схема, инструкция, как подключить два и более батареи

Последовательное подключение радиаторов — наиболее популярный и экономичный вариант обогрева помещения, благодаря которому создаётся автономная, независящая от центральной, отопительная система.

Необходимый инструментарий

Для формирования такого соединения приборов отопления потребуются следующие составляющие:

• Трубы: для главной магистрали желательно выбирать трубопровод из стали, оцинковки или металлопластика с соответствующими диаметрами 2,2 см, 2,2 см и 2,6 см. А также допускаются к использованию полипропиленовые трубы, но только не в системе с тремя и более радиаторами. Отходящие от магистрали патрубки изготавливаются из тех же материалов, но имеют меньшие диаметры.

Фото 1. Металлопластиковые трубы разного диаметра в разрезе: видна прослойка из металла между двумя слоями пластика.

• Радиаторы: выбор необходимого оборудования осуществляется на основании личных предпочтений и советов специалиста. Для подобной схемы самым оптимальным считается 5 батарей, а для большего их количества требуется грамотно рассчитанный проект.
• Ленты для уплотнения резьбы на батареях.
• Термостатические клапаны для регулировки нагрева радиаторов.
• Фитинги для соединения труб между собой.

Непосредственными составляющими являются также расширительный бак и отопительный котёл.

Подготовительные действия

Перед началом процесса рассчитывается подробный проект системы отопления для каждого конкретного помещения.

Затем выбирается один из вариантов последовательного подключения: горизонтальный или вертикальный исходя из особенностей жилой площади и личных предпочтений.

Затем, ориентируясь на выбранный тип схемы, требуется определиться с теплоносителем. При вертикальной развязке лучше использовать антифриз, разбавленный в воде, а при горизонтальной — обычную воду.

Как подключить два радиатора отопления, схема

1. Изначально при последовательном соединении определяется месторасположение отопительного котла. Его располагают, как правило, в подвальном помещении на специальной противопожарной платформе. Над ним крепко фиксируется расширительный бак.

Внимание! Высота расширительного бака относительно котла должна составлять не менее трёх метров.

2. При этом продумывается грамотная настройка дымохода: тяга должна быть достаточной, а сам дым выходить наружу, не оставаясь внутри помещения.
3. После производится подключение магистрального трубопровода. Важно избегать изгибов при прокладке.
4. По периметру всего дома проходит труба, параллельно которой врезаются все батареи.

Фото 2. Схема последовательного подключения батарей в однотрубной системе с котлом и циркуляционным насосом.

5. Радиаторы размещаются под оконными проёмами.
6. Замыкаться такая схема должна на отопительном котле.

Внимание! Перед котлом рекомендуется поместить фильтр, очищающий теплоноситель от любых примесей.

7. А также необходимо предусмотреть элемент, через который будет производиться заполнение системы водой и её слив.
8. В последовательной схеме подключения, можно дополнять кранами и терморегуляторами каждую батарею.

При вертикальной обвязке в схему включают для принудительной циркуляции теплоносителя циркуляционный насос, а при горизонтальной — создаётся уклон трубы подачи, и перед каждым радиатором монтируется кран Маевского для удаления из системы излишков воздуха.

Плюсы и минусы последовательного подключения батарей

Плюсы последовательного подключения:

• низкая стоимость расходного материала;
• допускается использование любых видов радиаторов;
• при необходимости трубопровод заводится в «тёплый пол»;
• охват приборами отопления всего периметра комнаты;
• лёгкий монтаж;
• небольшое количество расходуемого материала.

Минусы:

• сложное проектирование процесса;
• высокий коэффициент потерь тепла: из-за характерной вытянутости такой магистрали теплоноситель к концу охлаждается;
• при отсутствии циркуляционного насоса возникают застои перемещаемой по радиаторам жидкости и снижение эффективности работы системы в целом;
• при отсутствии терморегуляторов на батареях — отсутствие контроля над подачей тепла.

Полезное видео

Посмотрите видео, в котором показан пример последовательного подключения радиаторов в частном доме.

Помощь профессионалов

При проведении последовательного подключения радиаторов необходимо проконсультироваться со специалистами по части разработки полноценного проекта. Для исключения различного рода просчётов рекомендуется доверить им ведение этого процесса под ключ.

Фотоэлектрические системы

У любого аккумулятора выделяют следующие основные характеристики:

• Номинальное напряжение (В ― Вольт)
• Емкость (Ач – Ампер*час)
• Максимальное количество запасенной энергии = Номинальное напряжение умноженное на Емкость (кВт*ч – киловатт*час)

Существует три возможных варианта соединения аккумуляторов между собой – последовательно, параллельно или последовательно-параллельно.   В зависимости от схемы соединения аккумуляторов в Банк Аккумуляторов может меняться Номинальное напряжение или Емкость системы, при этом максимальное количество запасенной энергии всех аккумуляторов останется неизменным.

Рассмотрим каждый из возможных вариантов соединения аккумуляторов в Банк Аккумуляторов:

1)  Последовательное соединение аккумуляторов

При таком соединении минусовая клемма первого аккумулятора соединяется с плюсом второго, минус второго с плюсом третьего и так далее.

В случае такого соединения Емкость системы остается неизменной, но напряжение системы является суммой всех соединенных последовательно аккумуляторов.

Например:

Имеем 4 аккумулятора емкостью 200Ач и номинальным напряжением 12В. Подключив их последовательно, мы получим номинальное напряжение равное 12В*4=48В и емкость равную 200Ач. При этом максимальное количество запасенной энергии определяется как сумма максимального запаса энергии всех аккумуляторов – 200Ач*12В*4=9600Вт*ч=9,6кВт*ч, или, что то же самое, как максимальный запас энергии всего банка аккумуляторов – 200Ач*48В=9600Вт*ч=9,6кВт*ч.

Такая схема включения используется для поднятия напряжения системы.

 

2) Параллельное соединение аккумуляторов

При таком соединении плюсовые клеммы аккумуляторов поочередно соединяются между собой. Минусовые клеммы также соединяются поочередно между собой.

В случае такого соединения напряжение системы остается неизменным, при этом емкость Банка Аккумуляторов является суммой всех соединенных параллельное аккумуляторов.

Например:

Имеем те же 4 аккумулятора емкостью 200Ач и номинальным напряжением 12В. Подключив их параллельно, мы получим номинальное напряжение равное 12В, а емкость при этом будет равна 4*200Ач=800Ач. При этом максимальное количество запасенной энергии определяется как сумма максимального запаса энергии всех аккумуляторов – 200Ач*12В*4=9600Вт*ч=9,6кВт*ч, или, что то же самое, как максимальный запас энергии всего банка аккумуляторов – 800Ач*12В=9600Вт*ч=9,6кВт*ч.

 Такая схема включения используется для увеличения емкости (тока заряда) системы.

3) Последовательно-параллельное соединение аккумуляторов

Такое соединение является самым востребованным при сборке Банков Аккумуляторов для различных целей.

При таком соединении цепочки последовательно соединенных аккумуляторов соединяются параллельно.

Например:

Снова обратимся к нашим 4 аккумуляторам емкостью 200 Ач и номинальным напряжением 12В. Соединив по 2 аккумулятора последовательно и затем объединим их параллельно, мы получим номинальное напряжение равное 12В*2=24В и емкость равную 200Ач*2=400Ач. При этом максимальное количество запасенной энергии определяется как сумма максимального запаса энергии всех аккумуляторов – 200Ач*12В*4=9600Вт*ч=9,6кВт*ч, или, что то же самое, как максимальный запас энергии всего банка аккумуляторов – 400Ач*24В=9600Вт*ч=9,6кВт*ч.

 

Примечание: обратите внимание, что максимальное количество запасенной энергии ― не зависит от схемы соединения аккумуляторов! 

Различные схемы подключения аккумуляторов нужны для оптимизации работы комплекса оборудования используемого вместе с аккумуляторами. Выбирая различные схемы соединения, мы устанавливаем необходимые токи и напряжения для всей системы.

схемы вариантов, технические моменты. От профессионалов компании АРМАПласт

Чтобы было тепло и уютно, необходима правильная схема, чтобы подключить радиаторы отопления для дома или квартиры. Многие думают, что это прерогатива коммунальных служб, и отчасти они правы. Но вы также можете быть единоличными вершителями уюта и контроля за расходами на энергоносители.

Система обогрева, работающая по типу одного контура

Проектное расположение магистралей и монтаж радиаторов отопления проводят перед строительством частных домов. Владельцы квартир в многоэтажках тоже могут изменить принцип обогрева, если их по каким-то причинам не устраивает централизованная система.

Самая простая схема подключения радиаторов в квартире — однотрубная. В такой вариации расположение и подключение батарей последовательное, а подача теплоносителя производится посредством одной трубы, разведенной по всему дому или в квартире.

Есть еще более современная схема подключения, когда от батареи отводятся две трубы: для подачи горячей воды и обратного слива. В этом варианте при подключении отопления к радиаторам можно подсоединить терморегулирующий вентиль.

На заметку. Особенность такой схемы подключения отопления в том, что при нагреве воздуха в комнате можно на время перекрывать подачу горячей воды и регулировать температуру в помещении.

Второй вариант хоть и сложнее в плане прокладки, но имеет один весомый аргумент. Если в цепи вдруг прохудился последний радиатор, то вы сможете перекрыть подачу от предыдущей батареи и ремонтировать его. При прокладке обычного варианта с единой магистралью подобной возможности не будет.

Из недостатков тоже есть один: разница нагрева между радиаторами, располагающимися ближе к котлу и дальними приборами, будет значительной. Но если правильно все рассчитать, то этот минус будет купирован.

Если уйти от центрального отопления в многоэтажных домах и подключить индивидуальные приборы, можно обеспечить постоянную циркуляцию теплоносителя по магистрали. Потребуется монтаж насосного оборудования или установка котла на определенной высоте.

Важно! Работа отопления без насоса возможна только при условии, что магистраль не отличается большой протяженностью.

Если однотрубная схема отопления подключается в квартире или доме с несколькими этажами, то функционирование должно выстраиваться следующим образом:

• Горячая вода подается по стояку на второй этаж:
• Она расходится по радиаторам, расположенным на этом уровне;
• Теплоноситель спускается вниз и производит “обход” батарей на первом этаже.

Из-за подсоединения однотрубной системы отопления по типу единой подачи помещения на первом этаже будут меньше отапливаться. Основное тепло будет отдаваться второму этажу.

Двухтрубная схема подключения радиаторов в квартире

Производится подсоединение батарей по параллельному типу. Жидкость подается по одной магистрали, отводится из радиаторов по другой. Этот вариант используется для обогрева загородных домов в несколько этажей. Все радиаторы получают одинаковое количество тепла и прогревают равномерно все комнаты.

Такой способ имеет массу плюсов, омраченных только стоимостью исполнения и необходимостью приобретения специализированных котлов отопления. Для квартиры двухтрубное отопление тоже можно рассматривать как вариант, но только если вы владелец помещения большой площади.

Типы подключения батарей к магистрали

Вне зависимости от того, какая схема подключения выберется, параллельно нужно рассматривать дополнительные технические возможности. Например, варианты подсоединения радиаторов. На данный момент есть такие варианты:

• нижнее;
• диагональное;
• одностороннее боковое;
• попутно “перехлестный” вариант.

Нижняя разводка

Этот вариант для частного дома особенно хорош, если вы рассматриваете подпольное пространство как дополнительное помещение. При нижнем подключении все трубы, идущие в радиаторы, скрываются под полами.

Соединение со стояком и “обраткой” производится в крайних местах секций при помощи дополнительных подводов и угловых соединений. При такой схеме подключения теряется 15% тепла. Но несмотря на это, для частных домов такой вариант — лучший.

Схема диагонального типа

Трубы подачи и обратной системы отводки подсоединяются к радиаторам по разные стороны прибора. Подающая магистраль соединяется с верхней частью батареи. Обратная подача выводится снизу. Таким образом, получается диагональ.

Диагональная схема подключения радиаторов используется в больших квартирах или домах когда нужно подсоединить большое количество батарей. Теплоноситель равномерно распределяется по внутренней части приборов, полностью отдавая тепло в помещение. Тепловые потери — 2%.

Подключение радиаторов под одностороннему боковому типу

Батареи подсоединяются к прямому и обратному стояку сверху и снизу к одной и той же секции. При этом нужно строго соблюдать “полярность”. Подача — к верхней части, “обратка” — к нижней.

Поступают и наоборот, но в таком случае тепловые потери составят порядка 7% при максимуме в 2% при правильном подсоединении. Боковое подключение радиаторов отопления обеспечивает прогрев помещений только при использовании необходимого количества секций на одну комнату.

Перехлестный вариант

Такой вариант еще называют — подключение по Тихельману. Это двухтрубный вариант подключения. Принцип действия заключается в монтаже специальных сужающих переходников на участках магистралей, подающих и отводящих теплоноситель. Например, от котла отопления идет подающая труба диаметром в 50 мм. От нее идет подача горячей воды в радиатор. Но подключают последний уже 20 миллиметровой трубой. От батареи отвод идет тоже такого же диаметра. Далее диаметр стояка в 32 мм, после чего радиатор снова подсоединяется магистралью в 20 мм и такой же отвод.

Таким способом подключаются все отопительные приборы, при этом диаметры никак не регламентированы. Размеры могут быть различными.

Важно! Обратный отвод воды в такой схеме собирается по зеркальной схеме.

Способ Тихельмана гарантирует равномерный прогрев радиаторов отопления на любых площадях. В больших домах или складских помещения чаще используется именно такой вариант подсоединения магистралей.

Где лучше устанавливать радиаторы отопления

Расположение батарей подбирается согласно практическим моментам. Традиционным местом считается ниша под окном. Нужно придерживаться рекомендованных отступов при размещении радиаторов от пола и стен. Это 10 и 5 см соответственно.

Если подоконник широкий, не углубляйте батарею в нишу. Радиатор должен отдавать тепло так, чтобы оно уходило вверх. Этим можно еще и защитить окна от запотевания. Если в отопительный сезон централизованная система сильно прогревается, а у вас не стоят терморегуляторы, лучше заранее оборудовать приборы защитными экранами.

Не стоит сбрасывать со счетов и декоративную составляющую. Батареи должны вписываться в общий дизайн и не выступать “навязчивой грыжей”. Можно рассматривать любые варианты: от декоративных накладок до проработки скрытой схемы подключения радиаторов отопления.

Схемы подключения радиаторов | Полезные советы

Эффективно обогреть помещение при минимальных затратах поможет продуманная система водяного отопления. Сначала рассчитывается необходимая мощность обогревателей, затем выбираются места установки радиаторов, далее выбираются сами батареи и схема подключения для каждой из них.

Стандартные системы отопления и типы циркуляции теплоносителя

Существует два варианта подключения всей системы к котлу: однотрубная и двухтрубная. В первом случае все радиаторы подключены последовательно и, соответственно, ближайшие к котлу будут горячее, а дальние – холоднее. Отрегулировать температуру в конкретной батарее невозможно. Если вы живете в многоквартирном доме с однотрубной подачей тепла, то, скорее всего, повлиять на эту схему не сможете. Можно только установить больше радиаторов или выбрать более мощные модели для удаленной от котельной квартиры, и, наоборот, менее мощные для той, где слишком жарко.

При двухтрубной подаче все батареи подключены параллельно и допускают регулировку мощности, но труб нужно в два раза больше, что увеличивает расходы. В частном доме такой подход оправдан: в каждой комнате можно создать комфортную хозяину температуру.

В зависимости от обогреваемой площади в собственном доме выбирают систему отопления с естественным или принудительным движением воды. Естественная циркуляция работает при площади меньше 100 кв.м. В этом варианте нагретая вода поднимается от котла вверх, а остывшая возвращается к нему по нижней трубе. Желательно устанавливать котел в подвале или цокольном этаже, а обратную трубу уложить с наклоном в его сторону.

В больших домах давление в трубопроводе создает циркуляционный насос. В этом случае можно использовать как теплоноситель не только воду, но и незамерзающую жидкость. Минус у насоса всего один: он питается от электросети, что требует дополнительных расходов и создает опасность остаться без отопления при внезапном отключении электричества.

Место установки

Чтобы уменьшить теплопотери от холодных окон, под подоконником всегда устанавливают обогреватель. Желательно также наклеить фольгированный изолирующий материал на стенку за ним, чтобы отражать инфракрасные лучи в комнату. Для максимально эффективной работы батарея должна занимать три четверти ширины ниши под подоконником, отстоять от стены минимум на 3 см, от пола и подоконника на 10-12 см. Эти параметры обеспечивают свободную циркуляцию воздуха. Декоративная решетка перед конвектором «съест» до 15% тепла. Дополнительные батареи ставят по потребности: например, в ванной или прихожей, где сохнут влажные вещи.

Схемы подключения конвекторов

Эффективность обогревателя зависит также от способа подачи в него горячей воды. Наименее популярны нижнее и седельное подключение: радиаторы с этими вариантами работают на 12-15% слабее проектной мощности. Однако эти способы позволяют полностью скрыть трубы под полом, на поверхности остается только узел подключения с встроенными шаровыми кранами. Компенсировать пониженную теплоотдачу можно батареей с большим числом секций и наличием в системе циркуляционного насоса.

Боковое подключение применяется при наличии вертикального стояка. Теплоноситель поступает через верхний патрубок и выходит через расположенный прямо под ним нижний. Между ними устанавливают байпас – отрезок трубы, позволяющий при необходимости демонтировать батарею. Важно соблюдать вертикальное положение ребер конвектора при креплении: перекос может вызвать завоздушивание – ситуацию, когда воздух занимает часть секций, и они не прогреваются. Слабый нагрев крайних секций может быть связан с излишней длиной радиатора (более 8 секций) или низким давлением в системе. В этих случаях помогает удлиненная подводящая труба, которая доставляет воду к центральным секциям.

Самой распространенной является диагональная (перекрестная) схема. Именно ее берут за основу при расчете мощности конкретной модели конвектора. Чаще всего горячая вода подходит сверху, а слегка остывшая (примерно на 2%) выходит снизу, но с противоположной стороны батареи. В системе с принудительной циркуляцией возможен обратный вариант: приток снизу, отток сверху. Диагональное подключение одинаково хорошо работает с радиаторами любой длины.

Есть еще несколько нюансов, которые известны профессиональным монтажникам систем отопления. Оптимально использовать трубы и батареи, изготовленные из одного материала, так как разные коэффициенты расширения при нагреве приводят к разгерметизации стыков и подтеканию воды. Каждый радиатор должен иметь шаровой кран на входе для стравливания воздуха и регулировки напора. Диаметр труб также играет роль в эффективности обогрева помещения.

Систему отопления маленького дома можно выполнить самостоятельно, следуя приведенным советам. А вот расчет и монтаж для здания большой площади лучше поручить профессионалам.

Подключение батарей отопления: как правильно подключить отопительные батареи к системе отопления, правильная схема и способы подключения напримерах фото и

Правильное подключение батарей отопления: схема и способы

Чтобы проживание в доме было комфортным, очень важно заранее тщательно рассчитать то, как будет функционировать одна из главных коммуникаций в доме – отопительная система. Причем речь идет как об автономных системах, монтируемых зачастую в домах частного типа, так и о централизованном отоплении, более характерном для многоэтажных построек.

Правильное подключение батарей отопления подразумевает устройство не только эффективной, но и экономной системы отопления, что удается сделать далеко не всегда.
Поэтому для того, чтобы разобраться с тем, как должен функционировать нормальный обогрев в помещении, следует, в первую очередь, рассмотреть то, какая схема подключения батарей отопления является наиболее распространенной и производительной. Это поможет подключить всю систему максимально правильно и даст ей возможность работать на протяжении долгого срока (детальнее: “Как подключить радиатор отопления – способы и варианты “).

Типы отопительных систем

Прежде чем говорить о том, как правильно подключать батареи отопления, следует подробно рассмотреть то, какие варианты систем наиболее распространены на сегодняшний день. Даже изучив многочисленные фото этих коммуникаций, так или иначе, требуется понять принцип их работы и разобраться в особенностях функционирования каждой из частей той или иной системы.

Отопление одноконтурного типа

Подобный вариант предусматривает подачу теплоносителя в прибор отопления, который обычно располагается в многоэтажной постройке. Такие способы подключения батарей отопления являются самыми простыми, поскольку для их реализации не требуется каких-либо серьезных строительных навыков (прочитайте: “Одноконтурная система отопления – возможные схемы реализации “). Основной недостаток такой конструкции – отсутствие возможности контроля над подачей тепла, так как в этой системе не предусмотрены никакие специальные приборы наподобие температурного датчика, выполняющие эту функцию. Именно поэтому объем теплоотдачи является строго фиксированным и заранее прописывается еще на стадии составления проекта будущей системы.

Двухконтурный тип отопления

Двухконтурная схема подключения отопительных батарей функционирует следующим образом: источник тепла подается по одной трубе, а уже охлажденная вода выводится из системы в обратном направлении по другой (прочитайте также: “Схема подключения отопления в частном доме – рассмотрим возможные варианты “). Подобный вариант предусматривает подключение приборов отопления параллельно друг другу. Основным преимуществом, которым обладает такая схема подключения батареи отопления, является то, все радиаторы нагреваются максимально равномерно. Кроме того, двухконтурная система отопления оснащена установленным перед батареей вентилем, при помощи которого можно регулировать подачу тепла.

Где лучше расположить отопительную батарею

Вне зависимости от того, какой внешний вид имеет та или иная отопительная система, главное ее назначение заключается, в первую очередь, в обогреве помещения. Если выполнить подключение батареи отопления правильно, то этот прибор будет предотвращать проникновение внутрь комнаты холодного воздуха снаружи, что и объясняет необходимость устройства комнатного радиатора в пространстве под подоконником.

В этом месте потери тепла будут наименьшими, а в районе окна, где утечка тепла является наиболее серьезной, будет образовываться своеобразный защитный экран, препятствующий проникновению холода извне.
Еще до того, как рассматривать то, как лучше подключить батарею отопления, следует определиться с тем, какой будет схема расположения всех нагревательных приборов в комнате (прочитайте: “Какая схема подключения радиаторов отопления оптимальна “). Очень важно разместить все радиаторы так, чтобы они стояли примерно на равном расстоянии друг от друга, в таком случае получится обеспечить максимально эффективную теплоотдачу.

Так, правильное подключение батареи отопления должно выполняться с соблюдением расстояний:

• от низа подоконника – 100 мм;
• от пола – 120 мм;
• от близлежащей стены – 20 мм.

Специалисты по установке такого оборудования крайне не рекомендует нарушать эти параметры, иначе распределение тепла в помещении и производительность прибора могут быть нарушены (прочитайте также: “Какие бывают типы батарей отопления – обзор и сравнение “).

Варианты циркуляции теплоносителя в отопительной системе

Для того чтобы определиться с тем, как правильно подключить батарею отопления, не стоит забывать, что теплоноситель, которым является вода, может циркулировать как автономно, то есть естественным образом, так и принудительно. В первом случае применяется особый насос циркуляции, основная функция которого заключается в продвижении теплоносителя по трубам. Монтаж этого насоса, как правило, выполняется в районе нагревательного котла, но иногда может уже входить в основу его конструкции.

Подключение батарей к системе отопления с естественной циркуляцией воды будет особенно подходящим для тех регионов, где имеют место периодически перерывы в подаче электрической энергии.
Обусловлено это тем, что котел отопления функционирует исключительно от электричества, благодаря которому охлажденный теплоноситель вытесняется из системы.

Способы подключения батарей отопления

Чтобы окончательно разобраться с тем, как подключить батареи отопления, следует рассмотреть следующие способы их подключения:

1. Вариант одностороннего монтажа. Это последовательное подключение батарей отопления подразумевает устройство трубы подвода и трубы отвода одной и той же части батареи:
   
   – подача осуществляется сверху;
   – отвод выполняется снизу.

Подобное подключение батареи к системе отопления позволяет равномерно прогреть каждую из секций радиатора. Этот способ будет особенно актуальным для одноэтажных строений, где не требуется большое давление для подачи теплоносителя на верхние этажи. Но в том случае, если батарея состоит из более чем 15 секций, то потерь тепла избежать не получится, поэтому можно подумать о другом варианте устройстве системы (детальнее: “Как правильно подключить радиатор отопления – выбираем схему подключения батарей “).

Подключение батарей с нижней подводкой, а также седельное подключение. Этот способ прекрасно подойдет для тех систем отопления, где трубы проходят под полом. Присоединение обеих труб (подвода и отвода) осуществляется к нижним патрубкам расположенных противоположным образом секций. Недостаток такого подключения – низкая производительность работы системы, так как объем потерь тепла может достигать 15%. Кроме того, нельзя не отметить и тот факт, что нагрев радиаторов в верхней части выполняется весьма неравномерно.

Подключение диагонального (перекрестного) типа. Такой способ будет наиболее подходящим для устройства радиаторов, имеющих в своей основе много секций. Теплоноситель в такой системе распределяется равномерно, благодаря чему и теплопотери являются минимальными. Читайте также: “Конструкция и устройство радиатора отопления “.

Выполняется такой монтаж следующим образом: подача воды идет сверху, а отвод – снизу, только делается это с разных сторон. Максимальный объем теряемого тепла в таком случае – 2%.

Соблюдение всех вышеописанных рекомендаций по установке позволит оборудовать надежную и эффективную систему отопления, а многочисленные фото и , которые всегда есть в наличии у специалистов по монтажу такого оборудования, помогут провести все работы быстро и без труда.
Варианты подключения батарей отопления показаны на :

http://teplospec.com

Параллельное подключение аккумуляторов – База знаний BatteryGuy.com

Есть два способа подключения батарей: параллельно и серии . На приведенном ниже рисунке показано, как эти варианты подключения могут обеспечивать разное выходное напряжение и ампер-час.

На рисунках мы использовали герметичные свинцово-кислотные батареи, но концепция подключения блоков верна для всех типов батарей.

Различные конфигурации проводки дают нам разные напряжения или емкости в ампер-часах.

В этой статье рассматриваются вопросы, связанные с параллельной проводкой (например, увеличение емкости в ампер-часах). Дополнительные сведения о последовательном подключении см. В разделе «Последовательное подключение аккумуляторов» или в нашей статье о сборке аккумуляторных батарей.

Параллельное подключение увеличивает емкость только в ампер-часах

Основная концепция заключается в том, что при параллельном подключении вы складываете номиналы батарей в ампер-часах, но напряжение остается прежним. Например:

• два 6 В 4.Батареи 5 Ач, подключенные параллельно, способны обеспечить 6 вольт 9 ампер-часов (4,5 Ач + 4,5 Ач).
• , четыре подключенных параллельно 1,2 вольта 2000 мАч, могут обеспечить 1,2 вольт 8000 мАч (2,000 мАч x 4).

Но что произойдет, если вы подключите батареи с разным напряжением и емкостью в ампер-часах параллельно?

Параллельное подключение аккумуляторов разного напряжения

Это большая запретная зона. Батарея с более высоким напряжением будет пытаться зарядить батарею более низким напряжением, чтобы создать баланс в цепи.

• первичные (одноразовые) батареи – они не предназначены для зарядки, поэтому батарея с более низким напряжением может перегреться, протечь или вздуться, а в экстремальных обстоятельствах, когда напряжения сильно различаются, она может взорваться.
• вторичных (аккумуляторных) батарей – эти только честно чуть лучше. Батарея с более низким напряжением не предназначена для зарядки выше определенной точки, но батарея с более высоким напряжением все равно будет пытаться. Результатом может быть перегрев, протечка или вздутие батареи более низкого напряжения и / или перегрев батареи более высокого напряжения, поскольку она быстро разряжается.Опять же, чем больше разница в напряжении, тем больше вероятность возгорания или взрыва.

Стоит отметить, что многие люди каждый день случайно подключают параллельно батареи разного напряжения. Например:

• Если смешать марки даже с одинаковым обозначенным напряжением – могут возникнуть проблемы. Из-за разных производственных процессов точное напряжение аккумуляторов разных производителей может незначительно отличаться. Это означает, что батарея на 1,5 В от марки X на самом деле может быть 1.6 вольт, тогда как батарея на 1,5 вольта марки Y могла быть 1,55 вольт. Если бы они были подключены параллельно, вы вряд ли увидите фейерверк, но возникнут другие проблемы.
  • для первичных (одноразовых) батарей – более сильная батарея все равно будет пытаться зарядить более слабую, сокращая срок службы обеих.
  • для вторичных (перезаряжаемых) батарей – более сильная батарея будет заряжать более слабую, истощая себя и тратя энергию.
• Если вы подключаете аккумуляторные батареи параллельно, и одна из них разряжается, а другие заряжаются – заряженные батареи будут пытаться зарядить разряженную батарею. При отсутствии сопротивления замедлению процесса зарядки заряженные устройства могут перегреться, поскольку они быстро разряжаются, а разряженная батарея может перегреться, поскольку она пытается зарядиться на уровне, намного превышающем его проектные возможности.
• Если вы смешиваете батареи разного возраста – , старые батареи всегда будут иметь более низкое напряжение, так как все батареи со временем саморазряжаются. Даже аккумуляторные батареи не будут заряжаться до того же уровня, что и новые.

Таким образом, важны следующие рекомендации:

• С первичными (одноразовыми) батареями – используйте только батареи той же марки и возраста (в идеале из той же упаковки).Если это невозможно, дважды проверьте напряжение каждого блока с помощью вольтметра.
• С вторичными (аккумуляторными) батареями – используйте только батареи той же марки и возраста и убедитесь, что все блоки полностью заряжены, прежде чем подключать их вместе параллельно. Если вы не уверены в состоянии заряда, либо подключите их по отдельности к зарядному устройству, пока зарядное устройство не подтвердит, что они полностью заряжены, либо проверьте напряжение с помощью вольтметра.

Подключение аккумуляторов разной емкости в ампер-часах параллельно

Это возможно и не вызовет серьезных проблем, но важно отметить некоторые потенциальные проблемы:

• Проверьте химический состав аккумуляторов. Например, герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы имеют точки зарядки, отличные от точек зарядки затопленных свинцово-кислотных аккумуляторов.Это означает, что при одновременной подзарядке двух батарей некоторые батареи никогда не будут заряжены полностью. Результатом этого будет сульфатирование тех, которые никогда не достигнут полного заряда, что сократит их срок службы.
• Дважды проверьте напряжение. – если вы используете батареи с разной емкостью в ампер-часах, весьма вероятно, что напряжения будут другими (даже если напряжение, указанное на этикетках, совпадает). Проверьте это с помощью вольтметра, иначе у вас возникнут проблемы (описанные в , соединяющие батареи разного напряжения параллельно выше).

Именно по этим причинам рекомендуется использовать батареи той же марки, напряжения и емкости. Невыполнение этого требования (если у вас нет знаний и инструментов для проверки того, что вы делаете) может создать потенциально опасную цепь.

Как: параллельное, последовательное или оба соединения батарей

Подключение кабелей батареи

Кабели, соединяющие ваши батареи вместе, играют важную роль в работе вашего батарейного блока. Выбор правильного размера (диаметра) и длины кабеля важен для общей эффективности.Слишком маленькие или излишне длинные кабели приведут к потере мощности и увеличению сопротивления.

При последовательном или параллельном или последовательном / параллельном подключении батарей кабели между каждой батареей должны быть одинаковой длины. Как вы можете видеть на схемах выше, все короткие кабели, соединяющие батареи, имеют одинаковую длину, а все длинные кабели – одинаковой длины. Это связывает батареи вместе с одинаковым сопротивлением кабеля, гарантируя, что все батареи в системе работают одинаково вместе.

Особое внимание следует также обратить на то, где основные системные кабели подключаются к батарейному блоку. Чаще всего системные кабели, питающие нагрузки, подключаются к первой или «самой простой» аккумуляторной батарее в банке, что приводит к снижению производительности и снижению срока службы. Эти основные системные кабели, которые проходят к вашему распределению постоянного тока (нагрузки), должны быть подключены через всю батарею, как показано на схемах выше. Это гарантирует, что весь аккумуляторный блок будет заряжаться и разряжаться одинаково, обеспечивая оптимальную производительность.

Основные системные кабели и кабели, соединяющие батареи, должны быть достаточного размера (диаметра), чтобы выдерживать общий ток системы. Если у вас есть большое зарядное устройство или инвертор, вы хотите убедиться, что кабели способны выдерживать потенциально большие токи, которые генерируются или потребляются этим оборудованием, а также всеми другими вашими нагрузками.

Соединение серии

Батареи соединены последовательно для получения более высокого напряжения, например 24 или даже 48 вольт.Положительный полюс каждой батареи соединяется с отрицательным полюсом следующей, с отрицательным полюсом первой батареи и положительным полюсом последней батареи, подключенной к системе. Показанный тип схемы представляет собой банк на 24 В, 120 Ач.

Параллельное соединение

Параллельное соединение включает соединение плюсовых полюсов нескольких батарей друг с другом и то же самое с минусовыми полюсами. Затем к системе подключаются плюс первой батареи и минус последней батареи.Этот тип устройства используется для увеличения емкости (в данном случае 12 В 240 Ач).

Серия

/ Параллельное соединение

Комбинация последовательного и параллельного подключения требуется, если вам, например, требуется набор батарей на 24 В с большей емкостью. Затем аккумулятор необходимо подключить к системе с помощью плюсового полюса первого и минусового полюса последнего аккумулятора. Показанный тип схемы представляет собой банк на 24 В, 240 Ач.

Размер кабеля

В независимой энергосистеме вы обычно найдете систему инвертора и зарядного устройства, работающую на общую цель – обеспечение энергией.То, что связывает каждый из них вместе, – это кабели для подачи питания к батареям или от них или к распределению постоянного тока. К сожалению, наиболее распространенной ошибкой при установке является недостаточный размер кабелей, идущих к нагрузке / с или от источников подзарядки.

Правильная установка – это прежде всего вопрос выбора кабеля, соответствующего его задаче, использования правильных инструментов для крепления клемм и обеспечения адекватной защиты от сверхтоков с помощью предохранителей и автоматических выключателей.

Подобрать размер кабеля достаточно просто.Это функция длины кабеля (измерение от источника питания до прибора и обратно) и тока (силы тока), который будет проходить по нему. Это можно найти, проверив этикетку на приборе в цепи или в листе технических характеристик прибора. Чем длиннее кабель или чем выше сила тока, тем больше должен быть кабель, чтобы избежать недопустимых потерь напряжения. И всегда должен быть достаточный запас прочности, потому что прибор может фактически потреблять больший ток, чем тот, на который он рассчитан, из-за нагрева, низкого напряжения, дополнительной нагрузки и других факторов.

Для цепей 12 В соотношение между длиной кабеля, током и сечением кабеля приведено в таблице ниже. Обратите внимание, что у вас есть два типа схем: критическая и некритическая. «Критическая» схема основана на потере напряжения в кабеле 3%, а «некритическая» схема основана на потере напряжения 10%. Это означает, что когда цепь полностью загружена (т.е. работает с номинальной силой тока), напряжение на приборе будет на 3% или 10% ниже, чем на батарее. Например, если батарея на 12.6 вольт, прибор будет видеть 12,2 вольт (потеря 3%) или 11,34 вольт (потеря 10%).

Многие приборы (особенно лампы) будут нормально работать с потерей напряжения 10%, но другие особенно чувствительны к таким потерям (особенно схемы зарядки и инвертора, а также некоторые электродвигатели). В целом, учитывая суровые реалии жилых автофургонов и морской среды, при выборе кабелей лучше использовать таблицу падения напряжения 3%, а не таблицу 10%. Если размер кабеля незначительно превышает размер кабеля, потери в производительности никогда не будет; всегда есть ухудшение производительности (и, возможно, угроза безопасности), если он слишком мал.

Заземляющий (отрицательный) кабель является такой же частью цепи, как и положительный кабель; он должен быть такого же размера. В общем, каждый прибор должен питаться от распределительной панели своими собственными положительным и отрицательным кабелями, хотя в цепях освещения иногда используются общие кабели питания и заземления для питания нескольких источников света (в этом случае кабели питания должны быть рассчитаны на общую нагрузку. всех огней).

Для систем на 24 В размер кабеля вдвое меньше, чем у системы на 12 В.

Всегда читайте рекомендации по продуктам или уточняйте у своего поставщика, чтобы точно знать, какой размер кабеля требуется для ваших продуктов.

Таблица кабелей Enerdrive. Таблица размеров кабелей используется путем перемещения по верхнему ряду до тех пор, пока не будет найден столбец с соответствующей силой тока, а затем перемещения вниз по левому столбцу до тех пор, пока не будет достигнута строка с соответствующим расстоянием. Цветовая кодировка в основной части таблицы на пересечении этой строки и столбца – это размер провода.Сравните это с таблицей преобразования кабелей, чтобы узнать, какой размер кабеля использовать.

AWG (American Wire Gauge) используется в качестве стандартного метода обозначения диаметра провода, измерения диаметра проводника (неизолированного провода) с удаленной изоляцией. AWG иногда также называют калибром проводов Брауна и Шарпа (B&S). Большинство австралийских автоэлектриков используют шкалу B&S.

Также представлена ​​таблица преобразования из AWG / B & S в мм². В этой таблице приведены перекрестные ссылки ближайших эквивалентных размеров между метрическими и американскими размерами проводов.В Европе и Австралии сечения проводов выражаются в площади поперечного сечения в мм².

Другие важные моменты, которые следует учитывать при электромонтаже лодок или жилых автофургонов:

• Все контуры должны располагаться как можно выше без соединений в трюмной воде или в сырых местах или рядом с ними.
• Все соединения кабельных наконечников должны быть хорошо обжаты и НЕ припаяны
• По возможности в морской среде предпочтительно использовать луженый кабель.
• Используйте витую пару для любой проводки в пределах 1 м от компаса.
• Никогда не подключайтесь к существующим цепям при установке нового оборудования; проложите новый дуплексный кабель подходящего размера (положительный и отрицательный кабель в общей оболочке) от распределительной панели (или источника питания) к устройству.
• Рекомендуется промаркировать все кабели на обоих концах, и вы должны держать на борту обновленный план электромонтажа, чтобы облегчить поиск и устранение неисправностей в будущем.
• Каждая цепь должна иметь независимый заземляющий кабель, и все заземляющие кабели в конечном итоге должны быть привязаны к общей точке заземления / шине, которая заземлена на минус батареи; если необходимо избежать разрушительного блуждающего тока, это единственная точка, в которой заземления должны быть соединены между собой.
• Кабели должны поддерживаться не менее чем через каждые 450 мм, кроме кабелепровода.
• Хотя черный цвет часто используется для отрицательного напряжения постоянного тока, он также используется для токоведущего провода в цепях переменного тока в США. Это означает, что существует вероятность опасной путаницы. Проводка постоянного и переменного тока должна быть разделена; если они должны работать в одной связке, один или другой должны быть в оболочке, чтобы поддерживать разделение и обеспечивать безопасность.
• Обязательно изолируйте батареи перед работой с системой постоянного тока и, в целях безопасности, отключите все потенциальные источники питания переменного тока (береговое питание и встроенный генератор переменного тока или инвертор).

Батареи последовательно и параллельно

Правильная разводка батарейного блока так же важна, как и определение размера батареи, которая вам нужна. Однако этот процесс подключения не всегда так понятен, как хотелось бы, поэтому в этой статье мы рассмотрим все, что вам нужно, чтобы подключить аккумуляторную батарею дома.

В основном аккумуляторы можно подключать двумя способами: последовательно или параллельно. Давайте посмотрим, что означает каждая из этих связей.

Батареи серии

Что происходит при последовательном подключении батарей?

Каждая батарея имеет определенные параметры, такие как номинальная емкость, максимальная глубина разряда, эффективность, срок службы и номинальное напряжение.Этот последний параметр очень важен, поскольку он определяет напряжение зарядки, необходимое для зарядки аккумуляторов.

Базовая конструкция батареи состоит из элемента батареи, который представляет собой пластину с выходным напряжением приблизительно 2 В. Последовательное соединение нескольких аккумуляторных элементов позволяет получить аккумуляторные блоки на 4 В, 6 В, 8 В, 10 В и 12 В.

Теперь этот принцип внутри блока батарей также применяется, когда вы подключаете блок батарей, другими словами, при последовательном соединении батарей вы увеличиваете номинальное выходное напряжение получаемого блока батарей.Однако электрический ток, протекающий через них, останется прежним.

две батареи последовательно

Таким образом, если аккумуляторная батарея имеет 12 В и выходную мощность 5 Ач, то последовательное подключение одной и той же батареи увеличит результирующее номинальное напряжение до 24 В и сохранит те же 5 Ач.

Преимущества и недостатки последовательного подключения

Первое и, возможно, самое важное преимущество состоит в том, что электрический ток зарядки и разрядки аккумуляторной батареи ниже.Это положительно, поскольку снижает омические потери в виде тепла и снижает затраты, поскольку для кабеля, соединяющего батареи и контроллер заряда, требуются меньшие размеры. Кроме того, этот более низкий электрический ток означает, что на клеммах соединений будет меньше горячих точек, что резко снижает вероятность возгорания или возгорания. Еще одна хорошая вещь в последовательном соединении – это то, что одинаковый зарядный ток будет проходить через все батареи, а это означает, что все они будут заряжаться / разряжаться с одинаковой скоростью.

С другой стороны, основным недостатком последовательного соединения является то, что оно имеет очень низкую надежность, потому что, если одно из соединений выходит из строя или обрывается, вся мощность теряется.

Аккумуляторы параллельно

Что происходит при параллельном подключении батарей?

Между тем, при параллельном подключении батарей напряжение останется прежним, а электрический ток увеличится.

две батареи параллельно

Таким образом, если блок батарей имеет 12 В и выходную мощность 5 Ач, то параллельное подключение той же батареи увеличит выходную мощность до 12 В и 10 Ач.

Преимущества и недостатки параллельного подключения

В качестве альтернативы, параллельное соединение обеспечивает лучшую надежность, поскольку даже когда одна из цепочек батарей выходит из строя, остальные батареи продолжают работать и не прерывают подачу питания. Конечно, выходная мощность батарейного блока будет ниже, но это не выведет нагрузку из строя полностью. Более того, выполняя параллельное соединение, вы увеличиваете пропускную способность вашей системы.

Однако параллельное соединение также означает, что зарядный ток, который используется для зарядки всего банка, будет разделен между каждой цепочкой батарей. Хотя теоретически они должны быть «равными», правда в том, что из-за производственных различий или некачественных соединений ток заряда и разряда, протекающий по цепочкам, может быть разным. Это создает дисбаланс, который нежелателен для долговременной работы аккумуляторной батареи.

Часто задаваемые вопросы о батареях

Могу ли я установить батареи разного напряжения параллельно или последовательно?

Вы можете оказаться в ситуации, когда вам может потребоваться заменить батарею в батарейном блоке, и вы не найдете ту, которую приобрели ранее.Таким образом, вы можете спросить себя, можно ли подключить две батареи напряжения последовательно или параллельно. Короткий ответ – нет, но давайте посмотрим, почему это так.

Предположим, что у нас есть две батареи, у которых напряжение B1 выше, чем напряжение B2, и вы хотите соединить их последовательно. Теперь первая проблема, с которой вы столкнетесь, – это найти две батареи с разным напряжением и одинаковой емкостью (Ач), что невозможно. Даже если вы найдете модели с аналогичной емкостью (Ач), проблема будет в том, что результирующая емкость банка будет самой низкой среди двух из них.

Емкость выражается как емкость в ампер-часах, что означает, что она сильно зависит от электрического тока, протекающего в батарее или из нее. Поскольку в последовательном соединении электрический ток должен быть одинаковым (в соответствии с законами физики), то наибольший ток, который может существовать в цепи с двумя разными номинальными токами, является наименьшим между ними.

Однако эта проблема должна означать только то, что вы будете недостаточно использовать самую высокую емкость. Это не убьет вас, но это еще не все.

Как мы обсуждали ранее, если вы решите соединить их последовательно, результирующее напряжение батареи будет суммой двух напряжений батареи. Таким образом, если B1 составляет 12 В, а B2 – 6 В, тогда у вас должно быть около 18 В, так в чем проблема?

Проблема в том, что контроллеры заряда или инверторы на базе аккумуляторов используют напряжение аккумуляторов в качестве эталона состояния заряда каждой аккумуляторной батареи. Следовательно, если вы используете две батареи с разным напряжением, источник зарядки не сможет точно предсказать состояние заряда каждой батареи.Затем он установит зарядный ток, который не будет требуемым ни для более низкого напряжения, ни для более высокого напряжения.

различное напряжение батареи последовательно или параллельно

Независимо от того, какой зарядный электрический ток выбран источником заряда, он, вероятно, будет выше, чем указанный для более низкого напряжения и ниже для более высокого напряжения. Таким образом, батарея с более низким напряжением будет заряжаться быстрее до точки перезарядки, а батарея с более высоким напряжением никогда не будет заряжена полностью.

С другой стороны, в процессе разрядки самая слабая батарея (меньшая емкость) разряжается первой. Даже после достижения точки, в которой самая слабая батарея должна начать перезарядку, схема по-прежнему будет подавать электрический ток на нагрузку, поскольку самая сильная батарея по-прежнему будет иметь доступную емкость и не достигнет точки перезарядки с точки зрения контроллера заряда. К тому времени, когда самая сильная батарея полностью разрядится, самая слабая батарея будет сильно разряжена.

Многократное повторение этого цикла в лучшем случае приводит к двум основным проблемам. Во-первых, это сильно повлияет на срок службы обеих батарей, который сократится, возможно, вдвое или даже больше, чем должен быть. Второй – сульфатирование, явление, которое происходит, когда батареи чрезмерно заряжены или когда батареи никогда не заряжаются полностью. Сульфатирование приводит к образованию кристаллов сульфата свинца, которые резко снижают эффективность аккумуляторной системы. В худшем случае результатом может быть утечка или возгорание.

Теперь, если вы думаете, что проблема заключается в последовательном соединении, правда в том, что параллельное соединение с батареями с другим напряжением было бы не только худшим, но и катастрофой. Помимо всех проблем, о которых говорилось ранее, возникает еще одна.

Поскольку параллельно обе батареи должны иметь одинаковое напряжение, батарея с более высоким напряжением всегда будет пытаться зарядить батарею с более низким напряжением, проблема в том, что, в отличие от управляемого источника заряда, батарея с более высоким напряжением просто будет обеспечивать весь ток, возможный для зарядки нижний.Это приведет к перезарядке и, вероятно, к быстрому нагреву более низкого напряжения. Если существует большая разница между напряжениями, то вероятность возгорания или выброса газа очень высока.

Могу ли я установить разные батареи в ампер-часах параллельно или последовательно?

Проблема, которую мы выявили при последовательном подключении в предыдущем разделе, будет той же проблемой, что и у вас в этом случае, даже если они оба имеют напряжение 6 В. Устройство с меньшей емкостью будет перезаряжаться во время периодов зарядки и будет сильно недозаряжено во время периодов разрядки, в то время как устройство с большей емкостью никогда не достигнет полной зарядки.Это приведет к сульфатации, сокращению срока службы и, в худшем случае, утечке или возгоранию.

Между тем, параллельная установка батарей с разной Ач, но схожим напряжением (при условии, что обе имеют около 12 В), может быть, меньшее зло из всех. Однако вы должны знать, что даже при подключении аккумуляторов одной технологии, марки и модели могут быть различия в напряжениях. Шансы увеличиваются, если вы выбираете две батареи от разных производителей или моделей, даже если они обе говорят на 6 В.Несмотря на то, что различия должны быть незначительными, они все равно будут влиять на производительность системы, что может привести к сульфатированию и снижению эффективности.

Можно ли одновременно подключать батареи последовательно и параллельно?

Да, это возможно.

Фактически, батареи конструируются путем последовательного / параллельного подключения одной и той же батареи. Причина, по которой вы хотите использовать комбинации, заключается в том, что вы повысите надежность своей системы, а также получите более высокую пропускную способность.Более того, добавляя батареи последовательно, вы увеличиваете напряжение батарейного блока, что в то же время снижает количество тока, необходимого для обеспечения определенной мощности или потребности в энергии. Это становится очень важным для приложений с повышенным энергопотреблением.

батареи в последовательной и параллельной конфигурации одновременно

Проблемы с батареями, подключенными параллельно

Как мы уже упоминали в разделе о преимуществах / недостатках, при параллельном подключении аккумуляторов возникают некоторые проблемы.Основная проблема возникает, когда несколько цепочек подключены параллельно, банки с более чем 4 цепочками батарей обычно будут иметь дисбаланс во время процесса разряда и зарядки. Это связано с тем, что независимо от того, являются ли батареи одной и той же модели, между одной батареей и другой будут существенные различия, поэтому напряжения никогда не будут одинаковыми, особенно с течением времени.

Еще одно последствие этого явления состоит в том, что батареи с более высоким напряжением будут пытаться заряжать батареи более низким напряжением для выравнивания системы, это известно как циркулирующие токи, и они нежелательны.Вот почему важно размещать предохранители в каждой цепочке, чтобы защитить их от циркулирующих токов, а также иногда рекомендуется использование диодов, поскольку эти электронные устройства допускают протекание тока только в одном направлении.

Этот эффект становится вредным, если количество струн превышает 4, но пока вы задаете размер системы с 2–4 струнами, проблем быть не должно.

Также имейте в виду, что при увеличении количества цепочек ток короткого замыкания также увеличивается, поэтому по мере увеличения количества параллельных подключений устройства защиты для каждой цепочки становятся более важными.

Литиевые батареи параллельно

Если вам интересно, можно ли применить все эти знания не только к свинцово-кислотным, но и к литиевым батареям, ответ – да. Независимо от того, какую аккумуляторную технологию вы используете, описанные здесь концепции также применимы.

Что лучше? Последовательный или параллельный?

Нет лучшего или худшего выбора между последовательным и параллельным подключением. Оба они необходимы при проектировании аккумуляторных батарей.Хотя параллельные соединения обычно имеют больше проблем, связанных с процессами зарядки / разрядки, необходимо научиться использовать свойства каждого из них, чтобы обеспечить хороший дизайн.

Список литературы

1. Параллельное подключение аккумуляторов. Батарейщик.
2. Последовательное подключение аккумуляторов. Батарейщик.
3. Батареи последовательно-параллельно и последовательно для увеличения срока службы. Солнечно-электрический Forum

Серия

и параллельные схемы в источниках питания

Фотоэлектрические модули и батареи являются строительными блоками системы.Хотя каждый модуль или батарея имеют номинальное напряжение или силу тока, их также можно соединить вместе, чтобы получить желаемое напряжение в системе.

1. Последовательные схемы

Последовательные подключения проводов выполняются между положительным (+) концом одного модуля и отрицательным (-) концом другого модуля. Когда нагрузки или источники питания подключаются последовательно, напряжение увеличивается. Последовательная проводка не увеличивает производимую силу тока. На изображении справа показаны два модуля, подключенных последовательно, что дает 24 В и 3 А.Цепи серии

можно также проиллюстрировать с помощью батареек для фонарей. Батареи фонарей часто подключаются последовательно для увеличения напряжения и питания лампы с более высоким напряжением, чем одна батарея могла бы питать в одиночку.

Вопрос: Каково результирующее напряжение при последовательном подключении четырех батарей 1,5 В постоянного тока?

Ответ: 6 вольт

2. Параллельные цепи

Параллельные подключения проводов выполняются от положительных (+) к положительным (+) клеммам и от отрицательных (-) к отрицательным (-) клеммам между модулями.Когда нагрузки или источники подключаются параллельно, токи складываются, а напряжение одинаково во всех частях цепи. Чтобы увеличить силу тока в системе, источники напряжения должны быть подключены параллельно. На изображении справа показаны фотоэлектрические модули, подключенные параллельно, чтобы получить систему на 12 В, 6 А. Обратите внимание, что параллельная проводка увеличивает производимый ток и не увеличивает напряжение.

Батареи также часто подключаются параллельно для увеличения общего количества ампер-часов, что увеличивает емкость накопителя и продлевает время работы.s

3. Последовательные и параллельные схемы

Системы могут использовать сочетание последовательной и параллельной проводки для получения требуемых значений напряжения и силы тока. На изображении справа показаны четыре модуля на 3 А, 12 В постоянного тока, подключенных последовательно и параллельно. Гирлянды из двух модулей соединены последовательно, увеличивая напряжение до 24 В. Каждая из этих струн подключается параллельно цепи, увеличивая силу тока до 6 ампер. В результате получилась система на 6 ампер и 24 В постоянного тока.

4. Последовательные и параллельные батареи

Преимущества параллельной схемы можно проиллюстрировать, наблюдая, как долго проработает фонарик, прежде чем батареи полностью разрядятся.Чтобы фонарик прослужил вдвое дольше, необходимо вдвое увеличить емкость аккумулятора.

На картинке слева последовательно добавлена ​​цепочка из четырех батарей параллельно другой цепочке из четырех батарей для увеличения емкости (ампер-часов). Новая цепочка батарей подключается параллельно, что увеличивает доступные ампер-часы, тем самым добавляя дополнительную емкость и увеличивая время использования. Вторую цепочку нельзя было добавить последовательно, потому что общее напряжение будет 12 вольт, что несовместимо с 6-вольтовой лампой.

5. Высоковольтные фотоэлектрические массивы

До сих пор в этой главе мы обсуждали только входное напряжение до номинального 24 В. Сегодня для большинства инверторов с подключением к сети без батарей требуется вход постоянного тока высокого напряжения. Это входное окно обычно находится в диапазоне от 350 до 550 В постоянного тока. Из-за требований инвертора к входу высокого напряжения фотоэлектрические модули должны быть подключены последовательно, чтобы в достаточной степени увеличить напряжение.

6. Примеры и инструкции последовательного и параллельного подключения

1. Подключите фотоэлектрические модули (массив) последовательно или параллельно, чтобы получить желаемое напряжение в системе.

2. Рассчитайте общую мощность модуля для вольт и ампер.

3. Подключите массив к контроллеру заряда.

4. Подключите батареи последовательно или параллельно, чтобы получить желаемое напряжение в системе.

5. Рассчитайте общее напряжение аккумуляторной батареи и емкость ампер-часов.

6. Подключите аккумуляторную батарею к контроллеру заряда.

Источник : «ФОТОЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ – Руководство по проектированию и установке» компании Solar Energy International.

Тренинг по сертификации солнечной энергии от профессиональных установщиков солнечной энергии

С 18 сертифицированными IREC-ISPQ инструкторами по солнечной фотогальванике и 24 сертифицированными специалистами по установке солнечных панелей, сертифицированными NABCEP – больше, чем в любой другой учебной организации по солнечной энергии, – опытная команда Solar Energy International находится в авангарде образования в области возобновляемых источников энергии. Если вы ищете онлайн-обучение по солнечной энергии или личное лабораторное обучение для сдачи экзамена начального уровня NABCEP или сертификации установщика NABCEP, почему бы не получить свое образование от команды самых опытных специалистов по установке солнечных батарей в отрасли? Многие инструкторы SEI участвовали в самых известных солнечных установках в своих общинах в США и в развивающихся странах.

Чтобы начать свой путь солнечного обучения сегодня с Solar Energy International, щелкните здесь.

Как подключить две литий-ионные батареи – соединить параллельно_Батарея Greenway

Можно ли параллельно подключать литий-ионные аккумуляторы?

Литий-ионные аккумуляторы можно подключать параллельно. Если в цепи могут потребоваться более высокие токи, а элементы большего размера недоступны или несовместимы с конструкцией, то можно подключить параллельно один или несколько литий-ионных элементов.Большинство химикатов батарей, включая литий-ионные элементы, допускают параллельные конфигурации, которые имеют несколько побочных эффектов. Однако емкость параллельных ячеек, а также время работы имеют тенденцию к увеличению, в то время как, с другой стороны, напряжение остается постоянным.

Ячейка с высоким сопротивлением менее критична при параллельном подключении, чем при последовательном. Однако отказавший элемент снизит общую нагрузочную способность. С другой стороны, короткое замыкание более опасно, поскольку неисправный аккумулятор истощает энергию других элементов в цепи, и это может вызвать опасность пожара.Многие из этих коротких замыканий имеют тенденцию быть умеренными и возникают как повышенный саморазряд.

Короткое замыкание может иногда происходить из-за обратной поляризации или даже роста дендритов в клетках. Большие аккумуляторные блоки обычно имеют предохранитель, который отключает вышедшие из строя элементы от параллельной цепи в случае короткого замыкания. При параллельном подключении слабая ячейка не влияет на напряжение, поскольку оно остается постоянным по всей цепи. Однако из-за пониженной емкости он обеспечит низкое время работы. Кроме того, закороченный элемент в цепи может вызвать чрезмерный нагрев и, следовательно, опасность пожара.

Как подключить литий-ионные батареи параллельно?

Перед тем, как подключить литий-ионные батареи к параллельному соединению, есть несколько рекомендаций или рекомендаций, которых вам, возможно, придется придерживаться в качестве меры предосторожности для вас и батареи.

1. Избегайте подключения батарей с совершенно другим химическим составом

Существует много типов версий или технологий литий-ионных аккумуляторов. Поскольку все они подпадают под категорию литий-ионных и работают по одним и тем же принципам функционирования, эти батареи были изготовлены с использованием разного химического состава.Поэтому они, как правило, производят разные уровни плотности энергии, а также по-разному реагируют в одних и тех же условиях окружающей среды.

Например, вам не следует пытаться подключать литий-фосфатные батареи (LiFePO4) к обычным литий-ионным элементам. Из-за разницы в химическом составе между ними будет одна батарея, которая будет производить больше энергии, чем другая, что создает большую нагрузку на последнюю. Если, например, обычная литий-ионная батарея разрядится или сначала разрядится, это снизит производительность другой батареи LiFePO4, и это сократит время использования.

Если в соединении будут использоваться обе батареи, установка станет очень несбалансированной и в конечном итоге станет бесполезной.

2. Всегда рекомендуется использовать батареи того же напряжения, а также со спецификациями ампер-часов

Если вы планируете использовать для этого соединения, например, литий-полимерные элементы, было бы разумно просто подключить две или более моделей одних и тех же литий-полимерных элементов. Если вам случится подключить элементы, которые имеют различную электронику в их системах управления батареями, все может выйти из-под контроля или усложниться.Вариации возможностей или результатов также достаточно широки. Даже если результаты кажутся разными, вы все равно получите сильно разбалансированные клетки.

Поэтому рекомендуется использовать батареи аналогичного типа с одинаковыми характеристиками и напряжением. Если это литий-ионный аккумулятор 3 В, обязательно подключите его к тому же самому литиево-ионному элементу, который выдает 3 В. Это улучшает балансировку ячеек и дает вам точные результаты, снижая при этом вероятность любых нарушений, которые могут возникнуть в результате эксперимента или подключения.На всякий случай попробуйте получить элементы из одних и тех же аккумуляторных блоков.

3. Попробуйте использовать изолирующий предохранитель

Возможно, не было сообщений о каких-либо проблемах, возникающих при параллельном подключении батарей, но когда вам приходится работать с крупными элементами, рекомендуется использовать изолирующие плавкие предохранители. Это мера предосторожности, которую следует принять на всякий случай.

Что вам понадобится

При параллельном подключении батарей вам может понадобиться несколько вещей.Эти предметы включают следующее:

· Две или более полностью заряженных батареи с одинаковым напряжением и характеристиками для обеспечения сбалансированности элементов; таким образом, увеличивая общее время использования.

· Провода, подходящие для конкретных требований ячеек к силе тока,

· Коннекторы или зажимы типа «крокодил».

Подсоедините зажимы или разъемы к проводам, чтобы получился соединительный кабель, или вы можете использовать уже сделанный соединительный кабель. Подключите положительные клеммы одним кабелем, а отрицательные клеммы – другим.Убедитесь, что подключение к клеммам выполнено правильно, так как оно должно быть отрицательным к отрицательному, а положительным – к положительному.

В качестве альтернативы вы можете подключить нагрузку к одной из ячеек, и она будет истощать их одинаково. Однако наиболее подходящий метод, который обеспечит выравнивание ячеек, – это соединение положительного полюса на одном конце батареи и отрицательного – на другом.

Как совместить два аккумуляторных блока?

Возможно объединение двух аккумуляторных блоков.В большинстве этих блоков уже есть встроенные схемы для параллельного или последовательного подключения. Например, автомобильный аккумулятор может состоять из 6 ячеек, каждая с напряжением 2 В, что в сумме составляет 12 В. Вы можете соединить аккумуляторные блоки параллельно, чтобы получить более высокий ток, но напряжение останется 12 В. Однако, когда вы решите соединить батареи последовательно, вы получите более высокое напряжение 24 В, в то время как ток останется неизменным во всей цепи.

Чтобы соединить эти блоки параллельно, используйте соединительный кабель для подключения положительных клемм и другой кабель для подключения отрицательных клемм.

Заключение

Если вы понятия не имеете, что делаете при обращении с литий-ионными батареями, не делайте этого без помощи специалиста. Батареи содержат легковоспламеняющийся электролит, и они могут легко воспламениться. Поэтому важно понимать все инструкции и процедуры, прежде чем проводить эксперименты самостоятельно.

литий-ионный аккумулятор для электровелосипеда литиевая батарея

Обеспечьте свои устройства солнечной энергией: параллельный и серия

Обзор питания ваших устройств от солнечной энергии

Мы можем разделить нашу солнечную электростанцию ​​на три основных части.Это (1) аккумулятор / источник питания , (2) устройства, которые мы хотим питать, , разряжающие наши батареи, и (3) солнечные панели , которые заряжают наши батареи. И наши батареи, и наши панели могут быть подключены последовательно или параллельно в зависимости от наших потребностей. Давайте разберем каждую из них, начнем с наших батарей:

Часть первая, Блок питания

Ампер / час, энергия в вашей системе

Количество энергии, содержащейся в данной батарее, измеряется в ампер / часах.Точно так же, как мы можем сказать, что в яблоке 95 калорий, мы можем сказать, что стандартная свинцовая батарея содержит 100 ампер / час. Это означает, что теоретически мы могли бы потреблять 1 ампер за 100 часов или 100 ампер за один час. В реальных приложениях дело обстоит иначе. На стандартной батарее может быть этикетка с надписью 100 AH (ампер / час) при 20 HR (часах). Это означает, что батарея рассчитана на питание 5 ампер в течение 20 часов при полезном напряжении.

Важно понимать, что ампер / час – это всего лишь мера общей энергии в аккумуляторе, поэтому вот еще один пример: автомобильные аккумуляторы обычно содержат около 45 ампер / час энергии.Когда мы проворачиваем стартеры, чтобы включить двигатели, аккумулятор может потреблять более 100 ампер. Тем не менее, такой большой сток длится ровно столько, сколько нужно, чтобы перевернуть двигатель. Как только ваш двигатель заводится, автомобильный аккумулятор быстро заряжается от автомобильного генератора.

Тогда вы можете спросить себя, какую батарею мне покупать? Сколько ампер / часов мне понадобится? Что, если мой ежедневный расход больше, чем может обеспечить любой аккумулятор?

Параллельная установка нескольких батарей Серия VS

Для большинства приложений одна батарея емкостью 100 Ач не будет обеспечивать достаточно энергии.Чтобы получить больше энергии, мы могли бы купить несколько батарей. Это приводит к вопросу: «Как мне установить несколько батарей? Есть два способа: Series или Parallel. Когда батареи подключены к серии , к добавляется напряжение. Когда батареи подключены в параллельном, добавляются ампер / часы. Если мы соединим четыре батареи на 100 А / час вместе в параллельном соединении , наша система будет иметь общую энергию 400 А / час при напряжении 12 вольт. Наиболее распространенная установка батарей требует подключения батарей параллельно, но можно подключать параллельно и последовательно для достижения 24/48 вольт.Однако для большинства приложений 12 вольт уже является полезным напряжением.

Чтобы подключить аккумулятор параллельно, мы используем провода для соединения каждой из положительных клемм наших аккумуляторов, а затем, используя другой провод, соединяем все отрицательные клеммы наших аккумуляторов. Это увеличит нашу память в ампер / час при сохранении того же напряжения.

Чтобы подключить батарею последовательно, мы подключаем положительный полюс одной батареи к отрицательной клемме следующей, повторяя этот процесс для каждой батареи в нашей установке.Это складывает напряжение нашей установки, в то время как память ампер / час остается прежней.

Часть вторая, слив из вашей бытовой техники

Питание ваших устройств с помощью инвертора

Большинство солнечных установок включает инверторов . Инверторы преобразуют постоянный ток наших аккумуляторов в переменный ток, который может использоваться большинством бытовых приборов, таких как телевизоры или холодильники.

Не все инверторы созданы равными, и вам нужно убедиться, что инвертор, который вы покупаете для вашей системы, может выдавать достаточно ватт для вашей установки.В этой статье речь пойдет только о блоке питания, необходимом для питания ваших приборов.

Как долго мои батареи будут в состоянии питать мою установку?

Мы описываем энергопотребление, которое бытовые приборы потребляют от ваших батарей, потребляя Вт . Для упрощения, Вт. – это описание расхода ампер / часов, потребляемого данным устройством. Количество слива различается для каждого приложения и зависит от того, использует ли прибор постоянный или переменный ток.

Итак, если количество Вт , которое требуется устройству, описывает, сколько ампер / часов оно потребляет от наших батарей во время использования, как мы можем узнать, как долго наше устройство будет работать с данной настройкой батареи в ампер / час?

Вот формула с сайта DonRowe.com, которая скажет нам, сколько часов данная батарея сможет проработать инвертор, содержащий наши приборы.

https://www.donrowe.com/power-inverter-faq-a/258.htm#how_long

Сначала мы складываем общее количество ампер / часов наших батарей.(Помните, что это информация, которую вы можете найти на этикетке каждой батареи.) В нашем примере настройки у нас есть четыре батареи, подключенные параллельно, что дает нам общее количество ампер / часов 400.

Теперь нам нужно решить, какие устройства мы хотим запитать с этой установкой. Допустим, мы хотим включить телевизор, который потребляет 60 ватт от наших ампер / часов.

Вот формула:

(( 10 X 400 ампер / час) / (60)) / 2 ) = около 33 часов непрерывного использования телевизора, если мы начнем с полной зарядки.

Другой пример:

Допустим, у нас есть те же четыре батареи на 100 ампер / час, подключенные параллельно, что дает нам 400 ампер / часов при напряжении 12 вольт. Что, если бы мы хотели запитать наш 60-ваттный телевизор и 80-ваттный холодильник?

Пример:

(10 X 400 ампер / час) / (60 Вт от телевизора + 80 Вт от холодильника) = (28/2) = около 14 часов непрерывного использования.

Конечно, цель нашей солнечной установки – заряжать наши батареи в течение дня, пока солнечно, поэтому наши ампер-часы будут расти в течение дня, а не просто истощаться нашими приборами.

Часть третья, Зарядка батарей с помощью солнечных батарей

Основы солнечных панелей

Наш комплект для подзарядки от солнечных батарей будет состоять из двух основных элементов. ПАНЕЛИ , которые вырабатывают энергию от солнца, и КОНТРОЛЛЕР СОЛНЕЧНОГО ЗАРЯДА , который преобразует этот ток в напряжение и силу тока, которые могут заряжать аккумулятор, не повреждая его.

Контроллер заряда от солнечных батарей

Большинство солнечных панелей выдают напряжение, которое при прямом подключении может повредить аккумулятор.Вот почему солнечные установки включают контроллеры заряда от солнечных батарей. Эти устройства ограничивают количество напряжения, поступающего от ваших панелей к вашим батареям, чтобы предотвратить повреждение, уменьшить утечку в ночное время и предотвратить чрезмерную разрядку ваших приборов.

Например, данная солнечная панель может выдавать 24 вольта на вашу батарею. При стандартной настройке на 12 В для полной зарядки аккумулятора потребуется не более 14–14,5 В. Наши контроллеры солнечного заряда ограничивают поток электричества, чтобы уменьшить этот ущерб.

Существует два основных типа контроллеров заряда: MPPT и PWM.

MPPT против ШИМ

И MPPT, и PWM ограничивают напряжение аккумулятора, но делают это по-разному.

Контроллеры заряда

с отслеживанием точки максимальной мощности (MPPT) являются более дорогим вариантом. Они преобразуют избыточное напряжение в силу тока, эффективно увеличивая скорость зарядки аккумулятора. В приведенном выше примере контроллер заряда MPPT ограничит наши 24 вольта, поступающие от наших солнечных панелей, но увеличит ток, поэтому общий поток энергии останется примерно таким же.Использование контроллера заряда MPPT означает, что вы можете эффективно справляться с более высоким общим напряжением, что имеет преимущества, которые мы обсудим в разделе «Солнечные батареи».

Контроллеры

PWM дешевле, но не имеют этой функции. В приведенном выше примере они также ограничили напряжение до 12 вольт, но не изменили силу тока. Фактически теряется половина генерируемой мощности! Если вы используете ШИМ-контроллер заряда, настоятельно рекомендуется использовать аккумуляторную батарею с напряжением, соответствующим выходному напряжению ваших солнечных панелей.

Подключение наших солнечных панелей

Так же, как мы можем подключать наши батареи последовательно или параллельно, мы также можем подключать наши солнечные панели последовательно или параллельно. Помните, когда мы подключаем параллельно, мы добавляем наши усилители. Когда мы соединяем последовательно, мы складываем наши вольты.

При зарядке аккумуляторов мы хотим, чтобы наш зарядный ток достиг определенного уровня вольт, а затем увеличивал силу тока, чтобы заряжаться быстрее. Зарядный ток 12 В и 3 А заряжается намного быстрее, чем ток 12 В и 1 А.Таким образом, у вас может возникнуть соблазн всегда подключать параллельно, особенно с учетом того, что солнечные панели высокой мощности уже вырабатывают более 12 вольт. Однако мы должны быть осторожны, прежде чем увеличивать наши усилители таким образом. Мы должны думать о наших проводах.

Если мы значительно увеличим наши усилители, нам потребуются кабели очень низкого сечения (толстые) для безопасной передачи этого тока. Чем больше ампер мы пропускаем через наши провода, тем больше тепла они выделяют. Токи низкого напряжения также будут иметь потерю напряжения, если мы переносим нашу энергию на большие расстояния.

Вот почему вы можете обнаружить, что наличие контроллера заряда MPPT может стоить дополнительных затрат. С контроллером заряда MPPT мы можем соединять наши панели последовательно, справляться с легким высоковольтным малым током и при этом почти не терять энергию при зарядке наших аккумуляторов.

Сколько панелей мне нужно?

Часто мы получаем следующий вопрос: «Сколько панелей мне купить? Сколько ватт мне потребуется для питания моей установки? »

Все настройки разные.Если вы просто хотите зарядить свой телефон и ноутбук, ваша установка будет отличаться от тех, кто хочет питать свой холодильник, телевизор и несколько светодиодных ламп.

Вот как вы можете приблизительно оценить, сколько энергии потребуется вашей установке. Приборы потребляют ватты. Вы можете погуглить, сколько ватт потребляет каждое из ваших устройств, а затем умножить количество часов, которое вы ожидаете использовать в день, и сложить их вместе. Например, мы можем использовать наш предыдущий пример с телевизором и холодильником. Мы планируем использовать наш 60-ваттный телевизор в течение 4 часов в день, что приведет к потреблению 240 Вт / час (20 ампер / час).Мы хотим, чтобы наш холодильник на 80 Вт работал 24 часа в сутки, в результате чего потребляемая мощность составляет 1920 Вт / час (160 ампер / час). Это означает, что наша система потребляет 2160 ватт / час в день.

Итак, сколько панелей нам понадобится? Если мы предположим, что у нас есть одна панель на 500 ватт, и что у нас будет в среднем пять часов солнечного света в день. Это означает, что теоретически мы будем производить 2500 Вт / час в день. Вы можете подумать, что это более чем покрывает ваши потребности, но важно учитывать потери мощности и неэффективность.

Если вам нужна помощь в определении количества солнечных панелей, необходимых для вашей установки, попробуйте этот солнечный калькулятор. Это даст вам приблизительную оценку, основанную на том, сколько приборов вы хотите запитать.

Обычно ожидаемую выработку электроэнергии умножают на 0,85, чтобы учесть потери, вызванные неэффективностью инвертора, контроллера заряда, естественной потерей заряда аккумулятора, потерями в проводке и несовершенными эксплуатационными характеристиками панели в реальных условиях. Таким образом, наша единственная панель на 500 Вт, вероятно, будет производить около 425 Вт солнечного света в час.Если мы умножим это на пять часов солнечного света, это будет означать, что мы будем производить всего 2125 ватт / час энергии, что меньше нашего дневного потребления.

Сколько батарей мне нужно?

Мы никогда не хотим, чтобы уровень заряда свинцовых аккумуляторов глубокого разряда составлял менее 50%, чтобы избежать повреждений. Это означает, что нам понадобится аккумулятор с энергоемкостью как минимум в два раза больше, чем потребляемая мощность. В нашем примере выше нам нужно не менее 4500 ватт-часов (около 375 ампер / час). Это означает, что нам понадобятся как минимум две свинцово-кислотные батареи с номинальной мощностью 200 ампер / час.

Заключение

Установки солнечной энергии – сложная технология. После небольшого исследования и планирования вашей солнечной установки, с достаточно большой батареей / источником питания , с хорошим представлением о том, сколько утечек будет потреблять наше устройство от нашей установки, а также с пониманием контроллеров заряда солнечных батарей и Solar Panels , наши установки позволят нам питать наши приборы в любой точке мира, как в сети, так и вне ее.

Вы можете увидеть наш выбор солнечных батарей и аксессуаров на https: // store.santansolar.com/

Серии

и параллельные конфигурации батарей

Узнайте, как расположить батареи для увеличения напряжения или увеличения емкости.

Батареи достигают желаемого рабочего напряжения путем последовательного соединения нескольких ячеек; каждая ячейка складывает свой потенциал напряжения, чтобы получить общее напряжение на клеммах. Параллельное соединение обеспечивает более высокую мощность за счет суммирования общего ампер-часа (Ач).

Некоторые блоки могут состоять из комбинации последовательного и параллельного подключения.Аккумуляторы для ноутбуков обычно имеют четыре литий-ионных элемента 3,6 В последовательно для достижения номинального напряжения 14,4 В и два параллельно для увеличения емкости с 2400 мАч до 4800 мАч. Такая конфигурация называется 4s2p, что означает четыре последовательно соединенных ячейки и две параллельно. Изоляционная фольга между ячейками предотвращает электрическое короткое замыкание проводящей металлической оболочкой.

Большинство типов батарей подходят для последовательного и параллельного подключения. Важно использовать батареи одного и того же типа с одинаковым напряжением и емкостью (Ач) и никогда не смешивать батареи разных производителей и размеров.Более слабая ячейка вызовет дисбаланс. Это особенно важно в последовательной конфигурации, потому что мощность батареи определяется самым слабым звеном в цепи. Аналогия – это цепочка, звенья которой представляют последовательно соединенные элементы батареи (рис. 1).

Рисунок 1: Сравнение батареи с цепью. Звенья цепи представляют собой элементы, включенные последовательно для увеличения напряжения, удвоение звена означает параллельное соединение для повышения токовой нагрузки.

Слабая ячейка не может сразу выйти из строя, но при нагрузке она истощается быстрее, чем сильные. При зарядке аккумулятор с низким уровнем заряда заполняется раньше, чем с высоким уровнем заряда, потому что его нужно заполнить меньше, и он остается в избыточном заряде дольше, чем другие. При разряде слабая ячейка опорожняется первой, и ее забивают более сильные братья. Ячейки в групповых упаковках должны быть согласованы, особенно при использовании под большими нагрузками. (См. BU-803a: Несоответствие ячеек, балансировка).

Приложения с одной ячейкой

Одноэлементная конфигурация представляет собой простейший аккумуляторный блок; элемент не требует согласования, и схема защиты на небольшом литий-ионном элементе может быть простой.Типичными примерами являются мобильные телефоны и планшеты с одним литий-ионным аккумулятором 3,60 В. Одноэлементный элемент также используется в настенных часах, в которых обычно используется щелочной элемент на 1,5 В, наручные часы и резервное копирование памяти, большинство из которых являются приложениями с очень низким энергопотреблением.

Номинальное напряжение аккумуляторной батареи на никелевой основе составляет 1,2 В, щелочной – 1,5 В; оксид серебра составляет 1,6 В, а свинцово-кислотный – 2,0 В. Первичные литиевые батареи находятся в диапазоне от 3,0 до 3,9 В. Литий-ионный – 3,6 В; Li-фосфат – 3,2 В, а литий-титанат – 2,4 В.

В литий-марганцевых и других системах на основе лития часто используются элементы с напряжением 3.7V и выше. Это связано не столько с химией, сколько с увеличением ватт-часов (Втч), что становится возможным при более высоком напряжении. Аргумент гласит, что низкое внутреннее сопротивление элемента поддерживает высокое напряжение под нагрузкой. Для рабочих целей эти ячейки подходят как кандидаты на 3,6 В. (См. BU-303 «Путаница с напряжениями»)

Последовательное соединение

В переносном оборудовании, требующем более высокого напряжения, используются аккумуляторные батареи с двумя или более элементами, соединенными последовательно. На рисунке 2 показан аккумулятор с четырьмя 3.Последовательные литий-ионные элементы 6 В, также известные как 4S, для получения номинального напряжения 14,4 В. Для сравнения: свинцово-кислотная цепочка с шестью ячейками с 2 В на элемент будет генерировать 12 В, а четыре щелочных с 1,5 В на элемент – 6 В.

Рисунок 2: S eries подключение четырех ячеек (4s).
Добавление ячеек в цепочку увеличивает напряжение; емкость остается прежней.
^{Предоставлено Cadex}

Если вам нужно нечетное напряжение, скажем, 9.50 вольт, подключите последовательно пять свинцово-кислотных, восемь никель-металлгидридных или никель-кадмиевых или три ионно-литиевых. Конечное напряжение батареи не обязательно должно быть точным, если оно выше, чем указано в устройстве. Источник питания 12 В может работать вместо 9,50 В. Большинство устройств с батарейным питанием могут выдерживать некоторое перенапряжение; однако необходимо соблюдать напряжение в конце разряда.

Высоковольтные батареи сохраняют небольшой размер проводника. Аккумуляторные электроинструменты работают от батарей 12 В и 18 В; в моделях высокого класса используются 24 В и 36 В. Большинство электровелосипедов поставляются с литий-ионным аккумулятором 36 В, некоторые – 48 В.Автомобильная промышленность хотела увеличить стартерную батарею с 12 В (14 В) до 36 В, более известную как 42 В, путем последовательного размещения 18 свинцово-кислотных элементов. Логистика замены электрических компонентов и проблемы с дугой на механических переключателях сорвали ход.

Некоторые легкие гибридные автомобили работают на литий-ионном аккумуляторе 48 В и используют преобразование постоянного тока в 12 В для электрической системы. Запуск двигателя часто осуществляется отдельной свинцово-кислотной батареей на 12 В. Ранние гибридные автомобили работали от батареи 148 В; электромобили обычно 450–500 В.Такой аккумулятор требует более 100 последовательно соединенных литий-ионных элементов.

Высоковольтные батареи требуют тщательного согласования ячеек, особенно при работе с большими нагрузками или при работе при низких температурах. Если несколько ячеек соединены в цепочку, вероятность отказа одной ячейки реальна, и это приведет к сбою. Чтобы этого не произошло, твердотельный переключатель в некоторых больших батареях обходит неисправную ячейку, чтобы обеспечить непрерывный ток, хотя и при более низком напряжении в цепочке.

Сопоставление ячеек является проблемой при замене неисправного элемента в устаревшем блоке.Новая ячейка имеет большую емкость, чем другие, что вызывает дисбаланс. Сварная конструкция усложняет ремонт, поэтому аккумуляторные блоки обычно заменяются целиком.

Высоковольтные батареи в электромобилях, полная замена которых невозможна, делят батарею на модули, каждый из которых состоит из определенного количества ячеек. Если одна ячейка выходит из строя, заменяется только затронутый модуль. Небольшой дисбаланс может возникнуть, если новый модуль будет оснащен новыми ячейками.(См. BU-910: Как отремонтировать аккумулятор.)

На рисунке 3 показан аккумуляторный блок, в котором «элемент 3» выдает только 2,8 В вместо полностью номинальных 3,6 В. При пониженном рабочем напряжении эта батарея достигает точки окончания разряда раньше, чем обычная батарея. Напряжение падает, и устройство выключается с сообщением «Батарея разряжена».

Рисунок 3: S eries соединение с неисправной ячейкой.
Неисправный элемент 3 снижает напряжение и преждевременно отключает оборудование.
^{Предоставлено Cadex}

Батареи в дронах и пультах дистанционного управления для любителей, которым требуется высокий ток нагрузки, часто демонстрируют неожиданное падение напряжения, если одна ячейка в цепочке слаба. Максимальный ток нагружает хрупкие ячейки, что может привести к поломке. Считывание напряжения после заряда не позволяет выявить эту аномалию; проверка баланса ячеек или проверка емкости с помощью анализатора батарей.

Нажатие на последовательную строку

Существует обычная практика подключения к последовательной цепочке свинцово-кислотного массива для получения более низкого напряжения.Для тяжелонагруженного оборудования, работающего от батарейного блока 24 В, может потребоваться источник питания 12 В для вспомогательной работы, и это напряжение удобно доступно в промежуточной точке.

Постукивание не рекомендуется, так как это создает дисбаланс ячеек, так как одна сторона батарейного блока загружена больше, чем другая. Если несоответствие не может быть исправлено с помощью специального зарядного устройства, побочным эффектом является сокращение срока службы батареи. Вот почему:

При зарядке несбалансированного блока свинцово-кислотных аккумуляторов с помощью обычного зарядного устройства в недозаряженной части возникает тенденция к сульфатированию, поскольку элементы никогда не получают полного заряда.Секция высокого напряжения батареи, которая не принимает дополнительную нагрузку, имеет тенденцию к перезарядке, что приводит к коррозии и потере воды из-за выделения газов. Обратите внимание, что зарядное устройство, заряжающее всю цепочку, проверяет среднее напряжение и соответственно прекращает заряд.

Постукивание также характерно для литий-ионных и никелевых аккумуляторов, и результаты аналогичны свинцово-кислотным: сокращение срока службы. (См. BU-803a: Согласование и балансировка ячеек.) В новых устройствах используется преобразователь постоянного тока в постоянный для обеспечения правильного напряжения.В электрических и гибридных транспортных средствах в качестве альтернативы используется отдельная низковольтная батарея для вспомогательной системы.

Параллельное соединение

Если требуются более высокие токи, а ячейки большего размера недоступны или не соответствуют конструктивным ограничениям, одна или несколько ячеек могут быть подключены параллельно. Большинство химикатов батарей допускают параллельную конфигурацию с небольшими побочными эффектами. На рисунке 4 показаны четыре ячейки, соединенные параллельно в схеме P4. Номинальное напряжение показанного блока остается равным 3.60 В, но емкость (Ач) и время работы увеличиваются в четыре раза.

Рисунок 4: Параллельное соединение четырех ячеек (4p). При использовании параллельных ячеек емкость в Ач и время работы увеличиваются, а напряжение остается неизменным. Предоставлено Cadex

Ячейка, которая развивает высокое сопротивление или размыкается, менее критична в параллельной цепи, чем в последовательной конфигурации, но выходящая из строя ячейка снизит общую нагрузочную способность.Это как двигатель, работающий только на трех цилиндрах, а не на всех четырех. С другой стороны, электрическое короткое замыкание является более серьезным, поскольку неисправный элемент забирает энергию из других элементов, вызывая опасность пожара. Большинство так называемых электрических коротких замыканий мягкие и проявляются как повышенный саморазряд.

Полное короткое замыкание может произойти из-за обратной поляризации или роста дендритов. Большие блоки часто включают в себя предохранитель, который отключает неисправный элемент от параллельной цепи в случае короткого замыкания.На рисунке 5 показана параллельная конфигурация с одной неисправной ячейкой.

Рисунок 5: Параллельное соединение / соединение с одной неисправной ячейкой. Слабый элемент не повлияет на напряжение, но обеспечит малое время работы из-за пониженной емкости. Закороченный элемент может вызвать чрезмерный нагрев и стать причиной возгорания. В более крупных батареях предохранитель предотвращает высокий ток, изолируя элемент. Предоставлено Cadex

Последовательное / параллельное соединение

Последовательная / параллельная конфигурация, показанная на рисунке 6, обеспечивает гибкость конструкции и позволяет достичь желаемых значений напряжения и тока при стандартном размере ячейки.Полная мощность – это сумма напряжения, умноженного на ток; батарея 3,6 В (номинальная), умноженная на 3400 мАч, дает 12,24 Втч. Четыре элемента питания 18650 емкостью 3400 мАч каждый можно подключить последовательно и параллельно, как показано, чтобы получить номинальное напряжение 7,2 В и общую мощность 48,96 Вт-ч. Комбинация с 8 ячейками даст 97,92 Втч, допустимый предел для перевозки на воздушном судне или перевозки без опасных материалов класса 9. (См. BU-704a: Доставка литиевых батарей по воздуху). Тонкий элемент позволяет гибкую конструкцию блока, но необходима схема защиты.

Рисунок 6: S eries / параллельное соединение четырех ячеек (2s2p). Эта конфигурация обеспечивает максимальную гибкость проектирования. Распараллеливание ячеек помогает в управлении напряжением. Предоставлено Cadex

Литий-ионный аккумулятор хорошо подходит для последовательной / параллельной конфигурации, но элементы нуждаются в мониторинге, чтобы оставаться в пределах напряжения и тока. Интегральные схемы (ИС) для различных комбинаций ячеек доступны для контроля до 13 литий-ионных ячеек.Для более крупных пакетов требуются специальные схемы, и это относится к батареям для электронных велосипедов, гибридным автомобилям и Tesla Model 85, которая потребляет более 7000 ячеек 18650, чтобы составить пакет мощностью 90 кВт / ч.

Терминология для описания последовательного и параллельного соединения

В производстве аккумуляторов сначала указывается количество ячеек, соединенных последовательно, а затем ячеек, размещаемых параллельно. Пример – 2с2п. При использовании литий-ионных аккумуляторов в первую очередь всегда изготавливаются параллельные струны; завершенные параллельные блоки затем помещаются последовательно. Литий-ионная система – это система, основанная на напряжении, которая хорошо подходит для параллельного формирования.Объединение нескольких ячеек в параллель с последующим последовательным добавлением блоков снижает сложность управления напряжением для защиты блока.

Сначала сборка гирлянд, а затем их параллельное размещение может быть более обычным для никель-кадмиевых аккумуляторов, чтобы удовлетворить механизму химического челнока, который уравновешивает заряд в верхней части заряда. «2с2п» – обычное дело; Были выпущены официальные документы, которые относятся к 2p2s при параллельном соединении последовательной строки.

Устройства безопасности при последовательном и параллельном подключении

Переключатели с положительным температурным коэффициентом (PTC) и устройства прерывания заряда (CID) защищают аккумулятор от перегрузки по току и избыточного давления.Хотя эти защитные устройства рекомендуются для обеспечения безопасности в небольших батареях из 2 или 3 элементов с последовательной и параллельной конфигурацией, они часто не используются в более крупных многоэлементных батареях, например, для электроинструментов. PTC и CID работают, как ожидалось, переключая ячейку на чрезмерный ток и внутреннее давление в ячейке; однако завершение работы происходит в каскадном формате. Хотя некоторые ячейки могут рано отключиться, ток нагрузки вызывает избыточный ток на оставшихся ячейках. Такое состояние перегрузки может привести к тепловому разгоне до срабатывания остальных предохранительных устройств.

Некоторые ячейки имеют встроенные PCT и CID; эти защитные устройства также могут быть добавлены задним числом. Инженер-проектировщик должен знать, что любое предохранительное устройство может выйти из строя. Кроме того, PTC вызывает небольшое внутреннее сопротивление, которое снижает ток нагрузки. (См. Также BU-304b: Обеспечение безопасности литий-ионных аккумуляторов)

Простые инструкции по использованию первичных бытовых батарей

• Следите за чистотой контактов аккумулятора. Конфигурация с четырьмя ячейками имеет восемь контактов, и каждый контакт добавляет сопротивление (ячейка к держателю и держатель к следующей ячейке).
• Никогда не смешивайте батареи; замените все ячейки, когда они слабые. Общая производительность зависит от самого слабого звена в цепи.
• Соблюдайте полярность. Перевернутая ячейка вычитает, а не добавляет к напряжению ячейки.
• Выньте батареи из оборудования, когда оно больше не используется, для предотвращения утечки и коррозии. Это особенно важно для первичных цинк-углеродных элементов.
• Не храните незакрепленные элементы в металлическом ящике. Поместите отдельные ячейки в небольшие полиэтиленовые пакеты, чтобы предотвратить короткое замыкание.Не носите в карманах незакрепленные ячейки.
• Храните батарейки в недоступном для маленьких детей месте. Ток от батареи может не только вызвать удушье, но и вызвать изъязвление стенки желудка при проглатывании. Батарея также может разорваться и вызвать отравление. (См. BU-703: Проблемы со здоровьем, связанные с батареями.)
• Не заряжайте неперезаряжаемые батареи; скопление водорода может привести к взрыву. Выполняйте экспериментальную зарядку только под наблюдением.

Простые инструкции по использованию вторичных батарей

• Соблюдайте полярность при зарядке вторичного элемента.