实验室中各类精密仪器与设备对电力供应的稳定性要求极高。许多实验过程一旦开启便无法中断,例如基因测序仪在进行 DNA 测序时,若中途遭遇市电断电,不仅当前的测序进程会戛然而止,仪器内部正在处理的数据也可能丢失,前期投入的大量样本、试剂等成本付诸东流,还可能对仪器的精密部件造成损害,增加维修成本与维修难度。又比如一些化工合成实验设备,在反应过程中需要持续的电力来维持温度、压力等反应条件的稳定,若突然停电,反应条件失控,可能导致实验失败,甚至引发安全事故。UPS 电源能在市电中断瞬间无缝切换至电池供电,确保实验设备不受影响,保障实验的顺利进行,避免因停电造成的经济损失与实验延误。
实验室日常产生的大量实验数据是科研成果的核心支撑。这些数据可能来自于长期的实验监测、复杂的数据分析计算等。以地震监测实验室为例,其传感器持续采集地壳运动数据,一旦停电,数据记录中断,可能错过关键的地震活动信息,影响对地震规律的研究。而对于生物医学实验室,在细胞培养、药物实验等过程中,数据的准确性和完整性关乎实验结论的可靠性。UPS 电源为实验设备提供稳定电力,使设备有足够时间在停电时完成数据存储与设备安全关机,防止数据丢失或损坏,保障科研工作的连续性与准确性,为科研人员的辛勤付出提供坚实保障。
实验室的环境控制系统对实验结果也有着重要影响。例如,一些对温度、湿度要求极为严苛的实验,如电子芯片制造实验室,需要恒温恒湿环境以确保芯片制造过程的精度。若市电中断,空调、除湿机等环境控制设备停止工作,短时间内实验室温度、湿度就可能超出适宜范围,影响实验设备的性能和实验结果的准确性。又如,在一些存放高价值样本或试剂的实验室,如生物样本库,需要稳定的电力维持低温冷藏设备的运行,防止样本变质。UPS 电源能确保在市电异常时,环境控制设备持续工作,维持实验室环境稳定,为实验的顺利开展创造良好条件。
在确定 APC UPS 电源容量时,要全面统计实验室所有设备的功率总和。实验设备、照明灯具、通风设备等的功率可从设备说明书或厂商处获取。比如,某实验室有 3 台功率为 1500W 的离心机、5 台功率为 800W 的显微镜、2 台功率为 2000W 的大型分析仪器,以及照明和通风设备共计 1000W,那么总功率为 (3×1500)+(5×800)+(2×2000)+1000 = 10500W。由于 UPS 存在功率因数(APC 部分产品功率因数在 0.8 - 0.9 左右),需将总功率除以功率因数以得到所需的最小 VA 值。若按功率因数 0.85 计算,10500÷0.85≈12353VA。考虑到实验室设备可能存在启动时的瞬间峰值功率,以及为保障 UPS 长期稳定运行,建议预留 20%-30% 的余量,所以最终应选择容量为 14824VA - 16059VA 左右的 APC UPS 电源,如 APC Smart-UPS SRT 15000VA 等型号,以满足实验室设备的电力需求。
后备式 UPS:此类 UPS 价格相对亲民,但其转换时间较长(一般在 10ms 左右),适用于对供电中断不太敏感、允许短时间停电的小型实验室或非关键设备区域。在市电正常时,它处于待命状态,市电中断后才切换至电池供电。例如,一些学校的普通化学实验室,主要进行基础化学实验,偶尔的短暂停电不会对实验造成严重影响,采用 APC 后备式 UPS(如 BK650M2-CH)即可满足基本需求,能在停电时提供短暂电力,保障实验人员有时间保存实验数据并安全关闭设备。
在线互动式 UPS:具备较强的稳压功能,转换时间比后备式更短,约 4ms 左右。适用于中小型实验室,这些实验室对电压稳定性要求较高,且对供电中断的容忍度较低。例如,一些材料分析实验室,使用的光谱分析仪等设备对电压波动较为敏感,APC 在线互动式 UPS(如 Smart-UPS 4.5G 系列)能够提供较为稳定的电力供应,有效保护实验设备免受电压问题的干扰,确保实验数据的准确性。
在线式 UPS:提供零转换时间,输出纯净正弦波,是对电力要求极高的大型科研机构实验室和关键实验项目的首选。在市电正常时,通过整流器将市电转换为直流电为电池充电,同时经逆变器将直流电转换为交流电为设备供电;市电中断时,直接由电池通过逆变器为设备供电,实现无缝切换。例如,大型基因研究实验室,存储着海量的基因数据且实验设备造价昂贵,任何瞬间的停电都可能导致巨大的经济损失和科研进度延误,APC 在线式 UPS(如 Symmetra PX 系列)能够为其提供持续、稳定、高质量的电力保障,满足科研实验对电力可靠性的严苛要求。
电池类型:
铅酸电池:在 APC UPS 电源中,铅酸电池应用广泛,技术成熟、稳定性高,适用于对安全性要求较高且预算相对有限的实验室场景。例如 APC Smart-UPS 2200VA 机型,通常配置铅酸电池。铅酸电池成本相对较低,维护相对方便,大电流放电性能较好,但寿命较短,一般为 3 - 5 年,在使用过程中需要定期检查电解液液位和电池内阻等参数,以确保电池性能。
锂电池:具有能量密度高、体积小、重量轻、寿命长(8 - 10 年)、支持深度放电等优点,更适合空间有限且需要长期频繁使用 UPS 的实验室。例如,一些对实验室空间布局有严格要求的高校创新实验室,可能会选择配备锂电池的 APC UPS 电源。锂电池充电速度快,能缩短停电后的充电时间,提高 UPS 的可用性。不过,锂电池存在热失控风险,在选择时需综合考虑实验室环境、安全管理等因素,并严格按照厂家要求进行安装和使用。
续航时间:根据实验室的业务重要性和实际需求选择合适的续航时间。对于一般高校教学实验室,建议续航时间在 30 分钟以上,以便在停电时完成实验收尾工作、数据保存以及设备安全关闭。对于承担重要科研项目、不能长时间中断实验的关键实验室,如制药企业的新药研发实验室,可能需要数小时甚至更长时间的续航。APC 部分 UPS 电源支持外接电池组,用户可根据实际需求灵活扩展续航时间。例如 APC 的 Smart-UPS SRT 系列,可通过外接电池模块延长后备时间。在选择外接电池组时,务必确保其与 UPS 主机的兼容性,并合理规划安装空间,同时要考虑电池组的重量对实验室地面承重的影响。
功能筛选:
正弦波输出:对于实验室设备,必须选择输出纯净正弦波的 APC UPS 电源。正弦波输出能更好地模拟市电,减少对实验设备电源模块和其他电子元件的损害,延长设备使用寿命。非正弦波输出可能导致实验设备出现异常工作、数据测量不准确等问题。例如,APC 的高端 UPS 产品系列均能提供纯净正弦波输出,为实验室设备提供高质量电力保障。
智能管理功能:具备智能管理功能的 APC UPS 可通过 APP 或网络管理卡实现远程监控、自动关机、故障预警等操作。实验管理员可通过手机 APP 随时查看 UPS 的运行状态,包括电池电量、输出电压、负载率等参数。当 UPS 出现故障时,能及时收到预警信息,提前采取措施进行维护,避免因 UPS 故障导致实验室停电。自动关机功能可在电池电量过低时,按照预设顺序关闭实验设备及相关系统,保护实验数据安全。如 APC 的一些新型号 UPS 电源配备了先进的智能管理系统,方便用户远程管理和维护。
防雷 / 浪涌保护:实验室设备易受雷电冲击和电压浪涌影响,尤其是一些位于高层建筑物或空旷地区的实验室。因此要选择具有多级防雷和浪涌保护设计的 APC UPS 电源。该功能能有效抵御电网中的瞬间高压,保护实验设备免受损害。在雷电多发地区或电网质量较差的区域,防雷 / 浪涌保护功能尤为重要。APC 部分 UPS 产品在设计上采用了专业的防雷 / 浪涌保护电路,为实验室设备提供额外的安全防护。
品牌与服务:APC 作为知名的 UPS 电源品牌,隶属于施耐德电气,具有严格的生产工艺和质量控制体系,产品性能可靠。其在全球范围内拥有广泛的售后服务网络,能为用户提供及时的技术支持和维修服务。在购买前,要确认产品的质保期,一般为 1 - 3 年,并了解本地维修网点的覆盖情况。良好的品牌服务能为用户在使用 APC UPS 电源过程中提供保障,减少后顾之忧。例如,用户在使用过程中遇到问题,可通过 APC 的客服热线或当地维修网点快速获得解决方案,确保实验室的电力保障系统始终处于良好运行状态。