda durante la scansione aumenta ben al di sopra della cifra tra le scansioni, quindi la domanda massima e la frequenza con cui si ripete contano più della cifra costante, e le apparecchiature della stanza sullo stesso UPS devono essere conteggiate.

Quanta capacità di sovraccarico è sufficiente per un CT? Confrontate la domanda massima dello scanner e la sua durata direttamente con la curva di sovraccarico dell'UPS. Una capacità di 150% / 1 minuto è sufficiente solo se la domanda effettiva dello scanner rimane entro il 150% della capacità nominale dell'UPS per quel periodo. Una percentuale senza tempo associato non dice nulla.

Quanta autonomia ha bisogno una sala CT? Abbastanza per completare lo studio in corso e spegnere in modo pulito, o abbastanza a lungo per passare alla generazione di riserva. Dieci minuti sono stati sufficienti per lo scanner di un ospedale e per l'accordo di handover. La vostra cifra deriva da ciò che deve essere completato nel vostro sito.

Un UPS per CT necessita di un trasformatore di isolamento? Dove il produttore dell'apparecchiatura o il progetto del sito richiede isolamento, questo diventa parte della specifica piuttosto che un'opzione. Le unità a bassa frequenza basate su trasformatore lo hanno integrato, il che è conveniente — ma il requisito decide la topologia, non viceversa.

Un UPS può coprire lo scanner e la sala di lettura? Può farlo, e cambia la dimensione, la batteria e la distribuzione. Scrivete l'ambito prima di chiedere un prezzo — l'errore di dimensionamento più comune è preventivare per lo scanner e poi scoprire il resto della stanza sullo stesso circuito.

Cosa inviare a un fornitore di UPS

Inviate gli input piuttosto che una cifra kVA:

• Marca e modello CT
• i requisiti elettrici dal documento di pianificazione del sito del produttore
• tensione di ingresso, fasi e disposizione della messa a terra
• domanda massima, quanto dura e quanto spesso si ripete
• carico continuo tra le esposizioni
• tutto il resto che deve rimanere sullo stesso UPS
• tempo di backup richiesto e cosa deve essere completato al suo interno
• potenza nominale del generatore, tempo di avvio e disposizione del trasferimento
• se l'isolamento è richiesto
• requisiti di bypass, incluso il bypass di manutenzione
• posizione del mobile batteria e distanza da esso
• layout della stanza, percorso di accesso e restrizioni di installazione

Con questo elenco, un fornitore può verificare la capacità continua, l'inviluppo di sovraccarico, il banco batterie e se il mobile raggiunge la sala macchine. Gli ingegneri TAFENG lavorano da questi input piuttosto che da una tabella CT-to-kVA — il carico, il picco, l'autonomia che deve essere giustificata e il percorso che il mobile deve fare. Inizia con l'elenco dei carichi.