Паралелно и серијско повезивање батерија

Зашто повезивати батерије

Батерија, попут кондензатора, може да складишти енергију. За разлику од једноставне галванске батерије, где су хемијске реакције које стварају електричну енергију неповратне, батерија се може напунити. Притом се јони међусобно разводе, а унутрашња хемија батерије пуни се попут опруге. После тога, ови јони ће, због „наелектрисаног“ хемијског процеса, донирати своје додатне електроне у електрични круг, тежећи назад ка неутралности киселог електролита.

Све је у реду, само количина енергије из батерије коју је у стању да произведе након пуног пуњења зависи од њене укупне масе. А тежина зависи од перформанси - постоје стандарди, а батерије се израђују према тим стандардима. Добро је када је потрошња електричне енергије слично стандардизована. На пример, када имате аутомобил којем је потребна одређена количина електричне енергије за покретање мотора. Па, за њихове друге потребе - храњење аутоматике на паркингу, напајање брава противпровалним уређајима итд. Стандарди за батерије и дизајнирани су за погон различитих врста возила.

А у другим областима где је потребан стабилан константни напон, потражња за параметрима снаге је много шира и разноврснија. Стога, имајући исти тип и строго идентичне батерије, можете размишљати о њиховој употреби у различитим комбинацијама и ефикаснијим методама пуњења него што је банално да се све редом пуне.

Зашто повезати више батерија

Главни разлози због којих се батерије комбинују у склопове могу се сажети како следи:

Смањите омичке губитке (или губитке топлоте током преноса снаге) повећавањем отпора система. Снага и отпор струје су обрнуто пропорционалне једна другој, а што је струја слабија, губитак је мањи.
Саставите батерију погодну за напајање уређаја са већим опсегом напона.
Повећајте капацитет батерије.
Повећајте и снагу и напон.

Једном речју, они стварају батерију која одговара одређеним потребама. Лакше је и прикладније комбиновати батерије при руци него купити десетине различитих батерија. А у неким случајевима је прилично јефтинији.

Прочитајте такође: Батерије од ливеног гвожђа: тежина једног дела, карактеристике и савети за уградњу

РЕФЕРЕНЦЕ. Електрична енергија која се акумулира у батерији састоји се од енергије саставних елемената. Због тога ће код серијске, паралелне и комбиноване везе бити исто ако се користе исти елементи у истој количини.

Повезивање напајања

Као и оптерећења, на пример сијалице, батерије се могу повезати паралелно и серијски.

У исто време, како се може одмах посумњати, нешто се мора сумирати. Када су отпорници повезани у серију, њихов отпор се сабира, струја на њима ће се смањивати, али ће кроз сваки од њих ићи исто. Исто тако, струја ће истећи кроз серијски прикључак батерија. А пошто их је више, напон на излазима батерија ће се повећати. Због тога ће уз константно оптерећење тећи већа струја која ће истрошити капацитет целе батерије у исто време када и капацитет једне батерије повезане са овим оптерећењем.

Паралелно повезивање оптерећења доводи до повећања укупне струје, док ће напон на сваком од отпора бити једнак.Исто је и са батеријама: напон на паралелном прикључку биће једнак напону једног извора, а струја све заједно може дати више. Или, ако оптерећење остане оно што је било, моћи ће га напајати струјом све док им се повећа укупни капацитет.

Сада, пошто смо установили да је могуће паралелно и серијски повезати батерије, детаљније ћемо размотрити како ово функционише.

Начини повезивања уређаја

Специјалисти у области дизајна и организације система грејања разликују три главне врсте, које се разликују у алгоритму имплементације и ефикасности. Свака од њих има своје предности, које се манифестују у специфичним условима рада. Веза се дешава

Латерал

Претпоставља се да је радијатор повезан са главном линијом са једне стране. У овом случају, улаз за воду налази се на врху, излаз је на дну како би се обезбедило најједноставније загревање секција или површине панела. Овај метод уградње сматра се ефикасним, јер проценат непокривене површине размене топлоте није већи од 10%. Најчешће се серијско бочно повезивање батерија за грејање врши у становима вишеспратница које су потрошачи централизоване комуналне мреже.

Често се таква шема допуњује бајпасом - цев мањег пречника која повезује доводне и повратне водове. Овај уређај допуњују запорни вентили који искључују уређај из система.

Дијагонално

Омогућава вам да максимално повећате подручје размене топлоте грејача. Добијена снага је референца и назначена је у пасошу производа. Да бисте применили овај дијаграм повезивања, потребно је поставити улаз у радијатор на врху на једној страни, а излаз на дну на другој. Због тога ће проток радног медија равномерно пролазити кроз све унутрашње канале.

Ова метода је идеална за батерије са многим одељцима. Дијагонално везивање вам омогућава да у потпуности схватите предности које даје серијски прикључак радијатора за грејање.

Међу његовим недостацима вреди истаћи

повећани трошкови грађевинског материјала у поређењу са бочним везама
немогућност сакривања комуникација у зиду или поду
сложеност инсталационих радова

Доњи

Најестетскији начин интегрисања уређаја у систем је када се улаз и излаз расхладне течности налазе у доњем делу кућишта са различитих страна. У овом случају, цеви су најчешће скривене испод пода и бетонске кошуљице. С тим у вези, уређење такве шеме је могуће у фази изградње и поправке.

Ако су грејне батерије повезане у серију, на доњем прикључку је могућ губитак до 15-20% ефикасности система. То је због чињенице да је донекле проблематично да се вода кроз унутрашње колекторе подиже до горњег дела тела уређаја. Као резултат, нека подручја се недовољно загревају.

Како функционише хемијско напајање

Извори хране засновани на хемијским процесима су примарни и секундарни. Примарни извори се састоје од чврстих електрода и електролита који их хемијски и електрично повезују - течна или чврста једињења. Комплекс реакција читаве јединице делује на такав начин да се хемијска неравнотежа својствена њој испразни, што доводи до одређене равнотеже компонената. Енергија ослобођена у овом случају у облику наелектрисаних честица се гаси и ствара електрични напон на стезаљкама. Све док нема одлива наелектрисаних честица напоље, електрично поље успорава хемијске реакције унутар извора. Када повежете терминале извора са неким електричним оптерећењем, струја ће проћи кроз коло, а хемијске реакције ће се обновити новом снагом, поново доводећи електрични напон на терминале.Дакле, напон на извору остаје непромењен, полако опадајући, све док у њему остаје хемијска неравнотежа. То се може уочити лаганим, постепеним смањењем напона на стезаљкама.

То се назива пражњење хемијског извора електричне енергије. У почетку је утврђено да такав комплекс реагује са два различита метала (бакар и цинк) и киселином. У овом случају, метали се уништавају у процесу пражњења. Али онда су одабрали такве компоненте и њихову интеракцију тако да ако се након смањења напона на стезаљкама као резултат пражњења тамо вештачки одржава, тада ће електрична струја тећи назад кроз извор, а хемијске реакције ће се моћи обратити , поново стварајући некадашње неравнотежно стање у комплексу.

Прочитајте такође: Како се загрејати у хладном стану: 14 Европљана

Извори првог типа, у којима су компоненте неповратно уништене, називају се примарним, или галванским ћелијама, по откривачу таквих процеса, Луиђију Галванију. Извори друге врсте, који су под дејством спољног напона способни да преокрену читав механизам хемијских реакција, поново се врате у неравнотежно стање унутар извора, називају се изворима друге врсте, или електричним акумулаторима. Од речи „акумулирати“ - згушњавати, сакупљати. А њихова главна карактеристика, управо описана, зове се пуњење.

Међутим, са батеријама ствари нису тако једноставне.

Пронађено је неколико таквих хемијских механизама. Са различитим супстанцама које су укључене у њих. Стога постоји неколико врста батерија. И понашају се другачије, пуне се и празне. А у неким случајевима настају појаве које су врло добро познате људима који се баве њима.

И са њима се практично сви баве. Батерије, као аутономни извори енергије, користе се свуда у широком спектру уређаја. Од малих ручних сатова до возила различитих величина: аутомобила, тролејбуса, дизел локомотива, моторних бродова.

Смернице за дизајн батерија

Када су повезане у серију и паралелно, све батерије морају бити истог типа, старости и истог произвођача. Капацитет батерија при серијском повезивању мора бити једнак; паралелно, батерије различитог капацитета могу бити повезане једна с другом.
Ако приликом серијског повезивања једна батерија откаже, све батерије у батерији морају се заменити. Ако једна батерија откаже при паралелном повезивању, она се уклања, а преостале се користе док се не испразне. Затим се батерије замењују.

Да бисте избегли прерано старење, немојте загревати батерије. Сваких 6 ° Ц пораста изнад 20 ° Ц смањује радни век за половину. Инсталирајте батерије на добро проветрено, хладно место и оставите ваздушни простор између њих да стимулише стварање топлоте.

Немојте повећавати капацитет батерије ако су батерије инсталиране у другој соби. Батерије смештене на различитим локацијама ће радити на различитим температурама околине и неће се равномерно испразнити и напунити. То ће додатно повећати температурну разлику и довести до превременог старења и отказа батерије. Ако се батерије напуне или испразне јаком струјом, може доћи до топлотног бекства и експлозије.

Повезивање пуњача са батеријом паралелно повезаних батерија.
Ако је струја пуњења или пражњења батерије 200 А на 12 В (100 А на 24 В) током дужег временског периода, ствара се значајна топлота. За ширење користите присилну вентилацију.Да бисте то урадили, инсталирајте ватроотпорни вентилатор на отвору за ваздух у одељку за батерије. Улазни вентилатор смањује ризик од паљења водоника који генеришу батерије. (Неки стандарди захтевају присилну вентилацију ваздуха сваки пут када су батерије повезане на пуњач снаге веће од 2 кВ, тј. 167 ампера на 12 волти или 83 ампера на 24 волти).
Регулатор напона било ког моћног пуњача мора имати сензор температуре који смањује напон пуњења када се батерије загревају
Батерије великог капацитета са високим струјама пуњења и пражњења уграђују се у стамбене одељке само у затворене контејнере са изнетом вентилацијом.

Неке функције батерије

Класична батерија је аутомобилска оловно-сулфатна батерија. Производи се у облику акумулатора који су серијски повезани у батерију. Његова употреба и пуњење / пражњење су добро познати. Опасни фактори у њима су корозивна сумпорна киселина која има концентрацију од 25-30% и гасови - водоник и кисеоник - који се ослобађају када се пуњење наставља након што је хемијски завршено. Смеша гасова која настаје дисоцијацијом воде је управо добро познати експлозивни гас, где је водоника тачно двоструко више од кисеоника. Таква смеша експлодира у било којој прилици - искра, јак ударац.

Батерије за модерну опрему - мобилни телефони, рачунари - израђене су у минијатурном дизајну; пуњачи различитих дизајна производе се за њихово пуњење. Многи од њих садрже управљачке кругове који вам омогућавају да пратите крај поступка пуњења или уравнотежено пуните све елементе, односно одвајајући оне који су већ напуњени са уређаја.

Већина ових батерија су прилично сигурне и неправилно пражњење / пуњење може само да их оштети („ефекат меморије“).

Ово се односи на све, осим на батерије на бази метала Литијум. Боље је не експериментисати са њима, већ пунити само на посебно дизајнираним пуњачима и радити са њима само према упутствима.

Разлог је тај што је литијум веома активан. То је трећи елемент периодног система после водоника, метала који је активнији од натријума.

Када радите са литијум-јонским и другим батеријама заснованим на њему, литијум метал може постепено да испадне из електролита и једном направи кратки спој унутар ћелије. Од овога се може запалити, што ће довести до катастрофе. Пошто се НЕ МОЖЕ исплатити. Сагорева без кисеоника, када реагује са водом. У овом случају се ослобађа велика количина топлоте, а друге материје се додају у сагоревање.

Познати су случајеви пожара у мобилним телефонима са литијум-јонским батеријама.

Међутим, инжењерска мисао иде напред, стварајући све више и више нових наплативих ћелија на бази литијума: литијум полимер, литијум наножица. Покушавајући да превазиђе недостатке. И врло су добре као батерије. Али ... даље од греха, боље је не радити са њима оне једноставне поступке који су описани у наставку.

Избор шеме повезивања за грејне батерије

Када је избор врсте грејног котла завршен, одређује се дијаграм повезивања грејних батерија у кући. Може бити једноцевна или двоцевна.
Само повезивање радијатора врши се на један од три начина:

Прочитајте такође: Батерију сакривамо иза украсне решетке од дрвета и МДФ-а

дно;
бочни;
дијагонално.

Ако је приликом одлучивања о начину повезивања грејне батерије планиран једносмерни цевовод, онда број секција на једном уређају не би требало да прелази 12 за гравитационе грејне мреже и 24 за системе опремљене циркулационом пумпом.

Ако је потребно уградити већи број секција, потребно је користити свестране цеви до радијатора грејања. Приликом постављања уређаја за грејање, не треба заборавити на пропусност равне цеви и повратне цеви, која зависи од њиховог пречника и коефицијента храпавости.

Ефикасан пренос топлоте може се постићи под условом оптималног постављања батерија, тачније, уз поштовање уградне удаљености уређаја у односу на зидове, под, прозор и праг.
Упутства за уградњу и како правилно повезати радијатор грејања предвиђају следеће стандарде:

уређај треба да буде на растојању од 10 - 12 центиметара од пода;
треба га инсталирати не ближе од 8-10 центиметара до прозорске даске;
задња плоча не сме бити постављена ближе од 2 центиметра од зида;
приликом уградње батерија потребно је обезбедити подешавање степена њиховог загревања, како у ручном тако и у аутоматском режиму. За ово се купују посебни термостати (детаљније: „Регулациони вентили за радијаторе грејања, уградња вентила“);
у сврху поправке или замене радијатора треба обезбедити вентиле, вентиле и ручне славине. Омогућиће вам да искључите производ са система грејања;
на уређаје треба да ставите славине Мајевског, на пример на фотографији. Уз њихову помоћ уклања се заробљени ваздух у систему.

Серијска веза извора

Ово је добро позната батерија ћелија, „лименки“. Доследно - то значи да се износи плус првог - постојаће позитиван терминал целе батерије, а минус је повезан са плусом другог. Минус другог је са плусом трећег. И тако до последњег. Минус претпоследњег је повезан са његовим плусом, а његов минус је изнет - други терминал батерије.

Када су батерије повезане у серију, додаје се напон свих ћелија, а на излазу - плус и минус терминали батерије - добиће се зброј напона.

На пример, аутомобилска батерија, која има око 2,14 волта у свакој напуњеној банци, даје укупно 12,84 волта од шест лименки. 12 таквих лименки (батерија за дизел моторе) даће 24 волта.

А капацитет таквог једињења остаје једнак капацитету једне лименке. Како је излазни напон већи, називна снага терета ће се повећавати и потрошња енергије ће бити бржа. Односно, сви ће бити испражњени одједном заједно као један елемент.

Серијски прикључак батерија

Ове батерије се такође пуне у серији. Плус напона напајања повезан је са плусом, минус на минус. За нормално пуњење неопходно је да су све банке исте по параметрима, из исте серије и подједнако празне.

У супротном, ако се празне мало другачије, приликом пуњења један ће завршити пуњење пре осталих и почеће да се пуни. А то би за њега могло лоше да се заврши. Исто ће се уочити код различитих капацитета елемената који су, строго говорећи, исти.

Серијско повезивање батерија покушавало се од самог почетка, готово истовремено са проналаском електрохемијских ћелија. Алессандро Волта створио је свој познати волтажни стуб од кругова два метала - бакра и цинка, које је померио крпама натопљеним киселином. Показало се да је конструкција успешан изум, практичан, па је чак дао напон који је био сасвим довољан за тада смеле експерименте у проучавању електричне енергије - достигао је 120 В - и постао поуздан извор енергије.

Сигурносни инжењеринг

користите диелектричне рукавице;
не додирујте терминале голим рукама;
батерије морају бити одвојене од терета;
користите алате са изолованим ручкама;
проверите терминале и прикључне игле пре повезивања;
не користите батерије са различитим параметрима и степеном хабања;
будите опрезни са поларитетом;
користите одговарајуће жице за везу;
изолирајте склоп од влаге

ПАЖЊА! Главна ствар је заштитити се од електричног удара.

Грешке пребацивања и њихове последице

Грешке пребацивања могу се поделити на грешке саме везе (помешане плус и минус) и погрешан избор батерија и прикључних жица.

Паралелно повезивање батерија

Уз паралелно повезивање напајања, сви плусеви морају бити повезани на један, стварајући позитивни пол батерије, сви минуси на други, стварајући минус батерије.

Део батерије

Паралелна веза

Са таквом везом, напон би, како видимо, требао бити једнак на свим елементима. Али шта је то? Ако батерије имају различите напоне пре повезивања, одмах након повезивања одмах ће започети процес „изједначавања“. Они елементи са нижим напоном почеће да се пуне врло интензивно, црпећи енергију од оних са вишим напоном. И добро је ако се разлика у напонима објашњава различитим степеном пражњења истих елемената. Али ако су различити, са различитим номиналним напоном, започет ће поновно пуњење, са свим наредним чарима: загревањем наелектрисаног елемента, кључањем електролита, губитком метала електрода итд. Због тога, пре него што елементе међусобно повежете паралелном батеријом, потребно је волтметром измерити напон на сваком од њих како бисте били сигурни да је предстојећа операција сигурна.

Као што видимо, обе методе су прилично одрживе - и паралелно и серијско повезивање батерија. У свакодневном животу имамо довољно оних елемената који су укључени у наше уређаје или камере: једну батерију, две или четири. Они су повезани онако како је то дефинисано дизајном, а ми ни не размишљамо да ли је ово паралелна или серијска веза.

Али када је у техничкој пракси неопходно одмах обезбедити велики напон, па чак и током дужег периода, у просторијама се граде огромна поља акумулатора.

На пример, за хитно напајање радио-релејне комуникационе станице напона 220 волти током периода када било који квар у струјном кругу мора бити елиминисан, потребно је 3 сата ... Батерија је пуно.

Слични чланци:

Начини за претварање 220 волти у 380
Прорачун губитака напона у каблу
Рад са мегохмметром: чему служи и како се користи?

Фактори који утичу на ефикасност грејања

Ефикасност грејне структуре зависи од неколико фактора:

Распоред елемената система грејања
... Степен и уједначеност грејања собе зависи од исправности овог посла, и, сходно томе, количине новца потрошене на грејање куће или стана.
Избор опреме за грејање
... Све што је потребно за стварање система грејања стиче се на основу професионално извршеног прорачуна техничких и финансијских показатеља. Чињеница је да одлука о томе како правилно повезати радијаторе грејања и избор одговарајуће опреме доприноси постизању максималног преноса топлоте уз минималну потрошњу горива.