Paristojen sarja- ja rinnakkaisliitäntä

Miksi kytkeä paristot

Akku, kuten kondensaattori, voi varastoida energiaa. Toisin kuin yksinkertainen galvaaninen akku, jossa sähköä tuottavat kemialliset reaktiot ovat peruuttamattomia, akku voidaan ladata. Tällöin ionit erotetaan toisistaan ​​ja akun sisäinen kemia ladataan kuin jousi. Myöhemmin nämä ionit "varautuneen" kemiallisen prosessin takia lahjoittavat ylimääräiset elektroninsa sähköpiiriin pyrkiessään itse takaisin happaman elektrolyytin neutraaluuteen.

Kaikki on hyvin, vain akun energiamäärä, jonka se voi tuottaa täyden latauksen jälkeen, riippuu sen kokonaismassasta. Ja paino riippuu suorituskyvystä - standardeja on, ja paristot valmistetaan näiden standardien mukaisesti. On hyvä, kun sähkönkulutus on samalla tavoin standardoitu. Esimerkiksi kun sinulla on auto, joka kuluttaa tietyn määrän sähköä moottorin käynnistämiseen. No, heidän muihin tarpeisiinsa - parkkipaikan automaattien syöttämiseen, lukkojen virtamiseen varkaudenestolaitteilla jne. Akkutandardit ja ne on suunniteltu toimimaan erityyppisissä ajoneuvoissa.

Ja muilla alueilla, joilla vaaditaan vakaa vakiojännite, tehoparametrien tarve on paljon laajempi ja vaihtelevampi. Siksi, kun sinulla on saman tyyppiset ja ehdottomasti identtiset akut, voit miettiä niiden käyttöä erilaisina yhdistelminä ja tehokkaampia lataustapoja kuin on banaalia ladata ne kaikki vuorotellen.

Miksi kytkeä useita paristoja

Tärkeimmät syyt, miksi paristot yhdistetään kokoonpanoiksi, voidaan tiivistää seuraavasti:

1. Vähennä ohmisia häviöitä (tai lämpöhäviöitä voimansiirron aikana) lisäämällä järjestelmän vastusta. Virran vahvuus ja vastus ovat käänteisesti verrannollisia toisiinsa, ja mitä heikompi virta, sitä pienempi menetys.
2. Kokoa paristo, joka soveltuu korkeampien jännitealueiden laitteiden virranottoon.
3. Lisää akun kapasiteettia.
4. Lisää sekä tehoa että jännitettä.

Sanalla, ne luovat akun, joka sopii erityistarpeisiin. Paristojen yhdistäminen käsin on helpompaa ja kätevämpää kuin ostaa kymmeniä erilaisia ​​paristoja. Ja joissakin tapauksissa se on melko halvempaa.

VIITE. Akkuun kertyvä sähkö koostuu rakenneosien energioista. Siksi sarjaliitännän, rinnakkaisliitännän ja yhdistetyn yhteyden yhteydessä on sama, jos samoja elementtejä käytetään samassa määrin.

Virtalähteiden liittäminen

Kuten kuormat, esimerkiksi lamput, akut voidaan liittää sekä rinnakkain että sarjaan.

Samalla, kuten voidaan heti epäillä, jotain on tiivistettävä. Kun vastukset kytketään sarjaan, niiden vastus lasketaan yhteen, niiden virta vähenee, mutta jokaisen läpi kulkee sama. Samoin virta kulkee saman verran paristojen sarjaliitännän kautta. Ja koska niitä on enemmän, akun lähtöjen jännite kasvaa. Siksi jatkuvalla kuormituksella virtaa suurempi virta, joka kuluttaa koko akun kapasiteetin samanaikaisesti yhden tähän kuormaan kytketyn akun kapasiteetin kanssa.

Kuormien rinnakkaisliitäntä johtaa kokonaisvirran kasvuun, kun taas jokaisen vastuksen jännite on sama.Sama pätee paristoihin: rinnakkaisliitännän jännite on sama kuin yhden lähteen jännite, ja virta voi yhdessä antaa enemmän. Tai jos kuorma pysyy ennallaan, he pystyvät toimittamaan sille virtaa niin kauan kuin niiden kokonaiskapasiteetti on kasvanut.

Nyt kun olemme todenneet, että paristot on mahdollista kytkeä rinnakkain ja sarjaan, tarkastelemme tarkemmin, miten tämä toimii.

Tapoja liittää laitteita

Lämmitysjärjestelmien suunnittelun ja organisoinnin asiantuntijat erottavat kolme päätyyppiä, jotka eroavat toteutusalgoritmista ja tehokkuudesta. Jokaisella niistä on omat edut, jotka ilmenevät erityisissä käyttöolosuhteissa. Yhteys tapahtuu

Sivusuunnassa

Siinä oletetaan, että jäähdytin on kytketty päälinjaan yhdeltä puolelta. Tässä tapauksessa veden tuloaukko sijaitsee yläosassa, poistoaukko on alaosassa, jotta osien tai paneelin pinta lämpenee tasaisimmin. Tätä asennustapaa pidetään tehokkaana, koska peittämätön lämmönvaihtopinta-ala on enintään 10%. Useimmiten lämmityspatterien sarjaliitäntä tehdään monikerroksisten rakennusten huoneistoissa, jotka ovat keskitetyn yhteisöverkon kuluttajia.

Usein tällaista järjestelmää täydennetään ohituksella - pienemmän halkaisijan omaavalla putkella, joka yhdistää tulo- ja paluulinjat. Tätä laitetta täydennetään sulkuventtiileillä, jotka katkaisevat laitteen järjestelmästä.

Lävistäjä

Voit maksimoida lämmittimen lämmönvaihtopinta-alan. Tuloksena oleva teho on viite ja ilmoitetaan tuotteen passissa. Tämän kytkentäkaavion toteuttamiseksi on tarpeen sijoittaa jäähdyttimen sisäänkäynti ylhäältä toiselle puolelle, ulostulo alareunalle toisella puolelle. Tästä johtuen työväliaineen virtaus kulkee tasaisesti kaikkien sisäisten kanavien läpi.

Tämä menetelmä on ihanteellinen paristoille, joissa on useita osioita. Diagonaalivanteiden avulla voit täysin ymmärtää edut, joita lämmityslämmittimien sarjaliitäntä antaa.

Haittojen joukossa on syytä korostaa

1. rakennusmateriaalien kustannukset kasvoivat sivuttaisliitäntöihin verrattuna
2. kyvyttömyys piilottaa viestintää seinään tai lattiaan
3. asennustöiden monimutkaisuus

Alempi

Esteettisin tapa integroida laite järjestelmään on, kun sekä jäähdytysnesteen tulo- että poistoaukot sijaitsevat kotelon alaosassa eri puolilta. Tässä tapauksessa putket piilotetaan useimmiten lattian ja betonilevyn alla. Tässä suhteessa tällaisen järjestelmän järjestäminen on mahdollista rakentamisen ja korjaamisen vaiheessa.

Jos lämmityspatterit kytketään sarjaan, alaosassa voi olla menetys jopa 15-20% järjestelmän tehokkuudesta. Tämä johtuu siitä, että on jonkin verran ongelmallista, että vesi nousee sisäisten kerääjien läpi laitteen rungon yläosaan. Tämän seurauksena jotkut alueet eivät lämmetä tarpeeksi.

Kuinka kemiallinen virtalähde toimii

Kemiallisiin prosesseihin perustuvat elintarvikelähteet ovat ensisijaisia ​​ja toissijaisia. Ensisijaiset lähteet koostuvat kiinteistä elektrodeista ja elektrolyytteistä, jotka yhdistävät ne kemiallisesti ja sähköisesti - nestemäiset tai kiinteät yhdisteet. Koko yksikön reaktiokompleksi toimii siten, että sille ominainen kemiallinen epätasapaino purkautuu, mikä johtaa tiettyyn komponenttien tasapainoon. Tässä tapauksessa varautuneiden hiukkasten muodossa vapautuva energia sammuu ja luo sähköjännitteen liittimiin. Niin kauan kuin ulkona ei ole varautuneita hiukkasia, sähkökenttä hidastaa lähteen sisällä olevia kemiallisia reaktioita. Kun liität lähteen liittimet jonkin verran sähkökuormitusta, virta kulkee piirin läpi, ja kemialliset reaktiot jatkuvat uudella voimalla ja syöttävät taas sähköjännitettä liittimiin.Täten lähteen jännite pysyy muuttumattomana ja laskee hitaasti, kunhan kemiallinen epätasapaino säilyy siinä. Tämä voidaan havaita hitaalla, asteittaisella jännitteen vähenemisellä napojen yli.

Tätä kutsutaan kemiallisen sähkön lähteen purkautumiseksi. Aluksi tällaisen kompleksin havaittiin reagoivan kahden eri metallin (kupari ja sinkki) ja hapon kanssa. Tässä tapauksessa metallit tuhoutuvat purkautumisprosessissa. Mutta sitten he valitsivat sellaiset komponentit ja niiden välisen vuorovaikutuksen, että jos sen jälkeen, kun jännitteiden vähentäminen päätelaitteissa purkautumisen seurauksena, sitä ylläpidetään keinotekoisesti, sähkövirta virtaa takaisin lähteen läpi ja kemialliset reaktiot voivat kääntyä taas luodaan kompleksin edellinen tasapainotila.

Ensimmäisen tyyppisiä lähteitä, joissa komponentit tuhoutuvat peruuttamattomasti, kutsutaan primääri- tai galvaanisiksi soluiksi tällaisten prosessien löytäjän Luigi Galvanin jälkeen. Toisen tyyppisiä lähteitä, jotka ulkoisen jännitteen vaikutuksesta kykenevät kääntämään koko kemiallisten reaktioiden mekanismin ja palaavat taas lähteen tasapainotilaan, kutsutaan toisen tyyppisiksi lähteiksi tai sähköakkuiksi. Sanasta "kerääntyä" - sakeutua, kerätä. Ja niiden juuri kuvattua pääominaisuutta kutsutaan lataukseksi.

Paristoilla asiat eivät kuitenkaan ole niin yksinkertaisia.

Useita tällaisia ​​kemiallisia mekanismeja on löydetty. Niissä on mukana erilaisia ​​aineita. Siksi paristoja on useita. Ja he käyttäytyvät eri tavalla, lataavat ja purkavat. Ja joissakin tapauksissa syntyy ilmiöitä, jotka ovat hyvin tiedossa niitä käsitteleville ihmisille.

Ja käytännössä kaikki käsittelevät heitä. Akkuja, itsenäisinä energialähteinä, käytetään kaikkialla, monenlaisissa laitteissa. Pienistä rannekelloista erikokoisiin ajoneuvoihin: henkilöautoihin, johdinautoihin, dieselvetureihin, moottorilaivoihin.

Akun suunnitteluohjeet

• Kun kytketään sarjaan ja rinnakkain, kaikkien paristojen on oltava samaa tyyppiä, ikää ja samaa valmistajaa. Sarjoina kytkettyjen paristojen kapasiteetin on oltava sama; samanaikaisesti eri kapasiteetin paristot voidaan liittää toisiinsa.
• Jos yksi paristo epäonnistuu kytkettäessä sarjaan, kaikki paristot on vaihdettava. Jos yksi paristo epäonnistuu, kun se kytketään rinnakkain, se poistetaan ja loput käytetään loppuun, kunnes ne ovat tyhjentyneet. Paristot vaihdetaan sitten.

Älä kuumenna paristoja ennenaikaisen vanhenemisen välttämiseksi. Jokainen 6 ° C: n nousu yli 20 ° C lyhentää käyttöikää puoleen. Asenna paristot hyvin ilmastoituun, viileään paikkaan ja jätä niiden väliin ilmarako lämmöntuotannon stimuloimiseksi.

• Älä lisää paristojen kapasiteettia, jos paristot on asennettu toiseen huoneeseen. Eri sijainneissa olevat paristot toimivat eri lämpötiloissa eivätkä purkaudu ja lataudu tasaisesti. Tämä lisää lämpötilaeroa entisestään ja johtaa ennenaikaiseen ikääntymiseen ja paristovirheisiin. Jos akkuja ladataan tai tyhjennetään suurella virralla, voi tapahtua lämpövirta ja räjähdys.

  
  Laturin kytkeminen rinnakkain kytkettyjen akkujen akkuun.

• Jos akun lataus- tai purkuvirta on 200 A 12 V: lla (100 A 24 V: lla) pitkään aikaan, syntyy merkittävää lämpöä. Levitä se pakotetulla ilmanvaihdolla.Asenna tätä varten tulenkestävä tuuletin paristolokeron ilmanottoaukkoon. Tulopuhallin vähentää paristojen tuottaman vedyn syttymisriskiä. (Jotkut standardit edellyttävät pakotettua ilmanvaihtoa aina, kun akut kytketään laturiin, jonka teho on yli 2 kW, ts. 167 ampeeria 12 voltilla tai 83 ampeeria 24 voltilla).
• Kaikkien tehokkaiden laturien jännitesäätimessä on oltava lämpötila-anturi, joka vähentää latausjännitettä akkuja kuumennettaessa.
• Suurikapasiteettiset paristot, joissa on suuret lataus- ja purkausvirrat, asennetaan asuintiloihin vain suljettuihin astioihin, joissa on tuuletus.

Joitakin paristojen ominaisuuksia

Klassinen akku on autojen lyijysulfaattiparisto. Se valmistetaan akkuina, jotka on kytketty sarjaan paristoon. Sen käyttö ja lataaminen / purkaminen ovat hyvin tunnettuja. Vaarallisia tekijöitä niissä ovat syövyttävä rikkihappo, jonka pitoisuus on 25-30%, ja kaasut - vety ja happi - jotka vapautuvat latauksen jatkuessa sen jälkeen, kun se on kemiallisesti valmis. Veden dissosiaatiosta syntyvä kaasuseos on juuri tunnettu räjähtävä kaasu, jossa vety on täsmälleen kaksi kertaa niin paljon kuin happi. Tällainen seos räjähtää milloin tahansa - kipinä, voimakas isku.

Nykyaikaisten laitteiden - matkapuhelinten, tietokoneiden - paristot valmistetaan pienikokoisina; niiden lataamiseen valmistetaan erikokoisia latureita. Monet niistä sisältävät ohjauspiirejä, joiden avulla voit seurata latausprosessin loppua tai ladata kaikki elementit tasapainoisesti, eli irrottaa jo ladatut laitteesta.

Suurin osa näistä akuista on melko turvallisia, ja virheellinen purkaminen / lataaminen voi vain vahingoittaa niitä ("muistivaikutus").

Tämä koskee kaikkia, paitsi metalli - litiumpohjaisia ​​paristoja. On parempi olla kokeilematta niitä, vaan ladata vain erityisesti sitä varten suunniteltuihin latureihin ja työskennellä niiden kanssa vain ohjeiden mukaisesti.

Syynä on, että litium on erittäin aktiivinen. Se on jaksollisen järjestelmän kolmas elementti vedyn jälkeen, metalli, joka on aktiivisempi kuin natrium.

Kun työskentelet litium-ioni-akkujen ja muiden siihen perustuvien paristojen kanssa, litiummetalli voi pudota vähitellen ulos elektrolyytistä ja muodostaa oikosulun kennon sisällä. Tästä se voi syttyä tuleen, mikä johtaa katastrofiin. Koska sitä EI voida maksaa. Se palaa ilman happea, kun se reagoi veden kanssa. Tällöin vapautuu suuri määrä lämpöä ja muita aineita lisätään palamiseen.

Litiumioniakkuilla varustetuissa matkapuhelimissa on tunnettuja tulipalotapauksia.

Suunnitteluajatus kuitenkin etenee ja luo yhä enemmän uusia ladattavia soluja, jotka perustuvat litiumiin: litiumpolymeeri, litium nanolanka. Yritetään voittaa haitat. Ja ne ovat erittäin hyviä paristoina. Mutta ... pois synnistä, on parempi olla tekemättä heidän kanssaan niitä yksinkertaisia ​​toimia, jotka kuvataan alla.

Liitäntäkaavion valinta paristojen lämmittämiseksi

Kun lämmityskattilatyypin valinta on valmis, talon lämmityspatterien kytkentäkaavio määritetään. Se voi olla yksi- tai kaksiputkinen.
Jäähdyttimien liitäntä tapahtuu kolmella tavalla:

• pohja;
• sivusuunnassa;
• lävistäjä.

Jos suunniteltaessa yksisuuntaista putkistoa päätettäessä lämmityspatterin kytkemisestä, yhden laitteen osioiden lukumäärä ei saisi ylittää 12 painovoimalämpöverkoissa ja 24 järjestelmissä, joissa on kiertovesipumppu.

Jos on tarpeen asentaa suurempi määrä osia, on tarpeen käyttää monipuolista putkistoa lämpöpattereihin. Lämmityslaitteita asennettaessa ei pidä unohtaa suoran putken ja paluuputken läpimenoa, joka riippuu niiden halkaisijasta ja karheuskertoimesta.

Tehokas lämmönsiirto voidaan saavuttaa paristojen optimaalisella sijoittamisedellytyksellä tai pikemminkin tarkkailemalla laitteiden asennusetäisyyttä suhteessa seiniin, lattiaan, ikkunaan ja ikkunalaudaan.
Asennusohjeet ja miten lämpöpatteri liitetään oikein, noudattavat seuraavia standardeja:

• laitteen tulisi olla 10-12 senttimetrin päässä lattiasta;
• se tulisi asentaa enintään 8-10 senttimetriä ikkunalaudalle;
• takapaneelia ei saa sijoittaa lähemmäksi kuin 2 senttimetriä seinästä;
• akkuja asennettaessa on tarpeen säätää niiden lämmitysasteen säätämisestä sekä manuaalisessa että automaattisessa tilassa. Tätä varten ostetaan erityisiä termostaatteja (tarkemmin: "Säätöventtiilit lämpöpatterien lämmitykseen, venttiilien asennus");
• Jäähdyttimen korjaamista tai vaihtamista varten on oltava venttiilit, venttiilit ja manuaaliset hanat. Niiden avulla voit irrottaa tuotteen lämmitysjärjestelmästä;
• sinun täytyy laittaa Mayevsky-hanat laitteisiin, kuten valokuvaan. Niiden avulla järjestelmään loukkuun jäänyt ilma poistetaan.

Lähteiden sarjayhteys

Tämä on tunnettu kenno, "tölkit". Johdonmukaisesti - tämä tarkoittaa, että ensimmäisen plus tuodaan esiin - koko akusta tulee positiivinen napa, ja miinus on kytketty toisen plusiin. Toisen miinus on kolmannen plus. Ja niin viimeiseen asti. Edellisen viimeisen miinus liitetään sen plus-osaan ja sen miinus tuodaan ulos - akun toinen napa.

Kun paristot kytketään sarjaan, kaikkien kennojen jännite lisätään, ja lähdössä - pariston plus- ja miinusnavat - saadaan jännitteiden summa.

Esimerkiksi auton akku, jonka jokaisessa ladatussa pankissa on noin 2,14 volttia, tuottaa yhteensä 12,84 volttia kuudesta tölkistä. 12 tällaista tölkkiä (dieselmoottoreiden akku) antaa 24 volttia.

Ja tällaisen yhdisteen kapasiteetti pysyy yhtä suurena kuin yhden tölkin kapasiteetti. Kun lähtöjännite on suurempi, kuorman nimellisteho kasvaa ja virrankulutus on nopeampaa. Toisin sanoen kaikki vapautetaan kerralla yhdessä yhtenä elementtinä.

Paristojen sarjayhteys

Nämä akut ladataan myös sarjana. Syöttöjännitteen plus on kytketty plusiin, miinus miinukseen. Normaalia latausta varten on välttämätöntä, että kaikki pankit ovat parametreissa samat, samasta erästä ja yhtä purkautuneet yhtenäisesti.

Muussa tapauksessa, jos ne purkautuvat hieman eri tavoin, latauksen aikana toinen lopettaa lataamisen ennen muita ja alkaa ladata. Ja se voi loppua hänelle huonosti. Sama havaitaan elementtien erilaisilla kapasiteeteilla, jotka tarkkaan ottaen ovat samat.

Paristojen sarjayhteyttä yritettiin alusta alkaen, melkein samanaikaisesti sähkökemiallisten kennojen keksimisen kanssa. Alessandro Volta loi kuuluisan voltaattisen pylväänsä kahden metallin - kuparin ja sinkin - ympyröistä, joita hän liikutti happoon liotetuilla liinoilla. Rakentaminen osoittautui onnistuneeksi keksinnöksi, käytännölliseksi, ja se antoi jopa jännitteen, joka oli täysin riittävä silloinkin rohkeisiin kokeisiin sähkön tutkimuksessa - se saavutti 120 V: n - ja siitä tuli luotettava energialähde.

Turvallisuustekniikka

• käytä dielektrisiä käsineitä;
• älä koske liittimiin paljain käsin;
• paristot on irrotettava kuormista;
• käytä työkaluja, joissa on eristetyt kahvat;
• tarkista liittimet ja liitintapit ennen liittämistä;
• älä käytä paristoja, joiden parametrit ja kulumisaste ovat erilaiset;
• ole varovainen napaisuuden suhteen;
• käytä liitäntään sopivia johtoja;
• eristää kokoonpano kosteudelta

HUOMIO! Tärkeintä on suojautua sähköiskulta.

Vaihtovirheet ja niiden seuraukset

Kytkentävirheet voidaan jakaa itse yhteyden virheisiin (sekoitettu plus ja miinus) sekä väärään paristojen ja liitäntäjohtojen valintaan.

Paristojen rinnakkaisliitäntä

Kun virtalähteet on kytketty rinnakkain, kaikki plussat on kytkettävä yhteen, mikä luo akun positiivisen napan, kaikki miinukset toiseen, mikä luo akun miinuksen.

Akkuosa

Rinnakkaisliitäntä

Tällaisessa yhteydessä jännitteen, kuten näemme, pitäisi olla sama kaikissa elementeissä. Mutta mikä se on? Jos paristoilla on erilaiset jännitteet ennen liittämistä, niin heti liitännän jälkeen "tasaus" alkaa välittömästi. Ne elementit, joilla on matalampi jännite, alkavat latautua erittäin voimakkaasti vetämällä energiaa korkeamman jännitteen omaavista. Ja on hyvä, jos jännite-ero selitetään samojen elementtien erilaisella purkautumisasteella. Mutta jos ne ovat erilaisia, erilaisilla jänniteluokituksilla, lataus alkaa kaikilla seuraavilla viehätyksillä: varatun elementin lämmittäminen, elektrolyytin kiehuminen, elektrodien metallin häviäminen ja niin edelleen. Siksi ennen elementtien liittämistä toisiinsa rinnakkaisella paristolla on tarpeen mitata jokaisen jännite volttimittarilla varmistaaksesi, että seuraava toiminta on turvallista.

Kuten näemme, molemmat menetelmät ovat melko toteuttamiskelpoisia - sekä paristojen rinnakkainen että sarjaliitäntä. Jokapäiväisessä elämässä meillä on tarpeeksi niitä elementtejä, jotka sisältyvät gadgeteihimme tai kameroihimme: yksi paristo tai kaksi tai neljä. Ne on kytketty tavalla, jonka muotoilu määrittelee, emmekä edes ajattele, onko kyseessä rinnakkais- vai sarjayhteys.

Mutta kun teknisessä käytännössä on välttämätöntä antaa heti suuri jännite ja jopa pitkäksi ajaksi, tiloihin rakennetaan valtavia akkukenttiä.

Esimerkiksi 220 voltin jännitteisen radiolähetysaseman hätävirtalähteeksi ajanjaksona, jolloin virtapiirin mahdollinen vika on poistettava, kestää 3 tuntia ... Akkuja on paljon.

Samankaltaisia ​​artikkeleita:

• Menetelmät 220 voltin muuntamiseksi 380: ksi
• Kaapelin jännitehäviöiden laskeminen
• Megohmmetrin käyttäminen: mihin se on tarkoitettu ja miten sitä käytetään?

Lämmityksen tehokkuuteen vaikuttavat tekijät

Lämmitysrakenteen tehokkuus riippuu useista tekijöistä:

1. Lämmitysjärjestelmän elementtien asettelu
   ... Huoneen lämmityksen aste ja tasaisuus ja vastaavasti talon tai huoneiston lämmitykseen käytetty rahamäärä riippuu tämän työn oikeellisuudesta.
2. Lämmityslaitteiden valinta
   ... Kaikki, mitä tarvitaan lämmitysjärjestelmän luomiseen, hankitaan ammattitaitoisesti suoritettujen teknisten ja taloudellisten indikaattorien laskelmien perusteella. Tosiasia on, että päätös lämpöpatterien asianmukaisesta liittämisestä ja sopivien laitteiden valinta edistävät maksimaalisen lämmönsiirron saavuttamista pienimmällä polttoaineenkulutuksella.