Serie- och parallellanslutning av batterier

Varför ansluta batterier

Ett batteri, som en kondensator, kan lagra energi. Till skillnad från ett enkelt galvaniskt batteri, där kemiska reaktioner som genererar elektricitet är irreversibla, kan batteriet laddas. På så sätt skiljs jonerna från varandra och batteriets interna kemi laddas som en fjäder. Därefter kommer dessa joner, på grund av den "laddade" kemiska processen, att donera sina extra elektroner till den elektriska kretsen, själva sträva tillbaka till neutraliteten hos den sura elektrolyten.

Allt är bra, bara mängden energi från batteriet som det kan generera efter full laddning beror på dess totala massa. Och vikten beror på prestanda - det finns standarder och batterier tillverkas enligt dessa standarder. Det är bra när elförbrukningen är standardiserad på samma sätt. Till exempel när du har en bil som tar en viss mängd el för att starta motorn. Tja, för deras andra behov - mata automaten på parkeringsplatsen, driva lås med stöldskydd etc. Batteristandarder och är utformade för att driva olika typer av fordon.

Och i andra områden där en stabil konstant spänning krävs, är efterfrågan på effektparametrar mycket bredare och mer varierad. Med samma typ och strikt identiska batterier kan du därför tänka på att använda dem i olika kombinationer och effektivare laddningsmetoder än att det är banalt att ladda dem alla i tur och ordning.

Varför ansluta flera batterier

Huvudskälen till att batterier kombineras i enheter kan sammanfattas enligt följande:

1. Minska ohmiska förluster (eller värmeförluster under kraftöverföring) genom att öka systemets motstånd. Strömstyrka och motstånd är omvänt proportionell mot varandra, och ju svagare strömmen är, desto lägre är förlusten.
2. Montera ett batteri som är lämpligt för att driva enheter med högre spänningsintervall.
3. Öka batterikapaciteten.
4. Öka både effekt och spänning.

Med ett ord skapar de ett batteri som passar specifika behov. Det är lättare och bekvämare att kombinera batterierna till hands än att köpa dussintals olika batterier. Och i vissa fall är det lite billigare.

REFERENS. Elen som ackumuleras i batteriet består av energierna i de ingående elementen. Därför, vid seriell, parallell och kombinerad anslutning, blir det samma om samma element används i samma mängd.

Ansluta nätaggregat

Liksom laster, till exempel glödlampor, kan batterier anslutas både parallellt och i serie.

Samtidigt, som man omedelbart kan misstänka, måste något sammanfattas. När motstånden är anslutna i serie summeras deras motstånd, strömmen på dem kommer att minska, men genom var och en av dem kommer det att gå detsamma. På samma sätt kommer strömmen att flöda densamma genom batteriets seriella anslutning. Och eftersom det finns fler av dem kommer spänningen vid batteriutgångarna att öka. Därför, med en konstant belastning, kommer en större ström att strömma, vilket kommer att förbruka hela batteriets kapacitet samtidigt som kapaciteten för ett batteri som är anslutet till denna belastning.

Parallell anslutning av belastningar leder till en ökning av den totala strömmen, medan spänningen över var och en av motstånden kommer att vara densamma.Detsamma gäller för batterier: spänningen vid en parallellanslutning kommer att vara densamma som för en källa och strömmen kan tillsammans ge mer. Eller, om lasten förblir vad den var, kommer de att kunna förse den med ström så länge deras totala kapacitet har ökat.

Nu när vi har konstaterat att det är möjligt att ansluta batterierna parallellt och i serie kommer vi att överväga mer detaljerat hur detta fungerar.

Sätt att ansluta enheter

Specialister inom design och organisering av värmesystem skiljer ut tre huvudtyper som skiljer sig åt i implementeringsalgoritmen och effektiviteten. Var och en av dem har sina egna fördelar, som manifesteras i specifika driftsförhållanden. Anslutning händer

Lateral

Det förutsätter att kylaren är ansluten till huvudledningen från ena sidan. I detta fall är vatteninloppet placerat överst, utloppet är längst ner för att säkerställa den mest enhetliga uppvärmningen av sektionerna eller panelytan. Denna installationsmetod anses vara effektiv, eftersom andelen otäckt värmeväxlingsarea inte är mer än 10%. Oftast utförs den seriella anslutningen av värmebatterier i lägenheter i flervåningsbyggnader som är konsumenter av ett centraliserat kommunalt nätverk.

Ofta kompletteras ett sådant system med en förbikoppling - ett rör med en mindre diameter som förbinder matnings- och returledningarna. Enheten kompletteras med avstängningsventiler som stänger av enheten från systemet.

Diagonal

Låter dig maximera värmeväxlarens område. Den resulterande kraften är en referens och anges i passet för produkten. För att implementera detta anslutningsdiagram är det nödvändigt att placera ingången till kylaren högst upp på ena sidan, utgången längst ner på den andra. På grund av detta kommer arbetsmediets flöde att passera jämnt genom alla interna kanaler.

Denna metod är perfekt för batterier med många sektioner. Det är det diagonala bandet som gör att du fullt ut kan förstå fördelarna som den seriella anslutningen av värmeradiatorer ger.

Bland dess nackdelar är det värt att lyfta fram

1. ökade kostnader för byggmaterial jämfört med sidoanslutningar
2. oförmåga att dölja kommunikation i väggen eller golvet
3. komplexiteten i installationsarbetet

Lägre

Det mest estetiska sättet att integrera enheten i systemet är när både kylvätskans inlopp och utlopp är placerade i nedre delen av huset från olika sidor. I det här fallet är rören oftast gömda under golvet och betongbeläggningen. I detta avseende är arrangemanget av ett sådant system möjligt i byggnads- och reparationsfasen.

Om värmebatterierna är anslutna i serie, vid den nedre anslutningen, är en förlust på upp till 15-20% av systemets effektivitet möjlig. Detta beror på det faktum att det är något problem för vatten att stiga genom de inre kollektorerna till den övre delen av anordningskroppen. Som ett resultat värms vissa områden inte upp tillräckligt.

Hur en kemisk strömförsörjning fungerar

Livsmedelskällor baserade på kemiska processer är primära och sekundära. Primära källor består av fasta elektroder och elektrolyter som förbinder dem kemiskt och elektriskt - flytande eller fasta föreningar. Reaktionskomplexet i hela enheten fungerar på ett sådant sätt att den kemiska obalansen som finns i den släpps ut, vilket leder till en viss balans av komponenter. Den energi som frigörs i detta fall i form av laddade partiklar slocknar och skapar en elektrisk spänning vid terminalerna. Så länge det inte finns något utflöde av laddade partiklar utanför, saktar det elektriska fältet ner de kemiska reaktionerna inuti källan. När du ansluter terminalerna på källan med en viss elektrisk belastning, kommer strömmen att gå genom kretsen, och kemiska reaktioner kommer att återupptas med förnyad kraft och återigen mata elektrisk spänning till terminalerna.Således förblir spänningen vid källan oförändrad och minskar långsamt så länge som kemisk obalans kvarstår i den. Detta kan observeras genom en långsam, gradvis minskning av spänningen över terminalerna.

Detta kallas urladdning av en kemisk energikälla. Ursprungligen visade sig ett sådant komplex reagera med två olika metaller (koppar och zink) och en syra. I detta fall förstörs metaller under urladdningsprocessen. Men sedan valde de sådana komponenter och deras interaktion så att den, efter att ha minskat spänningen vid terminalerna som ett resultat av urladdning, blir den konstgjord där, då kommer en elektrisk ström att strömma tillbaka genom källan och kemiska reaktioner kan återvända skapa det tidigare icke-jämviktstillståndet i komplexet.

Källor av den första typen, där komponenter oåterkalleligt förstörs, kallas primära eller galvaniska celler, efter upptäckten av sådana processer, Luigi Galvani. Källor av den andra typen, som, under inverkan av en extern spänning, kan vända hela mekanismen för kemiska reaktioner och återigen återgå till ett icke-jämviktstillstånd inuti källan kallas källor av den andra typen eller elektriska ackumulatorer. Från ordet "ackumulera" - att tjockna, att samla. Och deras huvudsakliga funktion, precis beskriven, kallas laddning.

Men med batterier är det inte så enkelt.

Flera sådana kemiska mekanismer har hittats. Med olika ämnen inblandade i dem. Därför finns det flera typer av batterier. Och de beter sig annorlunda, laddar och lossar. Och i vissa fall uppstår fenomen som är mycket välkända för människor som hanterar dem.

Och praktiskt taget alla hanterar dem. Batterier, som autonoma energikällor, används överallt, i en mängd olika enheter. Från små armbandsur till fordon i olika storlekar: bilar, trolleybussar, diesellok, motorfartyg.

Riktlinjer för batteridesign

• Vid seriekoppling och parallellt måste alla batterier vara av samma typ, ålder och från samma tillverkare. Batteriernas kapacitet när de är seriekopplade måste vara desamma, parallellt kan batterier med olika kapacitet anslutas till varandra.
• Om ett batteri misslyckas när det är anslutet i serie måste alla batterier i batteriet bytas ut. Om ett batteri går sönder när det är anslutet parallellt tas det bort och de återstående används tills det är slut. Batterierna byts sedan ut.

Värm inte batterierna för att undvika för tidig åldring. Varje 6 ° C stiger över 20 ° C minskar livslängden med hälften. Installera batterierna på en väl ventilerad, sval plats och lämna ett luftgap mellan dem för att stimulera värmeproduktion.

• Öka inte batterikapaciteten med batterier installerade i ett annat rum. Batterier placerade på olika platser fungerar vid olika omgivningstemperaturer och laddas inte upp och laddas jämnt. Detta ökar temperaturskillnaden ytterligare och leder till för tidigt åldrande och batterifel. Om batterier laddas eller laddas ur med hög ström kan termisk utsläpp och explosion uppstå.

  
  Anslut laddaren till ett batteri med parallellanslutna batterier.

• Om batteriets laddnings- eller urladdningsström är 200 A vid 12 V (100 A vid 24 V) under en längre tid genereras betydande värme. Använd tvångsventilation för att sprida den.För att göra detta, installera en brandsäker fläkt i batterifackets luftinlopp. Inloppsfläkten minskar risken för antändning av väte som genereras av batterierna. (Vissa standarder kräver tvångsventilation närhelst batterier ansluts till en laddare med en effekt som är större än 2 kW, dvs. 167 ampere vid 12 volt eller 83 ampere vid 24 volt).
• Spänningsregulatorn för varje kraftfull laddare måste ha en temperatursensor som minskar laddningsspänningen när batterierna värms upp.
• Batterier med hög kapacitet med höga laddnings- och urladdningsströmmar installeras endast i bostadsfack i förseglade behållare med ventilation ut.

Vissa funktioner i batterier

Det klassiska batteriet är ett blysulfatbatteri för bilar. Den produceras i form av ackumulatorer som är seriekopplade till batteriet. Dess användning och laddning / urladdning är välkänd. Farliga faktorer i dem är frätande svavelsyra, som har en koncentration på 25-30%, och gaser - väte och syre - som frigörs när laddningen fortsätter efter att den är kemiskt klar. En blandning av gaser som härrör från dissociation av vatten är just den välkända explosiva gasen, där väte är exakt dubbelt så mycket som syre. En sådan blandning exploderar vid varje tillfälle - en gnista, ett starkt slag.

Batterier för modern utrustning - mobiltelefoner, datorer - är tillverkade i miniatyrdesign; laddare av olika mönster tillverkas för laddning. Många av dem innehåller kontrollkretsar som låter dig spåra slutet av laddningsprocessen eller ladda alla element på ett balanserat sätt, det vill säga koppla bort de som redan har laddats från enheten.

De flesta av dessa batterier är ganska säkra och felaktig urladdning / laddning kan bara skada dem ("minneseffekt").

Detta gäller alla utom batterier baserade på metall litium. Det är bättre att inte experimentera med dem, utan bara ladda på laddare som är speciellt utformade för det och bara arbeta med dem enligt instruktionerna.

Anledningen är att litium är mycket aktivt. Det är det tredje elementet i det periodiska systemet efter väte, en metall som är mer aktiv än natrium.

När du arbetar med litiumjon och andra baserade batterier kan litiummetall gradvis falla ut ur elektrolyten och en gång göra en kortslutning inuti cellen. Från detta kan det ta eld, vilket kommer att leda till katastrof. Eftersom det INTE kan betalas av. Det brinner utan syre när det reagerar med vatten. I detta fall frigörs en stor mängd värme och andra ämnen tillsätts förbränningen.

Det finns kända brandincidenter i mobiltelefoner med litiumjonbatterier.

Ingenjörstanken går dock framåt och skapar fler och fler nya laddningsbara celler baserade på litium: litiumpolymer, litiumnanotråd. Försöker övervinna nackdelarna. Och de är mycket bra som batterier. Men ... borta från synd är det bättre att inte göra med dem de enkla handlingarna som beskrivs nedan.

Välja ett anslutningsdiagram för värmebatterier

När valet av typ av värmepanna är klar bestäms anslutningsdiagrammet för värmebatterierna i huset. Det kan vara ett-rör eller två-rör.
Själva anslutningen av radiatorerna sker på ett av tre sätt:

• botten;
• lateral;
• diagonal.

Om det planerades en enkelriktad rörledning när man bestämmer hur man ansluter värmebatteriet, bör antalet sektioner på en enhet inte överstiga 12 för gravitationella värmenät och 24 för system utrustade med en cirkulationspump.

Om det är nödvändigt att installera ett större antal sektioner är det nödvändigt att använda en mångsidig rörledning till värmeradiatorerna. Vid installation av värmeenheter bör man inte glömma genomströmningen av det raka röret och returröret, vilket beror på deras diameter och grovhetskoefficient.

Effektiv värmeöverföring kan uppnås under förutsättning att batterierna placeras optimalt, eller snarare, med beaktande av enheternas installationsavstånd i förhållande till väggar, golv, fönster och fönsterbräda.
Installationsinstruktioner och hur man korrekt ansluter en värmeradiator ger följande standarder:

• enheten ska vara på ett avstånd av 10 - 12 centimeter från golvet;
• den bör installeras inte närmare 8-10 centimeter till fönsterbrädan;
• bakpanelen bör inte placeras närmare än 2 centimeter från väggen;
• vid installation av batterier är det nödvändigt att reglera graden av uppvärmning, både i manuellt och automatiskt läge. För detta köps speciella termostater (mer detaljerat: "Reglerventiler för värmeelement, ventilinstallation");
• för att reparera eller byta ut kylaren bör ventiler, ventiler och manuella kranar finnas. De gör att du kan koppla bort produkten från värmesystemet.
• du måste sätta Mayevsky-kranar på enheterna, som på bilden. Med deras hjälp avlägsnas luft som är instängd i systemet.

Seriell anslutning av källor

Detta är ett välkänt batteri av celler, "burkar". Konsekvent - detta betyder att plus av den första tas ut - det kommer att finnas en positiv terminal på hela batteriet, och minus är ansluten till plus på den andra. Minus av den andra är med plus av den tredje. Och så till sist. Minus av den näst sista är ansluten till dess plus, och dess minus tas ut - batteriets andra terminal.

När batterierna är anslutna i serie läggs spänningen till alla celler till och vid utgången - plus- och minusuttagen på batteriet - erhålls summan av spänningarna.

Till exempel ger ett bilbatteri, som har cirka 2,14 volt i varje laddad bank, totalt 12,84 volt av sex burkar. 12 sådana burkar (batteri för dieselmotorer) ger 24 volt.

Och kapaciteten hos en sådan förening förblir lika med kapaciteten hos en burk. Eftersom utspänningen är högre ökar lastens märkeffekt och strömförbrukningen blir snabbare. Det vill säga att alla kommer att släppas ut samtidigt som ett element.

Serieanslutning av batterier

Dessa batterier laddas också i serie. Matningsspänningens plus är ansluten till plus, minus till minus. För normal laddning är det nödvändigt att alla banker är desamma i parametrar, från samma sats och lika urladdade unisont.

Annars, om de laddas ur något annorlunda, kommer laddningen att slutföras före de andra när de laddas och han börjar ladda. Och det kan sluta dåligt för honom. Samma kommer att observeras med olika kapaciteter hos elementen, som strängt taget är desamma.

Seriekopplingen av batterier testades från början, nästan samtidigt med uppfinningen av elektrokemiska celler. Alessandro Volta skapade sin berömda voltaiska pelare från cirklar av två metaller - koppar och zink, som han flyttade med trasor indränkta i syra. Konstruktionen visade sig vara en framgångsrik uppfinning, praktisk och gav till och med en spänning som var tillräckligt för de då vågade experimenten i studien av el - den nådde 120 V - och blev en pålitlig energikälla.

Säkerhetsteknik

• använd dielektriska handskar;
• vidrör inte terminalerna med bara händer;
• batterierna måste kopplas bort från lasten;
• använda verktyg med isolerade handtag;
• kontrollera anslutningarna och anslutningsstiftet innan du ansluter;
• använd inte batterier med olika parametrar och slitagegrad;
• var försiktig med polaritet;
• använd lämpliga ledningar för anslutningen;
• isolera enheten från fukt

UPPMÄRKSAMHET! Det viktigaste är att skydda dig mot elektrisk stöt.

Växelfel och deras konsekvenser

Omkopplingsfel kan delas upp i fel i själva anslutningen (blandat plus och minus) och fel val av batterier och anslutningskablar.

Parallell anslutning av batterier

Med en parallellanslutning av strömförsörjning måste alla plussignaler vara anslutna till en, vilket skapar en positiv pol på batteriet, alla minus till den andra, vilket skapar ett minus av batteriet.

Batteridel

Parallell anslutning

Med en sådan anslutning bör spänningen, som vi kan se, vara densamma på alla element. Men vad är det? Om batterierna har olika spänningar före anslutning, börjar omedelbart efter anslutning "utjämningsprocessen". De elementen med en lägre spänning kommer att börja ladda mycket intensivt och dra energi från de med en högre spänning. Och det är bra om skillnaden i spänningar förklaras av olika grad av urladdning av samma element. Men om de är olika, med olika spänningsvärden, kommer en laddning att börja med alla efterföljande charmar: uppvärmning av det laddade elementet, kokning av elektrolyten, förlust av metall av elektroderna och så vidare. Innan du ansluter elementen till varandra i ett parallellt batteri är det därför nödvändigt att mäta spänningen på var och en med en voltmeter för att säkerställa att den kommande operationen är säker.

Som vi kan se är båda metoderna ganska livskraftiga - både parallell och seriell anslutning av batterier. I vardagen har vi tillräckligt med de element som ingår i våra prylar eller kameror: ett batteri, eller två eller fyra. De är kopplade så som det definieras av designen, och vi tänker inte ens på om det här är en parallell eller seriell anslutning.

Men när det i teknisk praxis är nödvändigt att omedelbart tillhandahålla en stor spänning, och även under en lång period byggs stora fält med ackumulatorer i lokalen.

Till exempel, för nödströmförsörjning av en radioreläkommunikationsstation med en spänning på 220 volt under den period då eventuella fel i strömkretsen måste elimineras tar det 3 timmar ... Det finns många batterier.

Liknande artiklar:

• Metoder för omvandling av 220 volt till 380
• Beräkning av spänningsförluster i kabeln
• Arbeta med en megohmmeter: vad är det för och hur man använder det?

Faktorer som påverkar värmeeffektiviteten

Uppvärmningens effektivitet beror på flera faktorer:

1. Layout av värmesystemelement
   ... Graden och enhetligheten i att värma upp rummet och följaktligen hur mycket pengar som spenderas på att värma ett hus eller en lägenhet beror på riktigheten i detta arbete.
2. Val av värmeutrustning
   ... Allt som behövs för att skapa ett värmesystem förvärvas på grundval av en professionellt utförd beräkning av tekniska och ekonomiska indikatorer. Faktum är att beslutet om hur man ska ansluta uppvärmningsradiatorer korrekt och valet av lämplig utrustning bidrar till att uppnå maximal värmeöverföring med minimal bränsleförbrukning.