Защо да свързвате батерии
Батерията, подобно на кондензатор, може да съхранява енергия. За разлика от обикновената галванична батерия, при която химичните реакции, които генерират електричество, са необратими, батерията може да се зарежда. По този начин йоните се развеждат един от друг и вътрешната химия на батерията се зарежда като пружина. Впоследствие тези йони, поради "заредения" химичен процес, ще отдадат своите излишни електрони в електрическата верига, като се стремят обратно към неутралността на киселинния електролит.
Всичко е наред, само батерията има количеството енергия, което е в състояние да генерира след пълно зареждане, зависи от общата му маса. А теглото зависи от производителността - има стандарти и батериите се изработват по тези стандарти. Добре е, когато консумацията на електричество е стандартизирана по подобен начин. Например, когато имате кола, която отнема определено количество електричество, за да стартира двигателя. Е, за другите им нужди - захранване на автоматиката на паркинга, захранване на брави с устройства против кражба и т.н. Стандарти за батерии и са предназначени за захранване на различни видове превозни средства.
А в други области, където се изисква стабилно постоянно напрежение, търсенето на параметри на мощността е много по-широко и разнообразно. Следователно, като имате един и същи тип и строго еднакви батерии, можете да помислите за използването им в различни комбинации и по-ефективни методи за зареждане, отколкото е банално да ги зареждате на свой ред.
Защо да свързвате няколко батерии
Основните причини, поради които батериите се комбинират в комплекти, могат да бъдат обобщени, както следва:
- Намалете омичните загуби (или топлинните загуби по време на пренос на енергия), като увеличите съпротивлението на системата. Силата на тока и съпротивлението са обратно пропорционални един на друг и колкото по-слаб е токът, толкова по-малка е загубата.
- Сглобете батерия, подходяща за захранване на устройства с по-високи диапазони на напрежение.
- Увеличете капацитета на батерията.
- Увеличете както мощността, така и напрежението.
С една дума, те създават батерия, която отговаря на специфичните нужди. По-лесно и по-удобно е да комбинирате батериите под ръка, отколкото да купувате десетки различни батерии. А в някои случаи е доста по-евтино.
РЕФЕРЕНЦИЯ. Електричеството, което се натрупва в батерията, се състои от енергиите на съставните елементи. Следователно при последователна, паралелна и комбинирана връзка ще бъде еднакво, ако едни и същи елементи се използват в еднакво количество.
Свързване на захранващи устройства
Освен натоварванията, например крушки, батериите могат да бъдат свързани както паралелно, така и последователно.
В същото време, както човек може веднага да подозира, трябва да се обобщи нещо. Когато резисторите са свързани последователно, тяхното съпротивление се сумира, токът върху тях ще намалее, но през всеки от тях ще мине по същия начин. По същия начин токът ще тече по същия начин през последователната връзка на батериите. И тъй като има повече от тях, напрежението на изходите на батерията ще се увеличи. Следователно, при постоянно натоварване ще изтече по-голям ток, който ще използва капацитета на цялата батерия едновременно с капацитета на една батерия, свързана с този товар.
Паралелното свързване на натоварванията води до увеличаване на общия ток, докато напрежението на всяко от съпротивленията ще бъде същото.Същото е и с батериите: напрежението на паралелната връзка ще бъде същото като това на един източник, а токът заедно може да даде повече. Или, ако натоварването остане такова, каквото е било, те ще могат да го захранват с ток, докато техният общ капацитет се е увеличил.
Сега, след като установихме, че е възможно да свързваме батериите паралелно и последователно, ще разгледаме по-подробно как работи това.
Начини за свързване на устройства
Специалистите в областта на проектирането и организацията на отоплителни комплекси разграничават три основни типа, които се различават по алгоритъма на изпълнение и ефективността. Всеки от тях има свои предимства, които се проявяват в специфични условия на работа. Връзката се случва
Странично
Приема се, че радиаторът е свързан към основната линия от едната страна. В този случай входът за вода е разположен отгоре, изходът е отдолу, за да се осигури най-равномерното нагряване на секциите или повърхността на панела. Този метод на инсталиране се счита за ефективен, тъй като процентът на непокритата площ за топлообмен е не повече от 10%. Най-често серийното странично свързване на отоплителни батерии се извършва в апартаменти на многоетажни сгради, които са потребители на централизирана комунална мрежа.
Често такава схема се допълва от байпас - тръба с по-малък диаметър, свързваща захранващите и връщащите линии. Това устройство се допълва от спирателни клапани, които отрязват устройството от системата.
Диагонал
Позволява ви да увеличите максимално площта на топлообмен на нагревателя. Получената мощност е референтна и е посочена в паспорта за продукта. За да приложите тази схема на свързване, е необходимо да поставите входа на радиатора отгоре от едната страна, а изхода отдолу от другата. Поради това потокът на работната среда ще премине равномерно през всички вътрешни канали.
Този метод е идеален за батерии с много секции. Именно диагоналната лента ви позволява да осъзнаете напълно предимствата, които дава серийното свързване на отоплителните радиатори.
Сред недостатъците си заслужава да се подчертае
- увеличени разходи за строителни материали в сравнение със странични връзки
- невъзможност за скриване на комуникациите в стената или пода
- сложността на инсталационната работа
Нисък
Най-естетичният начин за интегриране на устройството в системата е когато входът и изходът на охлаждащата течност са разположени в долната част на корпуса от различни страни. В този случай тръбите най-често са скрити под подовата настилка и бетонната замазка. В тази връзка подреждането на такава схема е възможно на етапа на строителство и ремонт.
Ако отоплителните батерии са свързани последователно, при долната връзка е възможна загуба до 15-20% от ефективността на системата. Това се дължи на факта, че е малко проблематично водата да се издига през вътрешните колектори до горната част на корпуса на устройството. В резултат на това някои области не се затоплят достатъчно.
Как работи химическото захранване
Хранителните източници, базирани на химични процеси, са първични и вторични. Първичните източници се състоят от твърди електроди и електролити, които ги свързват химически и електрически - течни или твърди съединения. Комплексът от реакции на цялото звено действа по такъв начин, че присъщият му химически дисбаланс се изхвърля, което води до определен баланс на компонентите. Освободената в този случай енергия под формата на заредени частици изгасва и създава електрическо напрежение на клемите. Докато няма изтичане на заредени частици навън, електрическото поле забавя химическите реакции вътре в източника. Когато свържете клемите на източника с някакво електрическо натоварване, токът ще премине през веригата и химичните реакции ще се възобновят с нова сила, отново подавайки електрическо напрежение към клемите.По този начин напрежението на източника остава непроменено, бавно намаляващо, докато в него остава химически дисбаланс. Това може да се наблюдава чрез бавно постепенно намаляване на напрежението на клемите.
Това се нарича изхвърляне на химически източник на електричество. Първоначално е установено, че такъв комплекс реагира с два различни метала (мед и цинк) и киселина. В този случай металите се унищожават в процеса на изхвърляне. Но след това те избраха такива компоненти и тяхното взаимодействие, така че ако след намаляване на напрежението на клемите в резултат на разряд, то се поддържа изкуствено там, тогава електрически ток ще потече обратно през източника и химичните реакции могат да се обърнат отново създаване на предишното неравновесно състояние в комплекса.
Източниците от първия тип, в които компонентите са безвъзвратно унищожени, се наричат първични или галванични клетки, след откривателя на такива процеси, Луиджи Галвани. Източниците от втория вид, които под действието на външно напрежение са способни да обърнат целия механизъм на химичните реакции и отново се връщат в неравновесно състояние вътре в източника, се наричат източници от втория вид или електрически акумулатори. От думата „натрупвам“ - да се уплътнява, да се събира. И основната им характеристика, току-що описана, се нарича зареждане.
С батериите обаче нещата не са толкова прости.
Открити са няколко такива химически механизма. С различни вещества, участващи в тях. Следователно има няколко вида батерии. И те се държат различно, зареждат и разреждат. И в някои случаи възникват явления, които са много добре известни на хората, които се занимават с тях.
И практически всеки се занимава с тях. Батериите, като автономни източници на енергия, се използват навсякъде, в голямо разнообразие от устройства. От малки ръчни часовници до превозни средства с различни размери: автомобили, тролейбуси, дизелови локомотиви, моторни кораби.
Указания за проектиране на батерията
- Когато са свързани последователно и паралелно, всички батерии трябва да са от един и същи тип, възраст и от един и същ производител. Капацитетът на батериите, когато са свързани последователно, трябва да бъде еднакъв; паралелно батерии с различен капацитет могат да бъдат свързани помежду си.
- Ако при последователно свързване една батерия се повреди, всички батерии в батерията трябва да бъдат сменени. Ако една батерия се повреди при паралелно свързване, тя се изважда, а останалите се използват, докато не се изтощят. След това батериите се сменят.
За да избегнете преждевременно стареене, не загрявайте батериите. Всяко повишаване на 6 ° C над 20 ° C намалява живота наполовина. Поставете батериите на добре проветриво, хладно място и оставете въздушно пространство между тях, за да стимулирате генерирането на топлина.
- Не увеличавайте капацитета на батерията с батерии, инсталирани в друга стая. Батериите, разположени на различни места, ще работят при различни околни температури и няма да се разреждат и зареждат равномерно. Това допълнително ще увеличи температурната разлика и ще доведе до преждевременно стареене и повреда на батерията. Ако батериите се зареждат или разреждат с висок ток, може да възникне термично изтичане и взрив.
Свързване на зарядното устройство към батерия от паралелно свързани батерии. - Ако токът на зареждане или разреждане на батерията е 200 A при 12 V (100 A при 24 V) за продължителен период от време, се генерира значителна топлина. Използвайте принудителна вентилация, за да я разпръснете.За да направите това, инсталирайте огнеупорен вентилатор във входа за въздух на отделението за батерии. Входящият вентилатор намалява риска от запалване на водород, генериран от батериите. (Някои стандарти изискват принудителна вентилация на въздуха всеки път, когато батериите са свързани към зарядно устройство с мощност, по-голяма от 2 kW, т.е. 167 ампера при 12 волта или 83 ампера при 24 волта).
- Регулаторът на напрежението на всяко мощно зарядно устройство трябва да има температурен сензор, който намалява напрежението на зареждане, когато батериите се загряват.
- Батерии с голям капацитет с висок ток на заряд и разряд се инсталират в жилищни отделения само в затворени контейнери с изведена вентилация.
Някои характеристики на батериите
Класическата батерия е автомобилна оловно-сулфатна батерия. Произвежда се под формата на акумулатори, свързани последователно в батерията. Неговото използване и зареждане / разреждане са добре известни. Опасни фактори в тях са корозивната сярна киселина, която има концентрация 25-30%, и газове - водород и кислород - които се отделят, когато зареждането продължава, след като химически е завършено. Смес от газове в резултат на дисоциацията на водата е именно добре познатият експлозивен газ, където водородът е точно два пъти повече от кислорода. Такава смес експлодира при всяка възможност - искра, силен удар.
Батериите за модерно оборудване - мобилни телефони, компютри - са направени в миниатюрен дизайн; за тях се произвеждат зарядни устройства с различен дизайн. Много от тях съдържат контролни вериги, които ви позволяват да проследите края на процеса на зареждане или да зареждате всички елементи по балансиран начин, тоест изключвайки тези, които вече са заредени от устройството.
Повечето от тези батерии са доста безопасни и неправилното разреждане / зареждане може само да ги повреди („ефект на паметта“).
Това се отнася за всички, с изключение на батериите на основата на металния литий. По-добре е да не експериментирате с тях, а да зареждате само на специално предназначени за него зарядни устройства и да работите с тях само според инструкциите.
Причината е, че литийът е много активен. Това е третият елемент в периодичната таблица след водорода, метал, който е по-активен от натрия.
Когато работите с литиево-йонни и други батерии на негова основа, литиевият метал може постепенно да изпадне от електролита и веднъж да направи късо съединение вътре в клетката. От това може да се запали, което ще доведе до бедствие. Тъй като НЕ МОЖЕ да се изплати. Изгаря без кислород, когато реагира с вода. В този случай се отделя голямо количество топлина и към изгарянето се добавят други вещества.
Известни са инциденти с пожар в мобилни телефони с литиево-йонни батерии.
Инженерната мисъл обаче се движи напред, създавайки все повече и повече нови зареждащи се клетки на базата на литий: литиев полимер, литиева наножица. Опитва се да преодолее недостатъците. И те са много добри като батерии. Но ... далеч от греха, по-добре е да не правите с тях онези прости действия, които са описани по-долу.
Избор на схема за свързване на отоплителни батерии
Когато изборът на вида на отоплителния котел е завършен, се определя схемата на свързване на отоплителните батерии в къщата. Тя може да бъде еднотръбна или двутръбна.
Самото свързване на радиаторите се извършва по един от трите начина:
- дъно;
- странично;
- диагонал.
Ако при решаването на начина на свързване на отоплителната батерия е планиран еднопосочен тръбопровод, тогава броят на секциите на едно устройство не трябва да надвишава 12 за гравитационни отоплителни мрежи и 24 за системи, оборудвани с циркулационна помпа.
Ако е необходимо да се монтира по-голям брой секции, е необходимо да се използват гъвкави тръбопроводи към отоплителните радиатори. Когато инсталирате отоплителни устройства, не трябва да забравяте за пропускателната способност на правия тръб и връщащата тръба, който зависи от диаметъра и коефициента на грапавост.
Ефективен топлопренос може да се постигне при условие на оптимално разположение на батериите, или по-скоро, като се спазва монтажното разстояние на устройствата спрямо стените, подовата настилка, прозореца и перваза на прозореца.
Инструкциите за монтаж и как правилно да свържете отоплителния радиатор предвиждат следните стандарти:
- устройството трябва да е на разстояние 10 - 12 сантиметра от пода;
- трябва да се монтира не по-близо от 8-10 сантиметра до перваза на прозореца;
- задният панел не трябва да се поставя по-близо от 2 сантиметра от стената;
- при инсталиране на батерии е необходимо да се предвиди регулиране на степента на тяхното нагряване, както в ръчен, така и в автоматичен режим. За това се закупуват специални термостати (по-подробно: "Регулиращи клапани за отоплителни радиатори, монтаж на клапани");
- за целите на ремонта или подмяната на радиатора трябва да бъдат предвидени клапани, клапани и ръчни кранове. Те ще ви позволят да изключите продукта от отоплителната система;
- трябва да поставите кранове на Маевски на устройствата, например на снимката. С тяхна помощ въздухът, задържан в системата, се отстранява.
Последователна връзка на източници
Това е добре позната батерия от клетки, "консерви". Последователно - това означава, че се извежда плюсът на първия - ще има положителен извод на цялата батерия, а минусът е свързан с плюса на втория. Минусът на втория е с плюс на третия. И така до последно. Минусът на предпоследния е свързан с неговия плюс и се извежда неговият минус - вторият терминал на батерията.
Когато батериите са свързани последователно, се добавя напрежението на всички клетки, а на изхода - плюсовите и минусовите клеми на батерията - ще се получи сумата от напреженията.
Например, автомобилна батерия, която има около 2,14 волта във всяка заредена банка, дава общо 12,84 волта от шест кутии. 12 такива кутии (батерия за дизелови двигатели) ще дадат 24 волта.
И капацитетът на такова съединение остава равен на капацитета на една кутия. Тъй като изходното напрежение е по-високо, номиналната мощност на товара ще се увеличи и консумацията на енергия ще бъде по-бърза. Тоест, всички ще бъдат освободени наведнъж заедно като един елемент.
Серийно свързване на батерии
Тези батерии също се зареждат последователно. Плюсът на захранващото напрежение е свързан с плюс, минусът с минус. За нормално зареждане е необходимо всички банки да са еднакви по параметри, от една и съща партида и еднакво разредени.
В противен случай, ако се разреждат малко по различен начин, тогава при зареждане единият ще завърши зареждането преди останалите и ще започне да се зарежда. И това може да завърши зле за него. Същото ще се наблюдава при различен капацитет на елементите, които, строго погледнато, са еднакви.
Последователното свързване на батерии беше изпробвано от самото начало, почти едновременно с изобретяването на електрохимични клетки. Алесандро Волта създава своя известен волтов стълб от кръгове от два метала - мед и цинк, които премества с кърпи, напоени с киселина. Конструкцията се оказа успешно изобретение, практично и дори даде напрежение, което беше напълно достатъчно за дръзките тогава експерименти в изследването на електричеството - достигна 120 V - и се превърна в надежден източник на енергия.
Техника за безопасност
- използвайте диелектрични ръкавици;
- не докосвайте терминалите с голи ръце;
- батериите трябва да бъдат изключени от товари;
- използвайте инструменти с изолирани дръжки;
- проверете клемите и свързващите щифтове преди свързване;
- не използвайте батерии с различни параметри и степен на износване;
- бъдете внимателни с полярността;
- използвайте подходящи проводници за връзката;
- изолирайте сглобката от влага
ВНИМАНИЕ! Основното нещо е да се предпазите от токов удар.
Грешки при превключване и техните последици
Грешките при превключване могат да бъдат разделени на грешки на самата връзка (смесени плюс и минус) и грешен избор на батерии и свързващи проводници.
Паралелно свързване на батерии
При паралелно свързване на захранвания, всички плюсове трябва да бъдат свързани към единия, създавайки положителен полюс на батерията, всички минуси към другия, създавайки минус на батерията.
Част от батерията
Паралелна връзка
При такава връзка напрежението, както виждаме, трябва да бъде еднакво на всички елементи. Но какво е това? Ако батериите имат различни напрежения преди свързване, веднага след свързването веднага ще започне процесът на "изравняване". Тези елементи с по-ниско напрежение ще започнат да се зареждат много интензивно, като черпят енергия от тези с по-високо напрежение. И е добре, ако разликата в напреженията се обяснява с различната степен на разреждане на едни и същи елементи. Но ако те са различни, с различни номинални напрежения, тогава ще започне презареждане с всички произтичащи от това прелести: нагряване на заредения елемент, кипене на електролита, загуба на метала на електродите и т.н. Ето защо, преди да свържете елементите един към друг в паралелна батерия, е необходимо да измервате напрежението на всеки от тях с волтметър, за да сте сигурни, че предстоящата операция е безопасна.
Както виждаме, и двата метода са доста жизнеспособни - както паралелно, така и последователно свързване на батерии. Във всекидневния живот имаме достатъчно елементи, които са включени в нашите джаджи или камери: една батерия, две или четири. Те са свързани така, както е дефинирано от дизайна, и дори не се замисляме дали това е паралелна или серийна връзка.
Но когато в техническата практика е необходимо незабавно да се осигури голямо напрежение и дори за дълъг период в помещенията се изграждат огромни полета от акумулатори.
Например за аварийно захранване на радиорелейна комуникационна станция с напрежение 220 волта през периода, в който трябва да се отстрани всяка повреда в силовата верига, отнема 3 часа ... Има много батерии.
Подобни статии:
- Начини за преобразуване на 220 волта в 380
- Изчисляване на загубите на напрежение в кабела
- Работа с мегаомметър: за какво е той и как да го използвам?
Фактори, влияещи върху ефективността на отоплението
Ефективността на отоплителната структура зависи от няколко фактора:
- Оформление на елементите на отоплителната система
... Степента и равномерността на отоплението на помещението зависи от правилността на тази работа и съответно от сумата, изразходвана за отопление на къща или апартамент. - Избор на отоплително оборудване
... Всичко, което е необходимо за създаване на отоплителна система, се придобива въз основа на професионално извършено изчисление на технически и финансови показатели. Факт е, че решението за това как правилно да се свържат отоплителните радиатори и изборът на подходящо оборудване допринася за постигането на максимален топлообмен с минимален разход на гориво.
