Bienvenue au pays de l’article 220

La procédure que vous décrivez pour déterminer l’ampérage approprié du sous-panneau et de l’alimentation est appelée calcul de charge et est effectuée à l’aide de un ensemble de règles figurant à l'article 220 du NEC. Alors que la plupart des calculs de l'article 220 résidentiels sont effectués pour les services , les règles de calcul de l'article 220 s'appliquent également aux départs et aux circuits de dérivation; les règles sont relativement compliquées, mais peuvent être simplifiées pour la plupart des travaux résidentiels comme suit:

1. Nous allouons 3VA / pi2 pour toute la zone desservie par le panneau, plus 1500VA pour chaque circuit de petits appareils de cuisine ou de buanderie servi par le panel. (Par code, cela couvre les circuits de prise de comptoir de cuisine et les circuits de prise de linge, mais il est également possible d'utiliser cette valeur comme une allocation pour un circuit alimentant également des appareils de cuisine fixes de 120 V.)
2. La somme ci-dessus est puis soumis à un facteur de demande de 35% pour tout ce qui dépasse les 3000 premiers VA de charge.
3. Nous ajoutons ensuite des allocations pour les appareils à puissance fixe: 8 kVA pour une gamme (cela suffit pour tous gammes inférieures à 12 kVA (valeur nominale de la plaque signalétique), 5 kVA pour un sécheur (le code minimum pour un tel) et 4,5 kVA pour les chauffe-eau à accumulation électrique (réservoir) (avec un déclassement de 125% pour les départs en tant que type de réservoir chauffe-eau est considéré comme une charge continue). (Les appareils de chauffage sans réservoir utilisent plutôt la puissance nominale de leur plaque signalétique)
4. Enfin, nous abordons les charges de moteur et de CVC. Le tableau 430.248 du NEC est utilisé pour convertir la puissance du moteur en ampères à pleine charge, tandis que l'intensité minimale du circuit de la plaque signalétique est utilisée pour les charges CVC. La plus grande charge de ceux-ci est également soumise à un déclassement de 125%, et ces valeurs d'intensité sont converties en VA (W) en multipliant par 230V. (Le facteur de puissance est ignoré ici.)
5. La somme résultante est ensuite divisée par 240 V pour déterminer l'intensité requise par le départ ou le service.

Dans votre cas, nous avons 700 pi2 de surface desservie entre les deux pièces (bureau et salon) dont les charges générales sont desservies par le panneau, ainsi qu'une allocation de 1500VA pour le réfrigérateur, une allocation de 8kVA pour la cuisinière ( que nous considérons comme une charge de hangar à des fins de veille, comme je l'expliquerai plus tard), une pompe de puits 1 / 2HP @ 230VAC et une mini-pompe à chaleur avec un MCA 5,5A, également à 230VAC.

Compte tenu de ces charges, nous commençons avec 2100VA pour la zone desservie à 3VA @ ft2 et l'allocation de 1500VA pour le réfrigérateur, ce qui nous donne une charge générale non pondérée de 3600VA. L'application du facteur de demande de 35% nous donne 3210VA de charge pondérée; nous ajoutons ensuite la tolérance de gamme de 8 kVA pour nous donner jusqu'à présent 11 210 VA.

Enfin, nous nous attaquons aux charges du moteur. La pompe de puits est comptée comme 4,9A@230VAC, tandis que la pompe à chaleur 5,5A@230VAC est multipliée par 125%, ce qui nous donne 1581VA pour la pompe à chaleur, 1127VA pour la pompe de puits et une charge totale de 13918VA, ou 58A @ 240VAC .

En conséquence, nous pouvons utiliser un disjoncteur d'alimentation et d'alimentation 60A, avec un sous-panneau 100A ou 125A avec un disjoncteur principal backfed qui peut être verrouillé avec pour l'alimentation du générateur, et de nombreux espaces (24 -30) pour une expansion future. Cependant, en raison de problèmes de rayon de courbure, il peut ne pas être possible de faire passer un conduit directement entre les deux emplacements de panneau; si vous ne pouvez pas obtenir un conduit de taille appropriée pour s'adapter entre les deux panneaux, j'utiliserais simplement 6/3 SER (pas NM, car NM est limité à 60 ° C ampères mais SER peut fonctionner à 75 ° C ampères ces jours) pour le chargeur et appelez-le un jour. (De toute façon, agrandir le chargeur n'a pas de sens ici en raison des limitations imposées par la façon dont les systèmes solaires multimodes effectuent le transfert.)

S'attaquer à ce four ....

Maintenant, nous devons nous attaquer à l'éléphant dans la pièce; à savoir, votre cuisinière bicombustible brillante et son four électrique puissant. Nous couvrirons deux approches de ce problème; Dans tous les cas, nous remplaçons la gamme allownace 8kVA par une charge factorielle pour petits appareils de 1500VA. Cela nous donne 6478VA de charge totale en veille, soit 27A @ 240VAC, bien dans la plage de capacité de l'onduleur d'un grand système multimode.

Délestage partiel pour le plaisir et le profit

La bonne nouvelle est que si vous ne connectez que L1, N et G à votre cuisinière, en cassant L2, les éléments du four ne fonctionneront pas, mais tout le reste devrait fonctionner normalement, selon le schéma de câblage affiché et les résultats de vos tests. Cela signifie que nous pouvons utiliser un contacteur homologué UL pour interrompre L2 lorsque le système de secours est transféré à l'alimentation du générateur. (Remarque: les contacteurs à usage défini ne peuvent pas être utilisés ici, car ils ne sont que des composants UL reconnus pour entrer dans d'autres équipements.)

Ce contacteur devra être contrôlé par les moyens de transfert, cependant, et c'est là que réside le plaisir. Avec une configuration de transfert manuel (verrouillage), vous aurez besoin d'un contact auxiliaire sur le disjoncteur du générateur afin de détecter quand ce disjoncteur est activé et de contrôler le contacteur en conséquence. Avec un système solaire multimode, cependant, l'onduleur multimode devra fournir une sortie auxiliaire pour activer et désactiver le contacteur selon que le secteur CA est disponible ou non.

Physiquement parlant, le sous-panneau de secours est probablement l'endroit le plus simple pour le contacteur de vivre; Cependant, certains contacteurs sont trop grands physiquement pour s'intégrer dans un tableau de distribution résidentiel, vous devrez donc garder cela à l'esprit lors de l'achat des contacteurs. Vous devrez également fournir une tension de contrôle; la bonne nouvelle est que la plupart des contacteurs industriels et d'éclairage ont des bobines interchangeables, donc changer la tension de commande plus tard lorsque vous installez l'onduleur multimode n'est pas un problème complet. Cela signifie que vous pouvez exploiter 120VAC à partir de l'alimentation de secours pour servir de tension de commande pour le moment, puis le convertir en une autre configuration si nécessaire lorsque les onduleurs entrent.

Ditching gas pour un autre solution

Si, pour une raison quelconque, la solution du contacteur ne fonctionne pas, il existe une alternative si vous êtes prêt à abandonner l'idée de cuisiner au gaz pendant que le courant est coupé. Les cuisinières à induction portables modernes sont bien meilleures que les plaques de cuisson électriques dumpy d'antan; les meilleures rivalisent facilement avec les performances des tables de cuisson à induction intégrées, offrant un degré de contrôle et de finesse inégalé même pour les brûleurs à gaz! En conséquence, avoir un seul circuit de dérivation pour petit appareil de secours est une option faisable et plutôt flexible pour permettre la cuisson pendant une panne de courant, car il peut alimenter une variété d'options: cuisinière à induction portable, mijoteuse ou autocuiseur électrique, grille-pain four, ou des appareils de préparation tels qu'un mixeur ou un robot culinaire, d'ailleurs. C'est comme exécuter n'importe quel autre circuit de dérivation pour desservir les comptoirs de cuisine, à l'exception du fait que vous voudrez avoir des prises distinctement colorées / marquées (le rouge est commun pour les circuits d'alimentation de secours dans les environnements commerciaux) pour indiquer le fait que ces prises sont disponibles lorsque le générateur est alimenté. (C'est quelque chose que vous voudrez peut-être faire avec vos prises de secours, de toute façon, même.)

P.S. Voici une capture d'écran des calculs ci-dessus sous forme de feuille de calcul:

Je suis désolé, je dois parler de l'idée d'utiliser une précieuse énergie auxiliaire pour chauffer les aliments, quand une cuisinière à gaz est à portée de main.

Randy et l'anguille ont découvert une merveilleuse vulnérabilité / fonctionnalité dans la gamme. Les circuits auxiliaires si importants pour faire fonctionner les brûleurs à gaz n'ont besoin que d'un seul pôle de puissance, tandis que toutes les bobines électriques affamées ont besoin des deux pôles.

Je suis également préoccupé par le fait que le contacteur soit intimidant car il est si inhabituel - et potentiellement assez cher et non obtanium. Plutôt que de l'interrompre, je préfère ne pas lui envoyer de courant en premier lieu.

Donc, j'utiliserais un interrupteur à 3 pôles séparé à double course pour commuter les 2 pôles et le neutre sur le four / la cuisinière.

Ma première pensée a été de construire cela à partir d'un QO à 4 espaces et d'un verrouillage QO2DTI, mais cela ne changera pas de neutre, ce qui pourrait créer une boucle neutre indésirable.

Le résultat est qu'un côté du commutateur est alimenté par le panneau réservé aux utilitaires, qui a le disjoncteur de plage normal. L'autre côté de l'interrupteur (et une seule jambe) est alimenté par le plus petit disjoncteur possible et est bien sûr agencé pour fournir uniquement la jambe qui fournit une alimentation auxiliaire pour la gamme.

Je soutiens que nous arrivons à dimensionner la plage en fonction de la consommation de puissance observable et mesurée, par exemple d'un ampèremètre à pince autour du fil, plutôt que d'avoir à fournir 1500W à un allumeur de four à gaz. (ou de manière réaliste une lampe de four de 25 watts, car vous ne pouvez pas éviter l'incandescence ici). Je pense que cette chose compterait pour 40 watts environ.

Fournir une réponse alternative à ma propre question ...

Les états OP voulant ajouter un sous-panneau de charges critiques, et sollicitent des critiques sur les raisons de le faire. D'après les faits, l'ajout de la capacité du panel est clairement une bonne idée. Sinon, comme le fait remarquer OP, atteindre les objectifs n ° 1 et n ° 2 conduit à ne pas atteindre les n ° 3 et n ° 5.

Mais un sous-panneau n'est pas le seul moyen d'ajouter de la capacité de panneau. Pourquoi ne pas remplacer le centre de charge principal actuel par un centre de charge principal plus grand et ne pas installer du tout un sous-panneau? Le centre de distribution actuel est de 20 espaces / 40 circuits / 200 ampères et compte 5 demi-espaces inoccupés. Il pourrait être remplacé par un panneau de 30 emplacements / 60 circuits (également 200 ampères).

Deux espaces complets seraient dédiés à un disjoncteur pour l'entrée du générateur, verrouillé avec le disjoncteur principal. Cela laisserait 10-1 / 2 espaces inoccupés. Ainsi, tous les objectifs du PO, sauf le n ° 5, seraient atteints. De plus, en laissant toutes les charges dans le panneau principal (et en ne nécessitant pas le déplacement des charges critiques vers un sous-panneau), il y a beaucoup plus de flexibilité dans le fonctionnement sur alimentation de secours; les disjoncteurs pour charges peuvent être activés ou désactivés, en fonction des besoins du ménage et de la quantité d'énergie de secours disponible (un gros générateur à combustible fossile, ou simplement un onduleur de 1 kW connecté à un VE).

notez que cette approche a un inconvénient. Il n'est pas possible de connecter un disjoncteur de générateur et un disjoncteur d'onduleur solaire au même centre de charge (c'est-à-dire aux mêmes jeux de barres), à défaut d'une sorte de mécanisme de verrouillage improbable qui nécessite à la fois le disjoncteur principal et le disjoncteur solaire. éteint, pour que le disjoncteur du générateur soit activé. Sinon, lorsque l'alimentation est appliquée via l'entrée du générateur, l'onduleur solaire pourrait penser que le réseau est actif et potentiellement commencer à générer de l'énergie; ainsi le générateur et le PV sont court-circuités ensemble, le seigneur sait quel résultat.

Je ne sais pas à quel point il est difficile de remplacer le panneau principal. Il est monté dans une cavité murale sans tôle sur un autre revêtement. Il semble donc simple de déconnecter tous les romex et pinces et de retirer les câbles du panneau (en les étiquetant soigneusement, bien sûr). Installez le nouveau centre de charge (qui mesure 6 "plus haut) et inversez-le.

La principale complication est les conducteurs d'entrée de service. demander à POCO de retirer le compteur. Et le nouveau centre de distribution doit être «enfilé» sur ces câbles (si vous ne voulez pas retirer les câbles), mais cela ne semble pas trop difficile. Ensuite, il faut terminer le travail, faites inspecter et faites réinstaller le compteur; la maison sera donc probablement sans électricité pendant quelques jours. Étant donné que le nouveau centre de distribution serait plus haut de 6 pouces, si le fond est aligné avec l'ancien, les câbles d'entrée de service sont probablement doit être 12 "plus long pour acheminer correctement. Le plus simple peut être de le monter 6" plus bas (alignez le haut du nouveau avec l'ancien). Mais ensuite, le conduit PVC 2 "venant du bas doit être coupé, ce qui signifie probablement retirer et réinstaller les câbles. Et comme il vient sous un angle, cela peut être un peu gênant, bien que le cadrage permette de déplacer la charge centrer jusqu'à 1-1 / 2 "vers la gauche, ce qui peut probablement être peaufiné.

Les disjoncteurs AFCI sont un problème potentiel; il me semble qu'un circuit n'a pas besoin d'être mis à niveau vers AFCI si moins de 6 pieds de câblage, et aucune prise supplémentaire, y sont ajoutés. Apparemment, cela s'applique même à un changement de panneau, ou à l'ajout d'un sous-panneau.

Il y a probablement des choses auxquelles je n'ai pas pensé cependant; s'il vous plaît, éclairez-moi!