Prečo pripájať batérie
Batéria, podobne ako kondenzátor, môže ukladať energiu. Na rozdiel od jednoduchej galvanickej batérie, pri ktorej sú chemické reakcie, ktoré vytvárajú elektrinu, nezvratné, je možné batériu nabiť. Pritom sa ióny navzájom oddeľujú a vnútorná chémia batérie sa nabíja ako pružina. Následne tieto ióny v dôsledku „nabitého“ chemického procesu darujú svoje ďalšie elektróny do elektrického obvodu a samy sa budú usilovať o neutralitu kyslého elektrolytu.
Všetko v poriadku, iba množstvo energie z batérie, ktoré je schopné vygenerovať po úplnom nabití, závisí od jej celkovej hmotnosti. A hmotnosť závisí od výkonu - existujú normy a batérie sa vyrábajú podľa týchto noriem. Je dobré, keď je spotreba elektrickej energie podobne štandardizovaná. Napríklad keď máte auto, ktoré na naštartovanie motora potrebuje určité množstvo elektriny. No, pre ich ďalšie potreby - napájanie automatiky na parkovisku, napájanie zámkov zariadeniami proti krádeži atď. Štandardy pre batérie a sú určené na pohon rôznych typov vozidiel.
A v iných oblastiach, kde sa vyžaduje stabilné konštantné napätie, je dopyt po výkonových parametroch oveľa širší a rozmanitejší. Preto, keď máte rovnaký typ a prísne identické batérie, môžete premýšľať o ich použití v rôznych kombináciách a o efektívnejších spôsoboch nabíjania, ako je zakázané nabíjať všetky postupne.
Prečo pripájať viac batérií
Hlavné dôvody, prečo sa batérie kombinujú do zostáv, možno zhrnúť takto:
- Znížte ohmické straty (alebo tepelné straty počas prenosu energie) zvýšením odporu systému. Sila a odpor prúdu sú navzájom nepriamo úmerné a čím slabší prúd, tým nižšia strata.
- Zostavte batériu vhodnú na napájanie zariadení s vyšším rozsahom napätia.
- Zvýšte kapacitu batérie.
- Zvýšte výkon aj napätie.
Jedným slovom vytvárajú batériu, ktorá vyhovuje konkrétnym potrebám. Je jednoduchšie a pohodlnejšie kombinovať batérie po ruke, ako kupovať desiatky rôznych batérií. A v niektorých prípadoch je to o niečo lacnejšie.
REFERENCIA. Elektrická energia, ktorá sa hromadí v batérii, sa skladá z energií základných prvkov. Preto so sériovým, paralelným a kombinovaným pripojením bude to isté, ak sa použijú rovnaké prvky v rovnakom množstve.
Pripojenie napájacích zdrojov
Rovnako ako záťaže, napríklad žiarovky, môžu byť batérie pripojené paralelne aj sériovo.
Zároveň je možné, ako človek okamžite tušiť, niečo zhrnúť. Keď sú rezistory zapojené do série, ich odpor sa sčíta, prúd na nich sa zníži, ale cez každý z nich pôjde rovnako. Rovnako bude prúd tiecť sériovým pripojením batérií. A keďže ich je viac, napätie na výstupoch batérie sa zvýši. Preto pri konštantnom zaťažení bude prúdiť väčší prúd, ktorý spotrebuje kapacitu celej batérie súčasne s kapacitou jednej batérie pripojenej k tejto záťaži.
Paralelné pripojenie záťaží vedie k zvýšeniu celkového prúdu, zatiaľ čo napätie na každom z odporov bude rovnaké.To isté platí pre batérie: napätie na paralelnom pripojení bude rovnaké ako napätie jedného zdroja a prúd môže spolu dať viac. Alebo ak zaťaženie zostane také, aké bolo, bude schopné napájať ho prúdom dovtedy, kým sa nezvýši ich celková kapacita.
Teraz, keď sme zistili, že je možné pripojiť batérie paralelne a sériovo, zvážime podrobnejšie, ako to funguje.
Spôsoby pripojenia zariadení
Špecialisti v oblasti navrhovania a organizácie vykurovacích komplexov rozlišujú tri hlavné typy, ktoré sa líšia implementačným algoritmom a účinnosťou. Každá z nich má svoje vlastné výhody, ktoré sa prejavujú v konkrétnych prevádzkových podmienkach. Pripojenie sa stalo
Bočné
Predpokladá, že radiátor je pripojený k hlavnému vedeniu z jednej strany. V tomto prípade je prívod vody umiestnený hore, výstup je dole, aby sa zabezpečilo čo najrovnomernejšie zahrievanie sekcií alebo povrchu panelu. Táto metóda inštalácie sa považuje za efektívnu, pretože percento nekrytej oblasti výmeny tepla nie je väčšie ako 10%. Najčastejšie sa sériové pripojenie vykurovacích batérií vykonáva v bytoch viacpodlažných budov, ktoré sú spotrebiteľmi centralizovanej komunálnej siete.
Často je takáto schéma doplnená obtokom - potrubím menšieho priemeru spájajúcim prívodné a spätné vedenie. Toto zariadenie je doplnené uzatváracími ventilmi, ktoré odrezávajú zariadenie od systému.
Diagonálne
Umožňuje maximalizovať oblasť výmeny tepla ohrievača. Výsledný výkon je referenčný a je uvedený v pase produktu. Na implementáciu tejto schémy zapojenia je potrebné umiestniť na jednej strane vstup do vykurovacieho telesa zhora, na druhú výstup dole. Vďaka tomu bude tok pracovného média rovnomerne prechádzať všetkými vnútornými kanálmi.
Táto metóda je ideálna pre batérie s mnohými sekciami. Je to diagonálne páskovanie, ktoré vám umožní plne si uvedomiť výhody, ktoré dáva sériové pripojenie vykurovacích radiátorov.
Z jeho nedostatkov stojí za to zdôrazniť
- zvýšené náklady na stavebné materiály v porovnaní s bočnými spojmi
- neschopnosť skryť komunikáciu v stene alebo podlahe
- zložitosť inštalačných prác
Nižšie
Najestetickejším spôsobom integrácie zariadenia do systému je, keď je vstup aj výstup chladiacej kvapaliny umiestnený v spodnej časti krytu z rôznych strán. V tomto prípade sú potrubia najčastejšie skryté pod podlahou a betónovým poterom. V tomto ohľade je usporiadanie takejto schémy možné vo fáze výstavby a opravy.
Ak sú vykurovacie batérie zapojené do série, pri spodnom pripojení je možná strata až 15 - 20% účinnosti systému. To je spôsobené skutočnosťou, že je trochu problematické, aby voda stúpala cez vnútorné kolektory do hornej časti tela zariadenia. Vďaka tomu sa niektoré oblasti nedostatočne zahrejú.
Ako funguje chemický zdroj energie
Potravinové zdroje založené na chemických procesoch sú primárne a sekundárne. Primárne zdroje pozostávajú z tuhých elektród a elektrolytov, ktoré ich chemicky a elektricky spájajú - kvapalné alebo tuhé zlúčeniny. Komplex reakcií celej jednotky pôsobí tak, že sa z nej vylučuje chemická nerovnováha, ktorá z nej vyplýva, čo vedie k určitej rovnováhe zložiek. Energia uvoľnená v tomto prípade vo forme nabitých častíc zhasne a vytvorí na svorkách elektrické napätie. Pokiaľ vonku nedochádza k odtoku nabitých častíc, elektrické pole spomaľuje chemické reakcie vo vnútri zdroja. Keď pripojíte svorky zdroja k určitej elektrickej záťaži, obvodom prebehne prúd a s obnovenou energiou sa obnovia chemické reakcie, ktoré opäť napájajú svorky.Napätie pri zdroji teda zostáva nezmenené a pomaly klesá, pokiaľ v ňom zostáva chemická nerovnováha. To možno pozorovať pomalým, postupným poklesom napätia na svorkách.
Toto sa nazýva vybitie chemického zdroja elektriny. Spočiatku sa zistilo, že takýto komplex reagoval s dvoma rôznymi kovmi (meď a zinok) a kyselinou. V tomto prípade sú kovy zničené v procese vybíjania. Potom však vybrali také komponenty a ich vzájomné pôsobenie, že ak sa po znížení napätia na svorkách v dôsledku výboja tam umelo udržuje, potom elektrický prúd bude prúdiť späť cez zdroj a chemické reakcie sa môžu opäť obrátiť vytvorenie predchádzajúceho nerovnovážneho stavu v komplexe.
Zdroje prvého typu, v ktorých sú komponenty nenávratne zničené, sa nazývajú primárne alebo galvanické články po objaviteľovi týchto procesov Luigim Galvanim. Zdroje druhého druhu, ktoré sú schopné pôsobením vonkajšieho napätia zvrátiť celý mechanizmus chemických reakcií a opäť sa vrátiť do nerovnovážneho stavu vo vnútri zdroja, sa nazývajú zdroje druhého druhu alebo elektrické akumulátory. Od slova „hromadiť“ - zhustnúť, pozbierať. A ich hlavná funkcia, ktorá bola práve popísaná, sa nazýva nabíjanie.
S batériami to však nie je také jednoduché.
Našlo sa niekoľko takýchto chemických mechanizmov. S rôznymi látkami v nich obsiahnutými. Preto existuje niekoľko druhov batérií. A správajú sa inak, nabíjajú a vybíjajú. A v niektorých prípadoch vznikajú javy, ktoré sú ľuďom, ktorí sa nimi zaoberajú, veľmi dobre známe.
A zaoberá sa nimi prakticky každý. Batérie ako autonómne zdroje energie sa používajú všade a v najrôznejších zariadeniach. Od malých náramkových hodiniek až po vozidlá rôznych veľkostí: osobné automobily, trolejbusy, dieselové lokomotívy, motorové lode.
Pokyny pre dizajn batérií
- Ak sú zapojené do série a paralelne, musia byť všetky batérie rovnakého typu, veku a od rovnakého výrobcu. Kapacita batérií pri sériovom zapojení musí byť rovnaká; paralelne je možné navzájom spájať batérie rôznych kapacít.
- Ak pri sériovom zapojení vypadne jedna batéria, musia sa vymeniť všetky batérie v batérii. Ak pri paralelnom pripojení dôjde k poruche jednej batérie, je vybratá a zostávajúce batérie sa používajú až do úplného vybitia. Batérie sa potom vymenia.
Batérie neohrievajte, aby nedošlo k ich predčasnému starnutiu. Každé zvýšenie o 6 ° C nad 20 ° C skracuje životnosť na polovicu. Batérie vkladajte na dobre vetrané a chladné miesto a nechajte medzi nimi vzduchový priestor, aby stimulovali tvorbu tepla.
- Nezvýšte kapacitu batérie, ak sú batérie nainštalované v inej miestnosti. Batérie umiestnené na rôznych miestach budú pracovať pri rôznych teplotách okolia a nebudú sa rovnomerne vybíjať a nabíjať. To ďalej zvýši teplotný rozdiel a povedie k predčasnému starnutiu a zlyhaniu batérie. Ak sú batérie nabité alebo vybité silným prúdom, môže dôjsť k tepelnému úniku a výbuchu.
Pripojenie nabíjačky k batérii s paralelne pripojenými batériami. - Ak je nabíjací alebo vybíjací prúd akumulátora 200 A pri 12 V (100 A pri 24 V) po dlhšiu dobu, vytvára sa značné teplo. Na jeho rozptýlenie použite nútené vetranie.Za týmto účelom nainštalujte do prívodu vzduchu do priestoru pre batérie ohňovzdorný ventilátor. Prívodný ventilátor znižuje riziko vznietenia vodíka generovaného batériami. (Niektoré štandardy vyžadujú nútené vetranie, kedykoľvek sú batérie pripojené k nabíjačke s výkonom väčším ako 2 kW, t. J. 167 A pri 12 V alebo 83 A pri 24 V).
- Regulátor napätia každej výkonnej nabíjačky musí mať teplotný senzor, ktorý pri zahrievaní batérií znižuje nabíjacie napätie.
- Veľkokapacitné batérie s veľkým nabíjacím a vybíjacím prúdom sa do obytných priestorov inštalujú iba v uzavretých nádobách s vyvetraním.
Niektoré funkcie batérií
Klasická batéria je automobilová olovo-síranová batéria. Vyrába sa vo forme akumulátorov zapojených do série do batérie. Jeho použitie a nabíjanie / vybíjanie sú dobre známe. Nebezpečnými faktormi sú korozívna kyselina sírová, ktorá má koncentráciu 25 - 30%, a plyny - vodík a kyslík -, ktoré sa uvoľňujú pri ďalšom nabíjaní po chemickom dokončení. Zmes plynov vznikajúcich z disociácie vody je presne známy výbušný plyn, kde je vodík presne dvakrát toľko ako kyslíka. Takáto zmes exploduje pri každej príležitosti - iskra, silný úder.
Batérie pre moderné vybavenie - mobilné telefóny, počítače - sú vyrobené v miniatúrnom prevedení, na ich nabíjanie sú vyrábané nabíjačky rôznych dizajnov. Mnohé z nich obsahujú riadiace obvody, ktoré umožňujú sledovať koniec procesu nabíjania alebo vyvážene nabíjať všetky prvky, to znamená odpojiť tie, ktoré už boli zo zariadenia nabité.
Väčšina z týchto batérií je celkom bezpečná a nesprávne vybitie / nabitie ich môže iba poškodiť („pamäťový efekt“).
To platí pre všetkých, s výnimkou batérií na báze kovového lítia a lítia. Je lepšie s nimi neexperimentovať, ale nabíjať iba na nabíjačkách špeciálne na to určených a pracovať s nimi iba podľa pokynov.
Dôvod je ten, že lítium je veľmi aktívne. Je to tretí prvok v periodickej tabuľke po vodíku, kov, ktorý je aktívnejší ako sodík.
Pri práci s lítium-iónovými a inými na nich založenými batériami môže kovový lítium postupne vypadávať z elektrolytu a raz spôsobiť skrat vo vnútri článku. Z toho sa môže vznietiť a viesť ku katastrofe. Pretože sa to NEDÁ vyplatiť. Horí bez kyslíka, keď reaguje s vodou. V takom prípade sa uvoľňuje veľké množstvo tepla a k spaľovaniu sa pripájajú ďalšie látky.
V prípade mobilných telefónov s lítium-iónovými batériami sú známe prípady požiaru.
Inžinierske myšlienky sa však posúvajú vpred a vytvárajú čoraz viac nových nabíjateľných článkov na báze lítia: lítium-polymér, lítium-nanodrôt. Pokúšam sa prekonať nevýhody. A sú veľmi dobré ako batérie. Ale ... od hriechu je lepšie nerobiť s nimi tie jednoduché akcie, ktoré sú popísané nižšie.
Výber schémy zapojenia pre vykurovacie batérie
Po dokončení voľby typu vykurovacieho kotla sa určí schéma zapojenia vykurovacích batérií v dome. Môže to byť jednorúrkový alebo dvojrúrkový.
Samotné pripojenie vykurovacích telies sa vykonáva jedným z troch spôsobov:
- dno;
- bočné;
- uhlopriečka.
Ak sa pri rozhodovaní o spôsobe pripojenia vykurovacej batérie plánovalo jednosmerné potrubie, potom by počet sekcií na jednom zariadení nemal prekročiť 12 pre gravitačné vykurovacie siete a 24 pre systémy vybavené obehovým čerpadlom.
Ak je potrebné inštalovať väčší počet sekcií, musíte k vykurovacím radiátorom použiť všestranné potrubie. Pri inštalácii vykurovacích zariadení by sa nemalo zabúdať na priechodnosť priameho potrubia a spätného potrubia, ktorá závisí od ich priemeru a koeficientu drsnosti.
Účinného prenosu tepla je možné dosiahnuť za podmienky optimálneho umiestnenia batérií, respektíve pri dodržaní inštalačnej vzdialenosti zariadení od stien, podláh, okna a parapetu.
Pokyny na inštaláciu a správne pripojenie vykurovacieho telesa poskytujú nasledujúce normy:
- zariadenie by malo byť vo vzdialenosti 10 - 12 centimetrov od podlahy;
- mal by byť inštalovaný nie bližšie ako 8 - 10 centimetrov k parapetu;
- zadný panel by nemal byť umiestnený bližšie ako 2 centimetre od steny;
- pri inštalácii batérií je potrebné zabezpečiť reguláciu stupňa ich ohrevu, a to v manuálnom aj automatickom režime. K tomu sú zakúpené špeciálne termostaty (podrobnejšie: "Regulačné ventily pre vykurovacie radiátory, inštalácia ventilov");
- na účely opravy alebo výmeny chladiča by mali byť k dispozícii ventily, ventily a ručné kohútiky. Umožnia vám odpojiť produkt od vykurovacieho systému;
- musíte dať Mayevského kohútiky na zariadenia, napríklad na fotografii. S ich pomocou sa odstráni vzduch zachytený v systéme.
Sériové pripojenie zdrojov
Toto je známa batéria článkov, „plechoviek“. Dôsledne - to znamená, že kladná hodnota prvého je vyvedená - bude kladný pól celej batérie a mínus je pripojený k plusu druhej. Mínus druhého je s plusom tretieho. A tak do poslednej. Mínus predposledného je pripojený k jeho plusu a jeho mínus je vyvedený - druhá svorka batérie.
Keď sú batérie zapojené do série, pridá sa napätie všetkých článkov a na výstupe - svorkách plus a mínus batérie - sa získa súčet napätí.
Napríklad autobatéria, ktorá má v každej nabitej banke približne 2,14 voltov, dáva zo šiestich plechoviek celkovo 12,84 voltov. 12 takýchto plechoviek (batéria pre naftové motory) dá 24 voltov.
A kapacita takejto zlúčeniny zostáva rovnaká ako kapacita jednej plechovky. Keď je výstupné napätie vyššie, zvýši sa menovitý výkon záťaže a spotreba energie bude rýchlejšia. To znamená, že všetci budú vybití naraz ako jeden prvok.
Sériové pripojenie batérií
Tieto batérie sa nabíjajú aj sériovo. Plus napájacieho napätia je pripojený k plusu, mínus k mínusu. Pre bežné nabíjanie je potrebné, aby všetky banky boli rovnaké v parametroch, z tej istej dávky a rovnako jednotne vybité.
V opačnom prípade, ak sa vybijú trochu inak, potom pri nabíjaní jeden dobije skôr ako ostatní a začne nabíjať. A to by sa pre neho mohlo skončiť zle. To isté bude pozorované pri rôznych kapacitách prvkov, ktoré sú, prísne povedané, rovnaké.
Sériové pripojenie batérií bolo vyskúšané od samého začiatku, takmer súčasne s vynálezom elektrochemických článkov. Alessandro Volta vytvoril svoj slávny voltický stĺp z kruhov dvoch kovov - medi a zinku, ktoré premiestňoval látkami namočenými v kyseline. Konštrukcia sa ukázala ako úspešný vynález, praktická a dokonca poskytovala napätie, ktoré bolo dosť postačujúce na vtedajšie odvážne experimenty v štúdiu elektriny - dosahovalo 120 V - a stalo sa spoľahlivým zdrojom energie.
Bezpečnostné inžinierstvo
- používajte dielektrické rukavice;
- nedotýkajte sa svoriek holými rukami;
- batérie musia byť odpojené od záťaže;
- používajte náradie s izolovanými rukoväťami;
- pred pripojením skontrolujte svorky a pripájacie piny;
- nepoužívajte batérie s rôznymi parametrami a stupňom opotrebenia;
- buďte opatrní s polaritou;
- na pripojenie použite vhodné vodiče;
- izolujte zostavu od vlhkosti
POZOR! Hlavná vec je chrániť sa pred úrazom elektrickým prúdom.
Chyby pri prepínaní a ich následky
Chyby pri prepínaní možno rozdeliť na chyby samotného pripojenia (zmiešané plus a mínus) a nesprávny výber batérií a pripojovacích vodičov.
Paralelné pripojenie batérií
Pri paralelnom pripojení napájacích zdrojov musia byť všetky plusy spojené s jedným, čím sa vytvorí kladný pól batérie, všetky mínusy s druhým, čím sa vytvorí mínus batérie.
Batériová časť
Paralelné pripojenie
Pri takomto pripojení by malo byť napätie, ako vidíme, na všetkých prvkoch rovnaké. Ale čo to je? Ak majú batérie pred pripojením rôzne napätie, okamžite po pripojení začne okamžite proces „vyrovnania“. Tie prvky s nižším napätím sa začnú nabíjať veľmi intenzívne, pričom budú čerpať energiu z tých, ktoré majú vyššie napätie. A je dobré, ak sa rozdiel napätí vysvetľuje rozdielnym stupňom vybitia rovnakých prvkov. Ale ak sú odlišné, s rôznymi hodnotami napätia, začne sa dobíjanie so všetkými nasledujúcimi kúzlami: zahriatie nabitého prvku, varenie elektrolytu, strata kovu elektród atď. Preto pred vzájomným pripojením prvkov k paralelnej batérii je potrebné zmerať napätie na každom z nich voltmetrom, aby ste sa ubezpečili, že nadchádzajúca operácia je bezpečná.
Ako vidíme, obe metódy sú celkom životaschopné - paralelné aj sériové pripojenie batérií. V každodennom živote máme dostatok tých prvkov, ktoré sú súčasťou našich gadgetov alebo fotoaparátov: jedna batéria, dve alebo štyri. Sú spojené tak, ako je to definované dizajnom, a vôbec nerozmýšľame nad tým, či ide o paralelné alebo sériové pripojenie.
Ale keď je v technickej praxi potrebné okamžite zabezpečiť veľké napätie a dokonca aj na dlhé obdobie sú v areáli vybudované obrovské polia akumulátorov.
Napríklad pre núdzové napájanie rádiovej reléovej komunikačnej stanice s napätím 220 voltov v období, keď musí byť odstránená akákoľvek porucha v napájacom obvode, trvá to 3 hodiny ... Batérií je veľa.
Podobné články:
- Metódy premeny 220 voltov na 380
- Výpočet strát napätia v kábli
- Práca s megohmetrom: na čo slúži a ako sa používa?
Faktory ovplyvňujúce účinnosť vykurovania
Účinnosť vykurovacej konštrukcie závisí od niekoľkých faktorov:
- Usporiadanie prvkov vykurovacieho systému
... Stupeň a rovnomernosť vykurovania miestnosti závisí od správnosti tejto práce, a teda aj od množstva peňazí vynaložených na vykurovanie domu alebo bytu. - Výber vykurovacieho zariadenia
... Všetko, čo je potrebné na vytvorenie vykurovacieho systému, sa získava na základe odborne vykonaného výpočtu technických a finančných ukazovateľov. Faktom je, že rozhodnutie o správnom pripojení vykurovacích radiátorov a výber vhodného zariadenia prispieva k dosiahnutiu maximálneho prenosu tepla s minimálnou spotrebou paliva.
