Как рассчитать мощность и количество радиаторов отопления?

Для климатической зоны Беларуси и европейской части России, при стандартных условиях (одно окно, одна дверь, одна внешняя стена, обычные окна), принято брать 41 Ватт тепловой мощности на 1 м³ объема помещения. Исходя из этого, не трудно рассчитать количество секций радиаторов необходимое для обогрева помещения.

Рассмотрим на примере комнату 4 м на 5 м и стандартной высотой потолка 2,7 м. Для начала найдем объем нашей комнаты 4×5×2,7=54 м³. Теперь умножим полученный объем на 41 Ватт. 54×41=2214 Ватт, столько нам потребуется для обогрева комнаты. Если Вы уже определились с выбором радиаторов отопления, то без труда можно рассчитать их количество, зная теплоотдачу одной секции.

Я возьму для примера 180 Ватт теплоотдача одной секции радиатора, тогда их количество будет равно 2214÷180=12,3, полученное число округлим до 13. То есть, для обогрева нашей комнаты нам понадобится 13 секций радиаторов по 180 Ватт каждая. Наш расчет был произведен при условии, что температура теплоносителя составляет 70°С, если у Вас эта температура ниже, то следует соответственно увеличивать количество секций.

Так же необходимо учитывать теплопотери помещения. Стеклопакет уменьшит потери тепла на 15-20%, соответственно можно уменьшить количество секций. Если комната угловая, то теплопотери примерно на 20% будут больше. Так же можно учесть теплопотери в зависимости от степени утепления Ваших стен, расположена ли комната на первом или последнем этаже. Если Вы собираетесь закрыть радиаторы декоративной панелью, то учтите, что это приведет к потере

20-30% теплоотдачи радиаторов.

Если Вы собираетесь заменить чугунные батареи на другой вид радиаторов, то можно провести более легкий расчет. Для чугунных радиаторов с межосевым расстоянием 600 мм теплоотдача будет составлять 150 Вт. Вам просто нужно взять количество установленных у Вас секций радиаторов и умножить их на 150 Вт, получите общее количество тепла получаемого Вашими чугунными батареями. И находим, как было описано выше, количество секций радиаторов другого вида. Можно взять поправку на то – холодно у Вас было с ними или жарко, соответственно добавить или отнять несколько секций. Также приблизительную мощность радиатора в стандартном жилом помещении можно брать из расчета 1 кВт мощности на 10 кв.м. площади комнаты.

Как рассчитать мощность батареи отопления

Невозможно предположить комфортную жизнь в доме без системы обогрева. Как определить, кокой вид отопления необходимо в наш дом? Отопление является различным. Предлагаем выделить разнообразие свойств.

Не полный список: водяным, на твердых брикетах, альтернативным, автономным, инфракрасным, экономичным и расточительным, газовым, геотермальным, электрическим. Обогревание основательно вошло в уклад земляков как единственная причина тепла зимой.

Как рассчитать мощность батареи отопления

Для каждого хозяина дома очень важно осуществить правильный расчет радиаторов отопления. Недостаточное количество секций будет способствовать тому, что радиаторы не смогут обогреть помещение наиболее эффективным и оптимальным образом. Если же приобрести радиаторы, обладающие слишком большим количеством секций, то отопительная система будет весьма неэкономичной, используя лишнюю мощность радиаторов отопления.

Расчет радиаторов отопления

Если вам необходимо сменить отопительную систему или установить новую, то расчет количества секций радиаторов отопления будет играть очень важную роль. Если помещения в вашем доме или квартире стандартного типа, то подойдут и более простые расчеты. Однако иногда для получения наиболее высокого результата необходимо соблюдать кое-какие особенности и нюансы, касающиеся таких параметров, как мощность радиатора отопления на помещение и давление в батареях отопления.

Разберемся, как рассчитать батареи отопления. Ориентируясь на такие параметры, как общая площадь помещения, можно осуществить предварительный расчет батарей отопления на площадь. Данное вычисление довольно простое. Однако если у вас в помещении высокие потолки, то его за основу брать нельзя. На каждый квадратный метр площади потребуется около 100 ватт мощности в час. Таким образом, расчет секций батарей отопления позволит вычислить, какое количество тепла понадобится для обогрева всего помещения.

Подбор количества секций радиатора отопления в зависимости от площади отопления

Как рассчитать количество радиаторов отопления? К примеру, площадь нашего помещения составляет 25 кв. метров. Умножаем общую площадь помещения на 100 ватт и получаем мощность батареи отопления в 2500 ватт. То есть 2,5 кВатт в час необходимо для обогрева помещения с площадью в 25 кв. метров. Полученный результат делим на значение тепла, которое способна выделить одна секция отопительного радиатора. К примеру, в документации отопительного прибора указано, что одна секция выделяет в час 180 Ватт тепла.

Таким образом, расчет мощности радиаторов отопления будет выглядеть так: 2500 Вт / 180 Вт = 13,88. Полученный результат округляем и получаем цифру 14. Значит, для обогрева помещения в 25 кв. метров потребуется радиатор с 14 секциями.

Также потребуется учесть различные тепловые потери. Комната, которая находится в углу дома, или комната с балконом будет нагреваться медленнее, а также быстрее отдавать тепло. В таком случае, расчет теплоотдачи радиатора батарей отопления должен производиться с некоторым запасом. Желательно, чтобы такой запас составлял около 20%.

Теплопотери частного дама

Расчет батарей отопления может быть произведен и с учетом объема помещения. В таком случае, не только общая площадь помещения играет роль, но также и высота потолков. Как рассчитать радиаторы отопления? Расчет производится примерно по такому же принципу, как и в предыдущей ситуации. Для начала необходимо выявить, какое количество тепла понадобится, а также – как рассчитать количество батарей отопления и их секций.

СНиП 41-01-2003

Например, необходимо вычислить нужно количество тепла для комнаты, которая обладает площадью в 20 кв. метров, а высота потолков в ней составляет 3 метра. Умножаем 20 кв. метров на 3 метра высоты и получим 60 кубических метров общего объема помещения. На каждый кубометр необходимо около 41 Вт тепла – так говорят данные и рекомендации СНИП.

Производим расчет мощности батарей отопления дальше. Умножаем 60 кв. метров на 41 Вт и получаем 2460 Вт. Также делим эту цифру на ту тепловую мощность, которую излучает одна секция радиатора отопления. Например, в документации отопительного прибора указано, что одна секция выделяет в час около 170 Вт тепла.

2460 Вт делим на 170 Вт и получим цифру 14,47. Ее мы тоже округляем, таким образом, для обогрева помещения с объемом в 60 кубометров, понадобится 15-секционный радиатор отопления.

Можно сделать наиболее точный расчет количества радиаторов отопления. Такое может понадобиться для частных домов с нестандартными помещениями и комнатами.

Подобный способ, как рассчитать мощность радиатора отопления, требует соблюдения многих факторов, а также содержит ряд различных коэффициентов, которые учитывают все нюансы и особенности помещения.

Как рассчитать батарею отопления? Вот таким образом выглядит формула для наиболее точного расчета:

КТ = 100Вт/кв.м. х П х К1 х К2 х К3 х К4 х К5 х К6 х К7

Где:

Кт – это количество тепла, которое необходимо для определенного помещения;

П – общая площадь помещения;

К1 – это коэффициент, который учитывает, насколько остеклены проемы для окон.

Если окно с простым остеклением двойного типа, то кф. составляет 1.27.

Для окна со стеклопакетом двойного типа – 1.00.

Для тройного стеклопакета кф. составляет 0.87.

К2 – это кф. стеновой теплоизоляции.

Источник: http://otoplenie-doma.

org/raschet-radiatorov-otopleniya.html

Как рассчитать мощность батареи отопления

Отправляясь в магазин за радиаторами, можно всецело положиться на квалификацию продавца и приобрести их столько, сколько он скажет. Но, как Вы понимаете, зарплата этого человека напрямую зависит от количества проданных единиц товара. Поэтому ниже будет приведен расчет, который либо вообще избавит Вас от чужих советов, либо позволит перепроверить их в случае, если Вы засомневались.

Произведем расчет мощности радиаторов отопления на конкретных числах. Предположим, необходимо обогреть комнату в 14 квадратных метров и высотой 3 метра. Первым делом необходимо узнать объем помещения. Он рассчитывается следующим образом:

14 кв. м. х 3 м. = 42 куб. м.

Для дальнейших расчетов полезно знать следующее. Чтобы обогреть один кубический метр квартиры в строении стандартной постройки необходимо затратить 41 Ватт тепловой мощности. Это условие справедливо для климата европейской части России (в том числе, и для городов Москва и Нижний Новгород), а также Беларуси, Молдавии и Украины.

Значит, для определения необходимой мощности нужно перемножить объем помещения на этот норматив, т. е. на 41 Ватт: 42 х 41 Вт = 1722 Вт. Полученный показатель — количество тепла, которое должны отдать радиаторы, чтобы обогреть предполагаемое помещение.

В соответствии с проведенными вычислениями, владельца предполагаемого помещения вполне устроит отопительное устройство мощностью 1700 Вт (округление 1722 лучше производить в меньшую сторону).

Чтобы уже полностью быть уверенным, можно увеличить полученную мощность процентов на 20. На случай особо холодных зим, так сказать. Получим: 1700 х 1,2 = 2040. Округлим эту цифру в меньшую сторону. Таким образом, для гарантированного тепла в особо холодную зиму понадобится радиатор мощностью 2 кВт.

Далее нужно понять, сколько секций необходимо, чтобы обеспечить полученную величину мощности. Сделать это не менее просто. На упаковке (или во вкладыше) всякого радиатора имеется информация о его тепловой мощности. Под нею понимают то количество тепла, которое отдаст радиатор в процессе охлаждения с температуры нагрева до 20 градусов Цельсия (средняя комнатная температура).

Зная, что одно ребро биметаллического или алюминиевого радиатора обладает мощностью порядка 150 Вт, рассчитаем необходимое количество ребер: 2000. 150 = 13,3 шт. Следовательно, радиатора с 13-тью ребрами будет достаточно.

Другие статьи по теме

Как увеличить теплоотдачу батарей отопления

Недостаточная теплоотдача квартирной системы отопления — это еще не повод, чтобы менять ее на новую или же модернизировать. Куда целесообразнее поработать над увеличением эффективности ее работы.

Источник: http://termosyst.ru/radiatory-otopleniya/raschet-moschnosti-radiatorov.php

Как рассчитать мощность батареи отопления

Данный метод похож на предыдущий, но дает несколько более точные результаты, так как позволяет учесть все три размера. Он будет актуален, например, для сталинских домов и многих других строений с высокими потолками.

Рассчитать необходимую производительность радиаторов можно, зная нормативную мощность для отопления 1 м 3. Это значение равно 41 Вт, и установлено оно опять же для средней полосы, для других территорий также нужно использовать поправочные коэффициенты.

Теплопотери в зависимости от места установки радиатора

Объем помещения равен произведению всех трех его измерений: высоты, ширины и длины. Мощность радиатора вычисляется умножением этого объема на 41.

Обратите внимание, что здесь результат получается в Ваттах (1 кВт равен 1000 Вт), а все линейные размеры должны быть заданы в метрах.

Получить более точные данные для радиаторов, устанавливаемых в нестандартных условиях, таких как частные дома, комнаты с большим процентом остекления и т. д. можно, немного подправив предыдущий расчет:

• Для каждого окна к результату добавляем 100 Вт, для двери – 200 Вт. Это стандартные величины для этих виновников теплопотерь;
• При подборе радиаторов в частный дом увеличиваем требуемую мощность в полтора раза. Такая суровая мера вполне объяснима: соседями сверху и снизу являются холодные воздушные уличные массы, поэтому потери тепла через крышу и пол будут значительно выше, чем в городской квартире;
• Для батарей в угловых комнатах вводим коэффициент 1,3 (так же, как и при расчете отопления по площади).

к меню ↑

Казалось бы, все просто: мощность посчитали, теперь идем в магазин и ищем понравившуюся по дизайну и размерам модель.

Не торопитесь, потому что есть еще несколько важных тонкостей.

Во-первых, нужно рассчитать количество секций вашего радиатора. Это делается просто: производитель обычно указывает мощность одной секции своего прибора, поэтому надо просто разделить на нее полученный в предыдущих пунктах результат и округлить до целого числа в большую сторону.

Куда уходит тепло из дома

Для справки приведем средние значения мощности секций разных типов радиаторов:

• чугунные – 160 Вт;
• биметаллические – 180 Вт;
• алюминиевые – 200 Вт.

Но и это еще не все. Дело в том, что мощность батарей всегда указывается для определенного теплового напора, который совсем не обязан совпадать с установленным в вашей системе.

Тепловой напор – это разница между температурами радиатора и воздуха в комнате. В качестве температуры батареи обычно берется среднее арифметическое между показателями нагрева теплоносителя на входе и в обратке.

Так, например, для режима, по которому устанавливались все старые нормы (действующие, кстати, до сих пор) принимаются значения 90/70/20. Это значит, что параметры радиаторов берутся равными 90 и 70 °C, а температура в помещении считается равной 20 °С. Тепловой напор в этом случае будет равен (90 + 70) / 2 – 20 = 60 °С.

Большинство же современных систем отопления работает в режиме 75/65/20 (среднетемпературный) или 55/45/20 (низкотемпературный) с тепловыми напорами 50 и 30 °С соответственно. Поэтому при выборе радиатора надо внимательно следить, какая именно температура указана в его паспорте.

Если температурный напор не соответствуют параметрам вашего отопления, нужно сделать дополнительный расчет. Для этого требуемую мощность умножаем на наш температурный напор и делим на паспортный.

Обратите внимание, что если в паспорте приведены данные для напора в высокотемпературном режиме (напор 60 °С), а у вас современная экономичная структура с тепловым напором в 30 °С, то эффективная мощность рассматриваемой модели относительно вашей системы отопления уменьшается в два раза.

Подробно вопрос рассчета количества батарей и секций рассмотрен на видео:

Правильный расчет тепловых параметров радиаторов очень важен для создания комфорта в доме. Подобрав параметры своего отопительного прибора с учетом всех описанных тонкостей, вы не замерзнете даже в самые холодные дни года.

Источник: http://all-for-teplo.ru/batarei/raschet-moshhnosti-radiatorov-otopleniya-po-obemu-i-po-ploshhadi.html

Так же интересуются

06 октября 2021 года

Расчет радиаторов отопления – как узнать нужное количество секций для обогрева

Расчет необходимого количества секций

Содержание:

Среди большого количества потребителей, самым популярным устройством для отопления является радиатор.

В своем роде, он является классическим вариантом оборудования отопительной системы. Батарея представляет собой полый элемент, который наполнен веществом – теплоносителем, чью роль, как правило, выполняет вода.

Выбирая радиатор, необходимо обращать внимание на несколько технических факторов, благодаря которым можно обеспечить наибольшую эффективность работы отопительной системы.

К тому же, расчет отопительных радиаторов является обязательной процедурой перед монтажом отопительной системы в дома.

Основной параметр — мощность радиатора

Мощности этих секций равны!

Монтаж отопительной системы, как и проведения любых других сложных монтажно-демонтажных работ, требует предварительной работы специалиста, цель которой заключается анализ факторов, учет которых необходим для установки отопительной системы.

Необходимо учесть следующее:

• Материал, из которого будет выполнены основные элементы отопительной системы.
• Дизайн радиаторов и их тип.
• Приблизительная сумма, необходима для проведения работ.

Кроме этого,  необходим еще и дополнительный расчет батарей отопления.

Необходимую мощность радиаторов можно произвести исходя из того, какая площадь помещения нуждается в обогреве. Чтобы получить площадь помещения, следует его ширину умножить на длину, скорее всего вам это известно.

После этого, следует также замерить высоту комнаты, а также посчитать количество дверных проемов и окон. При этом учитывается материал, использованный для изготовления оконных рам и дверей.

Здесь же нужно сказать и о необходимости определить наименьшую температуру воздуха в зимнее время года, а также температуру теплоносителя, которой будет достаточно для обогрева комнаты. Можно сделать вывод, что данные расчеты требуют особого внимания, а также определенных знаний в области математики.

При расчете, нужно учитывать и дополнительные факторы, исходя из которых, мощность отопительного прибора должна быть увеличена на 20-25%.

Помните: Согласно установленным стандартам, для обогрева одного квадратного метра нужно чтобы мощность отопительных элементов составляла не менее 100 Вт.

Далее, необходимо умножить всю площадь помещения на 100 Вт, а также учесть коэффициенты уменьшения и увеличения мощности для того, чтобы получить более точный результат.

Уменьшение мощности возможно при следующих условиях:

• В случае если в обогреваемом помещении присутствуют стеклопакеты.
• В случае если показатель температуры отопительного котла больше чем установленная норма, на каждые 10 градусов ее следует уменьшать приблизительно на 15%.
• В случае если высота комнаты составляет менее чем 3 метра, мощность радиаторов можно уменьшить.

Что касается увеличения мощности, то ее можно произвести если:

• Потолок в квартире находится на высоте более трех метров.
• Если ваша квартира находится на углу дома, следует увеличить на 1.8.
• Если в такой квартире более двух оконных отверстий, необходимо умножить показатель на 1.8
• Необходимо повысить на 8% в том случае, если они подключены снизу.
• Вода, которая играет роль теплоносителя, может иметь недостаточную температуру. В таком случае на каждые 10 градусов необходимо увеличить показатель на 17 %
• Если дом или квартира находится в климатических условиях, при которых температура воздуха зимой значительно падает, следует увеличить производительность отопительной системы в 2 раза.

Расчет требуемого количество секций на комнату

Таблица: Расчет секций для радиаторов CONDOR

Для того чтобы выяснить, сколько секций радиатора нужно для обогрева помещения, необходимо знать точное показание мощности.

Расчет происходит путем деления необходимой показателя мощности на показатель производительности одной отдельной секции.

Узнать данный показатель вы сможете в технических характеристиках, которые должны быть указаны производителями.

Рассчитать количество секций можно и другим способом.

Необходимо знать точный показатель того, какой объем может обогревать одна секция радиатора. Далее, нужно вычислить объем помещения, и полученный показатель разделить на показатель объема, который эффективно обогревается одной секцией радиатора.

Рассчитать объем помещения, можно перемножив его ширину, длину, и высоту.

Конечно, произвести такие вычисления, и определить необходимое число секций, в целом, способен даже ученик младших классов. Однако, при наличии возможности, рекомендуется все же обратиться за помощью высококвалифицированных специалистов, что позволит избежать возможных ошибок.

Если вы допустите хотя бы минимальную неточность или упустите один из важных факторов, это, в конечном итоге, способно весьма негативно отразится на эффективности работы отопительной системы вашего дома.

В свою очередь, это может повлиять на микроклимат в помещении, а также привести к дополнительным денежным затратам.

В связи с этим необходимо выделить основные факторы, которые могут влиять на результат расчета количества тепловой энергии, которая необходима для того, чтобы обогревать ваш дом. К ним можно отнести следующие:

1. Окно расположено на северной или восточной стене дома – 10%
2. Отопительный радиатор расположен в специальном углублении – 5%
3. Вся батарея будет полностью закрыта панелью, с несколькими щелями – 15:
4. В комнате присутствуют 2 стены, являющиеся наружными, а также 1 окно – 20%
5. В комнате присутствуют 2 стены, являющиеся наружными и 2 окна – 30%

Очевидно, что если из данного списка, под ваше жилье подходит несколько примеров, процентный показатель необходимо сложить.

Посмотрите наглядное видео по сборке и установке радиаторов отопления с подробными комментариями профессионального сантехника:

Таким образом вы сможете получить показатель того количества тепловой энергии, которая необходима для эффективного поддержания температуры в комнате.

Расчет мощности батарей отопления: как рассчитать мощность самостоятельно

Каждого владельца квартиры или дома интересует, какое минимальное количество секций радиатора требуется для полноценного обогрева жилых и подсобных помещений, исходя из их площади. Чтобы получить ответ на данный вопрос, необходимо знать, как рассчитать мощность батареи отопления. Существуют как простые варианты вычислений, так и сложные формулы расчетов.

Особенности самостоятельного расчета мощности батарей отопления

Нижеприведенные способы, как рассчитать мощность радиаторов отопления, предназначаются для хозяев частных домовладений и жильцов квартир, а не для специалистов в сфере теплотехники. Поэтому инструкция будет по возможности простой и понятной, чтобы в ней мог разобраться каждый человек, который планирует монтировать отопительную конструкцию своими руками.

Чем проще расчет мощности батарей, тем большей будет величина погрешности. Но с другой стороны для потребителей главной целью является обеспечение достаточной тепловой мощности. Ничего нет плохого в том, что в сильнейший зимний мороз данный параметр окажется больше, чем требуется.

В квартирах, жильцы которых платят за отопление в зависимости от площади, тепло не бывает лишним. А в домах, где имеются счетчики потребляемой тепловой энергии, несложно установить регулировочные дроссели и регуляторы температурного режима, приобрести которые можно в любой момент. 

Что касается частных домов, то при наличии собственного котла излишняя мощность не приведет к финансовым потерям, поскольку все современные газовые и электрические теплоагрегаты оснащены термостатами, регулирующими теплоотдачу в соответствии с температурой в помещении.

Даже в том случае, когда при проведении самостоятельных расчетов будет допущена серьезная ошибка, но в большую сторону, владельцу жилья она будет стоить нескольких излишне купленных секций батареи. Согласно последним данным, раз в несколько лет на отечественных просторах зимой сотрудники гидрометцентров фиксируют экстремально низкие температуры. По мнению специалистов, подобные явления в связи с изменением климата на планете будут происходить все чаще. По этой причине, делая расчет мощности батарей отопления, не следует опасаться ошибок в большую сторону.

Порядок расчета мощности радиаторов

Способ выполнения вычислений, как правило, зависит от того, какое оборудование планируется использовать. Если это электрические отопительные приборы, то у них имеются сопроводительные документы, в которых производители указывают их эффективную тепловую мощность.

При отсутствии паспорта на продукцию соответствующая информация имеется на сайте изготовителя. Нередко там же может находиться калькулятор, с помощью которого можно сделать расчет батарей отопления для конкретного объема помещения, а также определить основные параметры будущей отопительной конструкции.

Но при этом следует учитывать такой нюанс: практически всегда производители закладывают в компьютерную программу по вычислению величины теплоотдачи радиатора (конвектора или батареи) определенную разницу температур между помещением и теплоносителем – обычно на уровне 70 градусов Цельсия. К сожалению, для российских систем теплообеспечения такой параметр пока является недосягаемым.

В конце концов, потребители могут воспользоваться простым, правда, не очень точным расчетом, позволяющим узнать мощность батарей отопления с учетом количества секций.

Биметаллические отопительные радиаторы

Когда производится расчет биметаллического радиатора, такого как на фото, выполняют его, исходя из габаритных параметров секции.

В качестве примера взяты данные, имеющиеся на сайте завода «Большевик»: 

• для секций, у которых межосевое расстояние составляет 500 миллиметров, теплоотдача находится на уровне 165 ватт;
• для 400-миллиметровых секций – 143 ватта;
• для 300-миллиметровых секций – 120 ватт;
• для 250-миллиметровых секций – 102 ватта.

Алюминиевые отопительные радиаторы

Чтобы ознакомиться с величиной мощности алюминиевых отопительных радиаторов, взяты данные для изделий ТМ Calidor и Solar от итальянских производителей:

• секция, имеющая межосевое расстояние 500 миллиметров, отдает максимум 182 ватта;
• 350-миллиметровые секции имеют теплоотдачу 145-150 ватт.

Стальные пластинчатые отопительные радиаторы

Как узнать мощность батареи отопления, если это стальные радиаторы пластинчатого типа, ведь у них отсутствуют секции? В данном случае при проведении расчетов учитывают длину прибора и межосевое расстояние. Помимо этого, производители рекомендуют обращать внимание на способ подключения батареи. Дело в том, что вариант врезки в отопительную систему влияет на тепловую мощность в процессе эксплуатации радиатора.

Все, кого интересует величина теплоотдачи стальных пластинчатых батарей, могут посмотреть таблицу модельного ряда продукции ТМ Korad, изображенную на фото.

Чугунные отопительные радиаторы

С данными отопительными приборами все гораздо проще, поскольку у всех отечественных (российских) чугунных радиаторов межосевое расстояние подводок стандартно и составляет 500 миллиметров. Мощность чугунных радиаторов отопления при стандартной разнице температур, равной 70 градусам, равна 180 ватт на одну секцию.

Порядок расчета тепловой мощности

Знание тепловой мощности одной секции позволит узнать необходимое их количество, но как вычислить этот параметр.

В данной статье будут рассмотрено несколько вариантов, как сделать необходимые расчеты в зависимости от разных переменных:

Расчет мощности по площади

В его основе лежат санитарные нормы, согласно которым на 10 «квадратов» помещения должен приходиться 1 киловатт тепловой энергии (100 ватт на м²). При проведении расчета необходимо учитывать поправочный коэффициент, соответствующий определенному региону России. Например, для Якутии и Чукотки он равен 2, для Дальнего Востока составляет 1,6, а для южных областей и республик находится в пределе от 0,7 до 0,9.

Разумеется, что подобный метод не может обеспечить абсолютную точность, поскольку:

• панорамный способ остекления в одну нитку значительно увеличивает потерю тепла по сравнению с тем, когда стена сплошная;
• несмотря на то, что расположение квартир внутри здания не учитывают, при наличии теплых стен при одинаковом количестве батарей в них будет намного теплее, чем в угловом помещении, имеющем стену, соприкасающуюся с улицей;
• расчет верен только в том случае, когда высота потолков не превышает 2,5 – 2,7 метра (стандартный параметр для квартир, построенных в советское время). Уточненных вычислений требуют помещения в сталинках, у которых трехметровые потолки. Кроме этого, в начале 20-го века во многих строящихся домах высота потолков достигала 4 – 4,5 метра.

В качестве примера будет приведен расчет количества секций чугунных батарей для комнаты размером 3 на 5 метров, которая расположена в доме, находящемся в Краснодарском крае.

Порядок действий следующий:

• сначала определяют площадь 3х5=15м²;
• потом вычисляют требуемую тепловую мощность отопления – 15м² х100Вт х0,7= 1050 ватт. 0,7 – региональный коэффициент;
• если мощность каждой секции составляет 180 ватт, тогда потребуется 1050: 180 = 5,83 секции. После округления до целых значений получается 6 секций.

Простые вычисления мощности по объему

Поскольку расчет мощности батареи отопления в зависимости от объема воздуха в помещении учитывает высоту потолка, он является более точным. На один кубометр требуется 40 ватт мощности отопительного оборудования.

Расчет производится для той же комнаты в Краснодарском крае при том, что ее построили с высотой потолков, равной 3,1 метра:

• прежде всего, вычисляют объем помещения 3х5х 3,1 = 46,5 кубометра;
• радиаторы должны обладать мощностью 46,5х 40 = 1860 ватт, а с учетом регионального коэффициента 1860х0,7 = 1302 ватта или 8 чугунных секций (1302: 180 =7,23).

Уточненные вычисления мощности по объему

Более точный расчет мощности батарей отопления производят c учетом разных переменных:

• количества окон и дверей. В среднем теплопотери по причине наличия одного окна стандартного размера составляют 100 ватт, а одной двери – 200 ватт;
• если помещение располагается в углу здания или в его торце, используют коэффициент 1,1 – 1,3, который зависит от толщины стен и материала их изготовления;
• для частных домовладений применяют коэффициент 1,5, так как в них отмечаются повышенные теплопотери через крышу и пол, поскольку снизу и сверху нет теплых квартир.

Параметры для вычисления составляют 40 ватт на один кубометр, также учитываются региональные коэффициенты, как и при проведении вычислений, исходя из площади комнаты. 

Теперь расчет мощности тепла для радиаторов отопления будет выполнен для помещения аналогичного по площади (как в Краснодарском крае), но находящегося в углу частного домовладения в Оймяконе, где средняя температура в январе опускается до – 54 градусов, а температурный минимум за все время наблюдений достигал 82 градусов мороза. Особо неприятный момент заключается в том, что дверь выходит на улицу и имеется окно.

Последовательность вычислений такая:

• поскольку известна базовая мощность, равная 1860 ватт, к ней прибавляют 300 ватт (окно плюс дверь) и получают 2160 ватт;
• так как дом частный, происходит потеря тепла за счет холодного пола и крыши – 2160х1,5 = 3240 ватт;
• угол дома вынуждает использовать коэффициент 1,3 и в итоге получится – 3240х1,3 = 4212 ватт;
• Оймяконский климат требует применения регионального коэффициента, равного 2 – 4212х2 = 8424 ватта.

Если радиаторы будут чугунными, то количество секций должно быть равным 8424: 180 = 46,8, а с округлением – 47. Поскольку длина секции составляет 93 миллиметра, то батарея растянется на 4,4 метра.

Насколько большой аккумуляторный блок вам нужен, чтобы содержать дом? | Руководства для дома

Джозеф Уэст Обновлено 15 декабря 2018 г.

Многие домашние энергетические системы сталкиваются с перспективой несоответствия с основным источником питания. Ветрогенераторы мало помогают в безветренные дни, а солнечные батареи бесполезны, когда они засыпаны снегом. Даже дома, подключенные к электросети, время от времени сталкиваются с перебоями в подаче электроэнергии. Вы можете создать резервную копию с аккумуляторным блоком, который сможет обеспечить электричеством ваш дом при выходе из строя основных источников.

Киловатт-час

Бытовое потребление электроэнергии измеряется в киловатт-часах. Киловатт-час соответствует количеству энергии, необходимому для питания устройства мощностью 1 кВт в течение одного часа или устройства мощностью 100 Вт в течение 10 часов. В ежемесячном счете за электроэнергию указано, сколько киловатт-часов вы израсходовали, а в счете также может отображаться статистика использования за предыдущие месяцы. По данным Управления энергетической информации США, средний американский дом потребляет 901 киловатт-час в месяц, или примерно 30 киловатт-часов в день.

Количество дней

Непрактично построить аккумуляторную батарею, способную обеспечивать электроэнергию дома в течение многих дней. Реалистичная система обеспечит электроэнергией дом в течение нескольких дней, чтобы учесть любые сбои в системе первичной энергии. При проектировании аккумуляторной батареи вы должны определить, сколько дней вы планируете провести без питания. Например, если вы живете в сельской местности, где сильные штормы иногда вызывают перебои в подаче электроэнергии, вы можете рассчитать свою систему на три дня работы от батареи.

Характеристики батареи

Батареи предназначены для выработки определенного напряжения и рассчитаны на определенное количество ампер-часов. Например, батарея на 400 ампер-часов может обеспечивать ток 4 ампера в течение 100 часов. Напряжение батареи считается довольно постоянным, хотя напряжение постепенно снижается по мере разряда батареи. Чтобы оценить энергоемкость батареи в киловатт-часах, умножьте типичное рабочее напряжение на номинальное значение в ампер-часах, а затем разделите на 1000.Батарея на 400 ампер-часов, вырабатывающая 6 вольт, может обеспечить примерно 2,4 киловатт-часа.

Количество батарей

Блок батарей, предназначенный для питания среднего американского домохозяйства в течение трех дней, должен обеспечивать 90 киловатт-часов энергии. Аккумулятор из предыдущего примера может обеспечивать 2,4 киловатт-часа, поэтому для этой системы потребуется 38 аккумуляторов. В действительности, потребуется еще несколько батарей, чтобы учесть недостатки батареи и мощность, потребляемую инвертором, который представляет собой устройство, необходимое для преобразования энергии батареи постоянного тока в переменный ток, необходимый для бытовой электросистемы.

Сколько в моем доме я могу работать от батареи?

Время чтения: 7 минут

Если вы исследуете солнечную батарею, у вас, вероятно, возникнет один важный вопрос: какую часть вашего дома вы можете получить от обычной солнечной батареи и как долго вы сможете обеспечивать электроэнергией свой дом? Как и в большинстве случаев, короткий ответ всегда неудовлетворителен: это зависит от обстоятельств! Более длинный ответ – сложный, поэтому мы здесь, чтобы помочь.

Мы разделили эту статью на два отдельных вопроса – сколько и как долго – так как оба вопроса важны, когда вы решаете, какую батарею установить, но ответы зависят от разных факторов.

Узнайте, сколько будет стоить солнечная энергия + накопители в вашем районе в 2021 г.

Факторы, которые влияют на то, сколько площади вашего дома может заряжать аккумулятор

При разговоре о том, какую часть вашего дома вы можете зарядить от аккумулятора, следует учитывать два основных фактора а именно: сколько энергии вам нужно и сколько энергии питает ваша батарея, с мощностью, измеряемой в киловаттах (кВт) или амперах (A).

Амперы и киловатты: в чем разница?

---

Не волнуйтесь, мы не будем утомлять вас техническими деталями, мы просто хотим убедиться, что если вы больше знакомы с усилителями или киловаттами, вы сможете понять другое! Ампер – это мера силы тока.Киловатты – это мера мощности. Чтобы перейти от тока к мощности, нужно умножить на напряжение. В домах в США есть электрическая панель на 120 или 240 вольт, поэтому, чтобы преобразовать амперы в ватты, вы просто умножаете амперы на напряжение (а затем делите на 1000, чтобы получить киловатты): при 120 вольт ток 20 ампер будет быть 2400 Вт или 2,4 кВт мощности. Легко, правда?

Устройства / цепи, для которых требуется резервное копирование

Чтобы определить, сколько энергии вам нужно, вам необходимо знать, для каких устройств (или цепей) вы планируете резервное копирование.Во многих домах в США есть электрическая панель на 200 ампер. Если вы хотите сделать резервную копию всей электрической панели, обеспечивая питание всех цепей одновременно, вам потребуется много энергии. Однако, как вы увидите в следующем разделе, батареи обычно обеспечивают гораздо меньшую мощность, чем это.

К счастью, маловероятно, что вы будете запускать каждое отдельное устройство в своем доме в любой конкретный день, и еще меньше вероятность того, что вы будете запускать все они одновременно. Что менее интересно, это означает, что вам (или вашему установщику) нужно будет рассчитать потребление энергии различными приборами в вашем доме или различными цепями на вашей электрической панели (большинство цепей могут выдерживать максимум от 15 до 20 ампер).

Батареи имеют номинальную мощность в кВт и номинальный ток в амперах, поэтому, если вы знаете потребляемую мощность или текущие требования к различным приборам, вам повезло! Если вы случайно не знаете эти значения, вот два ресурса, с которых можно начать: во-первых, наш поясняющий, что такое электрическая нагрузка, и, во-вторых, калькулятор нагрузки для бытовой техники Министерства энергетики США. Определив мощность каждого отдельного устройства, вы можете рассчитать требования к мощности для резервного копирования вашего дома: 200 Вт для холодильника, 20 Вт на лампочку, 25 Вт для зарядного устройства для телефона, 300 Вт для телевизора и т. Д.

Номинальная мощность вашей батареи (мгновенная и непрерывная)

Как только вы узнаете, сколько энергии вам нужно для резервного копирования части или всего вашего дома, вы можете начать определять размер системы накопления энергии соответствующим образом. Есть два ключевых показателя мощности, на которые следует обратить внимание: мгновенная мощность и непрерывная мощность. Мгновенная мощность определяет, можете ли вы обеспечить дополнительную мощность для устройств, которые в ней нуждаются. Например, скважинному насосу или отстойнику может потребоваться много энергии при первом включении, но затем его требования к мощности снизятся на все остальное время, в течение которого вы его используете.Если у вас есть устройство, которому при первом включении требуется скачок напряжения, обязательно внимательно изучите эту спецификацию.

Непрерывная мощность представляет собой количество энергии (в киловаттах), которое ваша батарея может обеспечить стабильно. Это показатель, на который следует обратить внимание, чтобы определить, сколько различных приборов и цепей вы можете включать одновременно в течение нескольких часов. Большинство аккумуляторов имеют постоянную номинальную мощность от 5 до 8 киловатт, что означает, что они могут одновременно питать несколько цепей или несколько приборов.

Факторы, которые влияют на то, как долго вы можете питать свой дом от аккумулятора

При определении того, как долго вы можете питать свой дом от аккумулятора, основными факторами, которые следует учитывать, являются полезная емкость аккумулятора и какие устройства вы используете , и как долго. Но также важно подумать о том, работает ли ваша батарея с солнечной батареей, а также о том, включаете ли вы какие-либо системы управления нагрузкой вместе с вашей системой хранения.

Полезная емкость аккумулятора

Первый фактор, который необходимо знать, – это количество электричества, которое хранит аккумулятор.Если вы изучаете спецификации или расценки на хранилище (что EnergySage позволяет легко сделать с помощью нашего Руководства для покупателя и нашей торговой площадки для сравнения товаров в Интернете), вам следует искать метрику: полезной емкости хранилища . Полезная емкость хранения указана в киловатт-часах (кВтч), поскольку представляет собой использование определенной мощности электроэнергии (кВт) в течение определенного времени (часов).

Чтобы применить это на практике, если у вашей батареи 10 кВтч полезной емкости, вы можете использовать 5 киловатт энергии в течение 2 часов (5 кВт * 2 часа = 10 кВтч) или 1 кВт в течение 10 часов.Как и в случае с телефоном или компьютером, аккумулятор разряжается быстрее, если вы используете устройство больше.

Какие бытовые приборы и как долго вы используете

Когда вы знаете, сколько полезной емкости имеет ваша батарея, и энергопотребление ваших бытовых приборов, следующим шагом будет определение того, какие устройства вы планируете использовать и как долго? я смогу их использовать. Если ваша батарея имеет полезную емкость 10 кВтч, вы можете питать:

• воздушный тепловой насос мощностью 3500 Вт в течение менее 3 часов;
• ТВ 300 Вт на 33 часа;
• Холодильник 200 Вт на 50 часов;
• Пять лампочек мощностью 20 Вт на 100 часов;
• Зарядное устройство для телефона 25 Вт на 400 часов;
• Или WiFi-роутер мощностью 6 Вт на 1600 часов.

Скорее всего, вы будете запускать несколько устройств одновременно, что делает расчет резервного копирования более динамичным со многими компромиссами. Например, если вы включите телевизор на два часа, это на три часа меньше, чем вы сможете запустить холодильник. Но если вы планируете поддерживать в рабочем состоянии все необходимое – телефоны, компьютеры, Wi-Fi, холодильник и некоторые светильники – во время перебоев в работе, вы можете рассчитывать, что батарея емкостью 10 кВт-ч обеспечит их работу в течение почти 24 полных часов.

Независимо от того, подключена ли ваша батарея к солнечной батарее

Если вы установите автономную батарею, то в случае выхода из строя сети у вас не будет возможности подзарядить батарею до тех пор, пока сетевое обслуживание не будет восстановлено.Поэтому, если вы испытываете частые, но непродолжительные отключения электричества, автономная батарея – отличный способ сохранить ваш дом в рабочем состоянии, пока у вас нет электричества. Но если вы испытываете более длительные перебои в работе – до суток и более, – автономная батарея не является подходящим решением для резервного питания.

В этом случае лучше всего подключить батарею к системе солнечных батарей. Когда вы соединяете солнечную батарею с накопителем, вы можете обеспечивать резервное питание для своего дома на неопределенный срок, пока солнце продолжает восходить. Даже если у вас облачный день или два, как только солнце снова начнет светить в полную силу, вы можете подзарядить аккумулятор и поддерживать дом под напряжением, даже если остальная часть вашего квартала остается в темноте.

Как устройства управления нагрузкой могут увеличить емкость накопленной энергии

---

Поскольку батареи не имеют достаточной выходной мощности для одновременного резервного копирования всего вашего дома, большинство систем хранения включает панель критической нагрузки, вторичную электрическую панель с меньшим количеством цепей, которые могут питаться от батареи во время отключения электроэнергии. Идея состоит в том, что если вы не заметите, что произошел сбой, и попытаетесь включить кондиционер и стиральную машину одновременно, это может привести к повреждению многих электрических компонентов в вашей батарее.Очень часто, если вы устанавливаете аккумулятор, вам нужно решить, какие розетки, комнаты и устройства вы хотите использовать для резервного питания на протяжении всего срока службы аккумулятора.

Но если вы устанавливаете аккумулятор с устройством управления нагрузкой, например интеллектуальной электрической панелью от Span, Lumin, Schneider или других, или чем-то вроде интеллектуальных модулей управления Generac, то вы можете позволить программной системе эффективно и безопасно работать с аккумулятором. . Больше нет необходимости в панелях критической нагрузки: вы можете поддерживать каждую или почти каждую цепь с питанием от батареи, а система управления нагрузкой поможет вам не перегружать батарею, включая слишком много вещей одновременно во время отключения.

Как рассчитать, сколько из вашего дома вы можете проработать от аккумулятора и как долго

Вообще говоря, аккумулятор с постоянной мощностью 5 кВт сможет питать сразу несколько различных устройств: холодильник (800 Вт для запуска, 200 Вт для работы), вентилятор печи для газового обогрева (600 Вт), зарядные устройства для сотовых телефонов (25 Вт на батарею), WiFi-роутер (6 Вт), дюжина лампочек (21 Вт на лампочку, ~ 250 Вт), телевизор (300 Вт) и даже микроволновая печь (800 Вт) или кофейник (900 Вт). В зависимости от того, чем еще вы пользуетесь, вы можете даже запустить стиральную машину (800 Вт) или посудомоечную машину (1800 Вт).

Можно ли поддерживать домашний климат в кондиционере, не используя одну батарею? Возможно, но маловероятно: типичный блок переменного тока может иметь потребляемую мощность 5 кВт, в то время как более эффективный тепловой насос с воздушным источником может использовать около 3 кВт мощности для обогрева и охлаждения вашего дома.

И, что наиболее важно, вам нужно помнить, как долго вы планируете использовать каждое устройство – чем дольше вы держите каждое устройство включенным, тем меньше у вас будет накопленной энергии для питания других устройств, чтобы вы могли прожить ночь. или в следующий солнечный день.Если вы держите телевизор включенным весь день каждый день, он будет потреблять более 7 кВтч электроэнергии в день, что составляет значительную часть типичных 10 кВтч полезного хранилища энергии, которое есть у многих аккумуляторов.

При сравнении вариантов аккумуляторов проверьте, сообщит ли приложение для аккумуляторов (или приложение от вашего инвертора или интеллектуальной электрической панели), сколько времени работы у вас осталось при различных сценариях и условиях использования.

Получите расценки на хранение на EnergySage сегодня!

Если вас интересует система «солнечная энергия плюс накопитель» для резервного питания, лучше всего начать с индивидуальных предложений от местных компаний, занимающихся солнечной энергией и хранением.Не смотрите дальше, чем EnergySage! Вы можете зарегистрироваться, указав только адрес электронной почты, свой физический адрес и оценку вашего ежемесячного потребления электроэнергии, и мы предоставим вам индивидуальные расценки на солнечную энергию и хранилище от семи местных установщиков. Посмотрите, сколько вы можете сэкономить с помощью солнечной энергии – и резервной копии с помощью хранилища – сегодня!

содержимое хранилища

Узнайте, сколько стоит солнечная энергия + хранилище в вашем районе в 2021 г.

Создание аккумуляторной батареи с использованием батарей в ампер-часах – База знаний BatteryGuy.com

В этой статье мы рассмотрим различные способы создания аккумуляторного блока (и способы не делать этого) для аккумуляторов с номиналом в ампер-час (и способы не делать этого).На иллюстрациях мы используем герметичные свинцово-кислотные батареи, но эти концепции верны для всех типов батарей.

Шпаргалка по батарейному блоку для батарей с номиналом в ампер-часах

Если вы знаете свои аккумуляторы и просто ищете бегунок памяти, вот шпаргалка по банку аккумуляторов. Более подробные объяснения и руководства показаны ниже.

В этой памятке излагаются передовые методы построения аккумуляторных батарей с использованием ампер-часов. Макеты, отмеченные красным крестиком, могут работать, но сократят срок службы отдельных батарей.

Что такое аккумуляторные батареи и зачем они нужны?

Блок батарей – это просто набор батарей, соединенных определенным образом для обеспечения необходимой мощности. Иногда аккумуляторные батареи являются предпочтительным выбором по сравнению с простой покупкой одной большой батареи по таким причинам, как:

• Стоимость – ряд небольших батарей может быть дешевле купить, особенно если они популярны и поэтому есть несколько производителей или поставщиков, из которых можно выбрать.
• Space – несколько маленьких батареек можно разместить в неудобных местах, где не поместится большой прямоугольный блок.
• Гибкость – вы можете изменить расположение батарейного блока, чтобы получить разные напряжения и ампер-часы, вместо того, чтобы зависать от одной батареи с одним напряжением и одним выходом в ампер-часах.

Создание аккумуляторной батареи в ампер-часах

В этой статье мы покажем, как батареи могут быть соединены вместе, чтобы получить разную емкость (выходное напряжение и ампер-час).

В нашем примере мы будем использовать несколько 6-вольтовых батарей по 4,5 ампер-час, как показано ниже:

Количество батарей	Электропроводка	Выход
2	Подключено параллельно	6 В, 9 Ач
2	Последовательное соединение	12 вольт, 4.5 Ач
4	Подключено параллельно	6 В, 18 Ач
4	Последовательное соединение	24 В, 4,5 Ач
4	подключен параллельно и последовательно	12 В, 9 Ач

Итак, приступим!

Параллельное подключение двух батарей ампер-часов

Две батареи, подключенные параллельно

Чтобы рассчитать мощность при параллельном подключении, сложите номиналы Ач.В данном случае 4,5 Ач + 4,5 Ач = 9 Ач . Напряжение не меняется. Обратите внимание на способ подключения прибора. Многие источники, объясняющие параллельное подключение, вместо этого предлагают следующее:

2 батареи подключены параллельно неправильно. Батарея, ближайшая к прибору, изнашивается быстрее.

Это будет работать, но на ближайшую к прибору батарею будет большая нагрузка, что означает, что батареи не будут изнашиваться равномерно. Это особенно верно для аккумуляторов глубокого разряда, которые предназначены для регулярной разрядки и перезарядки.

Параллельное подключение четырех батарей ампер-часов

Аккумуляторы на 4 ампер-часа, подключенные параллельно, правильно

Чтобы рассчитать выходную мощность при параллельном подключении, сложите номиналы ампер-часов. В данном случае 4,5 Ач + 4,5 Ач + 4,5 Ач + 4,5 Ач = 18 Ач . Напряжение не меняется. Опять же, обратите внимание на способ подключения батарейного блока к прибору, так что нагрузка распределяется равномерно на все батареи. Некоторые источники предполагают следующее:

Аккумуляторы на 4 ампер-часа подключены параллельно неправильно.Батареи, расположенные ближе всего к прибору, изнашиваются первыми.

Эта схема будет работать, но увеличивает нагрузку на батареи ближе к прибору, что приводит к их более быстрому износу, особенно если это батареи глубокого разряда, предназначенные для регулярной разрядки и перезарядки.

Последовательное подключение двух батарей ампер-часов

Две батареи в ампер-часах, подключенные последовательно.

При последовательном подключении выходная мощность в ампер-часах не изменяется, но напряжение становится суммой батарей.В этом случае напряжение рассчитывается как 6 вольт + 6 вольт = 12 вольт . Номинальное значение в ампер-часах не изменилось и составляет 4,5 Ач.

Последовательное подключение четырех батарей ампер-часов

Четыре батареи по ампер-часу, соединенные последовательно.

Опять же, чтобы рассчитать выходное напряжение, достаточно сложить напряжения всех отдельных батарей вместе. Здесь будет 6 вольт + 6 вольт + 6 вольт + 6 вольт = 24 вольт . Сила тока такая же, как на одну батарею – 4,5 Ач

Подключение аккумуляторов последовательно и параллельно

Когда вы соединяете батареи параллельно, вы, по сути, просто превращаете каждую батарею в элемент более крупного блока.Так, например, вы можете расположить каждую пару параллельно, а затем соединить две пары последовательно, как показано ниже:

Четыре батареи. Две пары, подключенные параллельно, а затем каждая пара, подключенная последовательно

Для расчета выходной мощности мы имеем:

• Две пары подключены параллельно. Каждая пара имеет выходную мощность в ампер-часах 4,5 Ач + 4,5 Ач = 9 Ач , но поскольку они подключены параллельно, их напряжение остается неизменным и составляет 6 вольт.
• Затем пары соединяются последовательно, так что напряжение складывается из каждой пары: 6 вольт + 6 вольт = 12 вольт .
• В итоге получается аккумуляторная батарея с выходной мощностью 9Ач и 12 вольт .

Вы можете продолжать увеличивать масштаб по мере необходимости. Все, что вам нужно помнить, это то, что каждый набор батарей, подключенных параллельно, дает одинаковый выход.

Соединения и проводка

Для достижения ожидаемых результатов с аккумуляторным блоком и обеспечения безопасности убедитесь в следующем:

1. Используйте правильные разъемы , которые будут определяться клеммой аккумулятора (см. Статью [ссылка на типы клемм аккумулятора]).Убедитесь, что если вам нужно подключить два провода к одной клемме, у вас есть разъем, предназначенный для подключения двух проводов. Хотя зажимы можно использовать временно, они не рекомендуются, поскольку они не всегда обеспечивают надежное соединение и могут легко отсоединиться, что повышает риск короткого замыкания, которое может повредить батареи и вызвать поражение электрическим током.
2. Используйте правильный калибр проводки для схемы, которую вы создаете (см. [Ссылка на калькулятор проводки]). Если провод слишком тонкий, он может перегреться, что приведет к короткому замыканию, поражению электрическим током, повреждению аккумулятора или даже возгоранию.

Батарейные блоки с разными значениями ампер-часов или напряжением

Пока что во всех примерах использовались одинаковые батареи, но что, если у вас есть разные батареи, которые вы хотите соединить вместе?

Эта схема будет работать теоретически, но на самом деле она сократит срок службы батарей. То же самое и с номинальными токами.В результате батареи меньшего размера будут чрезмерно разряжаться и заряжаться, в то время как батареи большего размера не будут заряжаться полностью. В исключительных случаях чрезмерно разряженный аккумулятор может протечь или взорваться. Подробную информацию см. В разделе «Последовательное подключение батарей».

Подключение аккумуляторов с разным номинальным током в серии – как и при разном напряжении, батареи с меньшим номиналом тока разряжаются быстрее и глубже, чем они рассчитаны на то, чтобы выдерживать. Подробную информацию об этом процессе и о том, почему он происходит, см. В разделе «Последовательное подключение батарей».

Параллельное подключение аккумуляторов с разным напряжением – это идея «никогда, никогда». Батарея большего номинала будет пытаться зарядить меньшую, что в лучшем случае приведет к повреждению батареи или возгоранию и взрывам в экстремальных ситуациях, когда напряжения существенно отличаются или используются первичные (одноразовые) батареи. Подробнее об этом см. Параллельное подключение батарей.

Параллельное подключение аккумуляторов с разным номиналом тока – это возможно, но, опять же, реальность такова, что аккумуляторы с разным номиналом тока обычно имеют разное напряжение ячеек (независимо от того, что на самом деле написано на этикетке), что может привести к проблемам при попытке зарядки аккумуляторов. друг друга и уравновешивают напряжения в цепи.Подробную информацию см. В разделе «Параллельное подключение батарей».

В качестве примера изображенная схема теоретически верна, потому что на бумаге каждая строка имеет выход 9 Ач и 6 вольт. Однако небольшие различия в производственном процессе между двумя моделями могут вызвать проблемы.

Допустим, две большие 6-вольтовые батареи действительно 6-вольтовые, но три меньших 6-вольтовых батареи на самом деле имеют 6,2 вольт, несмотря на то, что написано на этикетке. Здесь мы столкнемся с перезарядкой и разрядкой больших аккумуляторов, что сократит их срок службы.

Он будет работать, но этот аккумуляторный блок не прослужит столько, сколько состоит из идентичных аккумуляторов.

Роль возраста и химии в напряжении и амперах

Всегда следует помнить, что возраст и химический состав влияют на напряжение и амперную емкость батарей, как одноразовых, так и аккумуляторных.

Возраст – Все одноразовые батареи саморазряжаются, а все аккумуляторные постепенно теряют способность полностью заряжаться по мере взросления.Таким образом, даже если у вас есть батареи той же марки и марки, если одна из них значительно старше других, это то же самое, что смешивать батареи с разным напряжением и емкостью

А.

Химия – Даже тесно связанные батареи (например, герметичные свинцово-кислотные батареи и заливные свинцово-кислотные батареи) ведут себя по-разному при зарядке и разряде, поэтому важно убедиться, что все блоки в батарейном блоке имеют одинаковый химический состав. во избежание чрезмерной разрядки и перезарядки некоторых устройств.

Передовой опыт работы с аккумулятором

Как обсуждалось выше, строительство батарейных блоков с использованием различных батарей с разным напряжением и номинальной емкостью в ампер-часах может повредить батареи и в экстремальных обстоятельствах привести к взрывам или пожарам. Даже батареи с одинаковым напряжением и номиналом в ампер-часах могут вызвать повреждение, если смешать старые и новые блоки. Этих проблем можно избежать только с помощью правильных инструментов и схем. Без них лучше использовать:

• батареи того же напряжения и номинала в ампер-часах
• батареи того же возраста и типа химии
• в идеале аккумуляторы одной марки от одной компании и, если возможно, из одной партии

… и если у вас возникла проблема с аккумуляторным блоком из-за одной неисправной батареи, замените все батареи, а не только неисправную.

Максимальный размер аккумуляторной батареи

Большой аккумуляторный блок. Изображение с сайта solarpowerindonesia.com

На самом деле нет никакого максимума. Некоторые аккумуляторные батареи огромны, как изображенный здесь, который предназначен для хранения энергии от солнечных панелей.

В этом типе применения батарейный блок должен хранить огромное количество энергии, и это наглядный пример того, как много меньших батарей, соединенных вместе, гораздо практичнее, чем большие батареи.

Поврежденные или изношенные блоки можно легко заменить, а размер аккумуляторной батареи можно увеличивать или уменьшать на небольшие количества по мере необходимости.

Чтобы представить это, предположим, что каждый длинный ряд батарей в комнате имеет выходное напряжение 240 В и 500 ампер-часов, а три ряда соединены параллельно, поэтому общая выходная мощность батарейного блока составляет 240 вольт и 1500 ампер-часов (500 Ач х 3 ряда).

Инженеры решили, что теперь им действительно нужно 2000 ампер-часов, поэтому все, что им нужно сделать, это добавить еще один идентичный ряд, подключенный параллельно, для достижения своей цели.

Заменить один или заменить все аргумент

Теперь вы, возможно, заметили, что выше есть противоречие.Ранее мы упоминали, что если одна батарея выходит из строя в вашем батарейном блоке, вам следует заменить все блоки, но когда мы говорим об очень больших батареях, мы говорим, что эта практика не всегда соблюдается.

Решение более точно основано на ряде факторов, позволяющих сбалансировать стоимость и срок службы:

• СЦЕНАРИЙ 1 : Если батарейный блок довольно новый (скажем, 6 месяцев назад) и одна батарея вышла из строя, это, вероятно, связано с производственной ошибкой. В этом случае поиск новой батареи (в идеале от того же производителя) для замены этого единственного устройства будет лучшим подходом, особенно если аккумуляторный блок очень большой.
• СЦЕНАРИЙ 2 : Если срок службы блока батарей подходит к концу, замена каждого отдельного блока по мере его выхода из строя быстро повредит эти новые батареи и сократит срок их службы, что приведет к постоянному порочному циклу замен, который был бы экономически невыгоден. в среднесрочной или долгосрочной перспективе. Таким образом, в этой ситуации следует заменить все батареи в банке.
• СЦЕНАРИЙ 3 : Если аккумуляторный блок находится на середине срока службы и одно устройство выходит из строя, то его можно заменить новым, при условии, что аккумуляторный блок оснащен правильной схемой, чтобы сбалансировать зарядку и разрядку на новый блок. .Стоимость такой схемы имеет экономический смысл в крупных коммерческих банках аккумуляторных батарей.

Емкость батареи – обзор

20.2.3 Емкость батареи

Емкость батареи соответствует количеству электрического заряда, которое может быть накоплено во время заряда, сохранено во время пребывания в разомкнутой цепи и высвобождено во время разряда в реверсивном устройстве. манера. Это достигается интегрированием тока разряда, начиная с полностью заряженной батареи и заканчивая процесс разряда при определенном пороге напряжения, часто обозначаемом как напряжение отсечки или U _{cut_off} , достигнутом в момент t _{cut_off} .В этом случае она обозначается как разрядная емкость или C _d , а в случае электрохимии свинцово-кислотных аккумуляторов она может быть выражена как

(20,5) Cd = ∫0tcut_offIdt = −2FMPbO2 (mPbO2initial − mPbO2cut_off ) = – 2FMPb (mPbinitial − mPbcut_off)

Уравнение (20.5) показывает, что емкость батареи пропорциональна количеству активных материалов, которые могут быть преобразованы электрохимически, пока напряжение батареи не достигнет порогового значения напряжения U _{cut_off} .Знак разрядной емкости отрицательный; однако на практике его значение рассматривается как модуль. Когда батарея разряжается постоянным током, ее емкость определяется формулой C _d = I · t _d , где t _d – продолжительность разряда. Когда последнее выражается в часах, типичной единицей измерения емкости аккумулятора является ампер-час.

Разрядная емкость новой батареи (т. Е. До заметного начала деградации батареи) является функцией температуры и профиля тока разряда.Основным этапом разработки каждого алгоритма управления батареями является оценка зависимости разрядной емкости от тока и температуры. Обычно это делается путем подвергания одной или нескольких идентичных батарей или элементов нескольким циклам заряда / разряда при постоянной температуре с использованием гальваностатического разряда с разными токами разряда и фиксированным режимом полной перезарядки. Процедура повторяется при нескольких разных температурах. При разработке такого плана экспериментов следует учитывать типичную скорость разрушения батареи при циклическом включении.Для аккумуляторов, скорость старения которых в режиме глубокого цикла высока (например, свинцово-кислотные аккумуляторы с тонкими пластинами и решетками, не содержащими сурьмы), количество таких глубоких циклов определения характеристик должно быть меньше, а количество экспериментальных точек на батарею должно быть ограничено. может быть компенсировано тестированием большего количества батарей.

Зависимость разрядной емкости от тока разряда часто соответствует уравнению Пойкерта [2]:

(20,6a) Cd = K · I1 − n

, где K и n – эмпирические константы.Коэффициент n сильно зависит от конструкции электродов. Например, свинцово-кислотные батареи с толстыми пластинами имеют значение n в диапазоне 1,4 [3], а для конструкций с более тонкими пластинами n находится в диапазоне 1,20–1,25 [4]. Для таких технологий, как литий-ионные батареи, где пластины очень тонкие (в диапазоне 0,2–0,3 мм), значение n близко к 1 [5]. В этом случае уравнение Пойкерта и соответствующие экспериментальные данные могут быть представлены с использованием продолжительности разряда t _d вместо емкости:

(20.6b) td = K · I − n

Когда экспериментальные данные t _d (I) построены в двойных логарифмических координатах, уравнение (20.6b) преобразуется в прямую линию с наклоном, равным к коэффициенту n . Уравнение Пейкерта демонстрирует одну и ту же тенденцию почти для всех типов первичных и аккумуляторных батарей – чем выше ток разряда, тем меньше емкость. Последнее с электрохимической точки зрения соответствует меньшему количеству активных материалов, превращающихся в продукты разряда.В технологии аккумуляторов степень этого преобразования обозначается как «использование активных материалов». Уменьшение использования активных материалов при высоких токах разряда очень часто можно приписать эффектам диффузии. Например, в случае разряда свинцово-кислотной батареи (уравнения (20.1a) и (20.1b)) серная кислота, необходимая для преобразования PbO ₂ и Pb в PbSO ₄ , должна диффундировать из объема электролита. к геометрической поверхности электрода, а затем внутрь его пористого объема.При высоких токах разряда электролит из объема элемента, расположенного между пластинами батареи, не успевает диффундировать внутри объема пластин, где он быстро истощается из-за электрохимических реакций. Это приводит к развитию локальных градиентов концентрации и появлению диффузной поляризации [6]. Последнее вызывает быстрое снижение напряжения разряда ячейки. По логике вещей, мы можем достичь большей емкости при более высоких токах только в аккумуляторных технологиях, использующих конструкции ячеек с более тонкими пластинами, где диффузия происходит быстрее.

Уравнение Пейкерта имеет различный диапазон применимости для каждой аккумуляторной технологии – для очень высокого и очень низкого тока разряда оно больше не действует. Следует отметить, что точный алгоритм BMS должен также полагаться на набор параметров n и K , измеренных для конкретного типа батареи, используемой в энергетической системе, т. Е. Пара «батарея плюс BMS» ведет себя как ключ и замочная скважина.

Уравнение (20.6b) может использоваться для объяснения терминов «номинальная емкость» и «номинальный ток», которые часто используются в аккумуляторной практике.Здесь «номинальный» соответствует выбору тока, который соответствует заданной продолжительности разряда (или желаемой автономности), или наоборот – как долго мы будем работать от батареи при приложенном токе разряда. Таким образом, ток, соответствующий 20-часовому разряду, обозначается как 20-часовой номинальный ток или I ₂₀ (или I _20h ). Когда последнее умножается на 20 часов, произведение обозначается как 20-часовая номинальная производительность C ₂₀ (C _20h ).

Другой термин, связанный с емкостью батареи, – это «номинальная емкость» (или емкость, указанная на паспортной табличке), обозначенная как C _n . Определение C _n часто связано с определенным приложением или стандартом тестирования батарей. Например, номинальная емкость свинцово-кислотных аккумуляторов для запуска, освещения и зажигания обычно совпадает с 20-часовой номинальной емкостью C _20h . Номинальная емкость может использоваться для выражения плотности тока заряда и разряда в виде рейтинга C, представленного как отношение между номинальной емкостью и “ целевой ” длительностью разряда или заряда (последняя отличается от реальной продолжительности заряда или продолжительности заряда). увольнять).Таким образом, для тока, предназначенного для зарядки или разрядки аккумулятора в течение 10 часов, плотность тока выражается как C _n /10 час. Более высокие токи, такие как C _n /1 ч, обозначаются как 1 C, C _n /30 мин как 2 C, C _n /15 мин как 4 C и т. Д. позволяет применять одинаковые условия тестирования к батареям разного размера и надежно сравнивать полученные результаты. Удобство такого подхода связано с большой разницей между возможностями тестирования аккумуляторов в лаборатории, на которую возложена задача разработки BMS, и фактическими размерами установки для аккумулирования энергии.Обычно стенды для проверки аккумуляторных батарей предназначены для проверки ячеек в диапазоне напряжений 0–5 В и тока ± 5–50 А (чем выше ток, тем дороже оборудование). Во многих реальных аккумуляторных установках для хранения возобновляемой энергии и поддержки сети типичный диапазон постоянного напряжения составляет 400 В, а токи могут достигать 500–1000 А в случае, когда используются огромные аккумуляторные элементы, что свидетельствует о том, что BMS фактически экстраполирует лабораторные характеристики элементов и батарей меньшего размера, чтобы контролировать и прогнозировать работу крупногабаритных аккумуляторов энергии.

Какой размер инвертора мне нужен? – Магазин инвертора

Описание проекта

Какой размер инвертора мне нужен?

Инвертор должен обеспечивать две потребности – пиковую или импульсную мощность и обычную или обычную мощность.

• Помпаж – это максимальная мощность, которую инвертор может подавать, обычно в течение короткого времени (обычно не дольше секунды, если не указано в технических характеристиках инвертора).Некоторым приборам, особенно с электродвигателями, требуется гораздо больший пусковой импульс, чем при работе. Насосы, компрессоры, кондиционеры – наиболее распространенный пример, другой распространенный пример – морозильные камеры и холодильники (компрессоры). Вы хотите выбрать инвертор с постоянным номиналом, который будет выдерживать нагрузку на ваш прибор, чтобы вы не сгорели преждевременно. Не полагайтесь на скачок напряжения инвертора для запуска вашего оборудования, потому что инверторы не любят работать в своем режиме скачка напряжения, если производитель не заявляет о более длительном времени скачка напряжения, чем обычно.
• Типичный – это то, что инвертор должен обеспечивать на постоянной основе. Это непрерывный рейтинг. Обычно это намного меньше, чем всплеск. Например, это то, что тянет холодильник после первых нескольких секунд, необходимых для запуска двигателя, или то, что требуется для запуска микроволновой печи, или то, что в сумме дадут все нагрузки. (см. примечание о мощности устройства и / или номинальных значениях на табличке с именем в конце этого раздела).

Для определения размера можно использовать следующую формулу:

Вольт * Ампер = Ватт

или

Ватт / Вольт =

ампер

1250 Вт Пример:

1250/120 В перем. Тока = 10.41 ампер переменного тока (типичное число, указанное на оборудовании)

или

1250/12 В = 104,1 А постоянного тока (разряд батареи в час)

Вот пример:

Во-первых, вам нужно определить, какие элементы вам нужно запитать во время сбоя питания и на какое время. Вот краткий пример (требования к мощности различаются):

• Фары – около 200 Вт
• Холодильник – около 1000 Вт
• Радио – около 50 Вт
• Нагреватель – около 1000 Вт

Общая необходимая мощность составляет 2250 Вт.Холодильник и обогреватель имеют требования к пусковой мощности, поэтому давайте предоставим удвоенную постоянную мощность для пусковых требований. 2250 * 2 = 4500 Вт

Чтобы получить общую оценку ватт для всех элементов, которые вы планируете использовать с помощью инвертора,

щелкните здесь

Во-вторых, выберите инвертор. Для этого примера вам понадобится инвертор мощностью 4500 Вт. Требуемая непрерывная мощность на самом деле составляет 2250, но при выборе инвертора вы должны спланировать запуск, чтобы инвертор мог с этим справиться.

В-третьих, вам нужно решить, как долго вы хотите работать с мощностью 2250 Вт. Допустим, вы хотите включить эти предметы в течение 8 часов. Это может быть сложно, потому что обогреватели и холодильники работают с перебоями. Предположим, что все устройства будут работать 40% от 8-часового периода, что составляет 3,2 часа фактического времени работы. Нам нужно преобразовать переменный ток в ампер-часы постоянного тока, потому что так рассчитываются батареи.

Чтобы преобразовать ватты переменного тока в амперы постоянного тока в час, необходимо разделить ватты на напряжение постоянного тока (обычно 12 или 24 вольта).Давайте использовать 12 вольт, так как это самый распространенный вариант.

2250 Вт / 12 В = 187,50 А в час

187,50 – теперь ваша потребность в электроэнергии в час

Теперь вы определили, что 187,50 – это ваша потребность в энергии в час, и теперь вам нужно умножить это значение на общее время работы, которое в нашем примере составляет 3,2.

187,50 ампер постоянного тока в час 3,2 часа = 600 ампер постоянного тока

Поскольку вы используете инвертор, вы хотите рассчитать потери при преобразовании мощности, которые обычно составляют около 5%.

(600 ампер постоянного тока * 5%) + 600 ампер постоянного тока = 630 ампер постоянного тока в час (это то количество энергии, которое вам нужно за 8-часовой период работы ваших устройств 40% времени)

В-четвертых, теперь, когда вы знаете, что ваша общая потребляемая мощность составляет 630 ампер постоянного тока, мы можем выбрать источник питания. Наиболее типичные батареи глубокого разряда – 6 или 12 вольт. Я приведу вам два примера с использованием каждого напряжения.

Пример 12-вольтовой батареи: Если вы выберете 12-вольтовую батарею, рассчитанную на 100 ампер постоянного тока, вам понадобится 6 или 7 батарей, включенных параллельно (я объясню, что параллельное и параллельное.серия позже).

630 ампер постоянного тока / батарея 100 постоянного тока = 6,3 батареи

Пример батареи 6 В: Если вы выберете батарею 6 В с номиналом 200 А постоянного тока, вам потребуется 6 батарей, включенных последовательно и параллельно. 3,15 * 2 = 6,3 батарейки Нет, не ошибся. Когда вы используете батареи на 6 вольт, вы должны соединить их последовательно, чтобы достичь напряжения 12 вольт. Затем вы подключаете каждую последовательную пару по 6 вольт параллельно, чтобы создать аккумуляторную батарею на 12 вольт.

Вы спросите, что такое “последовательное” и “параллельное”?

Когда вы подключаете батареи параллельно, вы увеличиваете ток.Когда вы подключаете батареи последовательно, вы увеличиваете напряжение. В мире батарей лучше ограничить количество параллельных строк. Так лучше для вашей энергосистемы. В этом примере я бы порекомендовал использовать батареи на 6 В из-за того, что в этом примере требуется количество батарей.

Как заряжать эти аккумуляторы? Когда у вас будет доступ к городской сети, вам понадобится зарядное устройство для зарядки аккумуляторов. Для большинства аккумуляторов глубокого разряда требуется «умное» зарядное устройство, чтобы оно не повредило аккумуляторы.В этом примере вам понадобится зарядное устройство на 40 ампер, если не больше. Чем больше зарядное устройство, тем быстрее заряжается. Убедитесь, что ваше зарядное устройство предназначено для батарей на 12 вольт, потому что система, которую мы только что определили, является системой на 12 вольт.

Вам также понадобятся кабели. В этом примере требуется кабель 4 AWT (0000) для обеспечения пусковой мощности 4500 Вт. Это огромный кабель. Вы также можете подумать о встроенном предохранителе. Для этого примера идеально подойдет 500 ампер. Чтобы определить размер предохранителя, необходимо разделить мощность переменного тока (пусковую) на напряжение постоянного тока.

4500 Вт / 12 В = 375 А

Вам понадобится предохранитель на 375 ампер или больше. Я рекомендую усилитель на 500 ампер на тот случай, если вы превысите мощность инвертора на 5000 ватт. Это всего лишь краткий пример. Есть много разных способов настроить вашу систему. Можно использовать солнечные батареи, ветер и т. Д.

Определение размера автономной аккумуляторной батареи

Определение размера автономной аккумуляторной батареи

Требования к хранилищу

Если вы хотите отключить свой дом или бизнес от сети, вам понадобится накопитель энергии для энергии, поступающей от ваших солнечных фотоэлектрических панелей и / или ветряных турбин.Батареи – наиболее распространенный способ хранения энергии, они бывают разных типов и размеров. В большинстве автономных систем используются свинцово-кислотные батареи с заливным или герметичным корпусом. Обычно они обеспечивают лучшую плотность энергии по лучшей цене, но в последнее время цены на ионно-литиевые батареи снижаются и в результате становятся все более популярными, поскольку они имеют гораздо более высокую плотность энергии, чем свинцово-кислотные батареи. Это означает, что такое же количество энергии можно хранить в гораздо меньшем пространстве.

Первый шаг к правильному определению размера вашей системы хранения – это определить, сколько энергии вы потребляете в течение обычного дня.Если вы еще не знаете, нажмите здесь, чтобы узнать, как это выяснить. После того, как у вас есть это, вам нужно решить, сколько дней вы хотите хранить, чтобы проживать каждую ночь и несколько дней, когда нет солнечной или ветровой энергии, которую можно было бы использовать. Для большинства регионов достаточно 2-3 дней хранения. Например, если вы хотите установить систему аэрации пруда на солнечной энергии, которая потребляет 2 кВтч в день (24 часа), и вам нужно 2 дня хранения в пасмурную погоду, тогда 2 кВтч x 2 дня = 4 кВтч.Таким образом, вы должны иметь возможность хранить не менее 4 кВтч.

При поддержке

Тип батареи и глубина разряда

Следующий шаг – решить, что вы собираетесь использовать для батарей. Стандартные автомобильные аккумуляторы для запуска двигателей внутреннего сгорания не подходят для этого применения, потому что они не предназначены для постоянной разрядки и зарядки. Они спроектированы так, чтобы оставаться выше определенного напряжения во время работы транспортного средства, чтобы поддерживать работу электрических компонентов с помощью генератора переменного тока и обеспечивать большой мгновенный и короткий всплеск мощности для запуска транспортного средства, называемый током прокрутки.Для автономной аккумуляторной батареи вам понадобятся батареи глубокого разряда, такие как те, что используются в жилых автофургонах, тележках для гольфа, плавучих домах и т. Д. Эти батареи предназначены для постоянной зарядки и разрядки. Поскольку срок службы батареи зависит от того, сколько полных циклов зарядки / разрядки она проходит (полная разрядка и перезарядка), рекомендуется ограничить глубину разрядки (DOD, то есть, насколько низко вы их разрядите), чтобы аккумуляторы не прошли через полный цикл зарядки. Для свинцово-кислотных аккумуляторов рекомендуемый предел DOD составляет ~ 50%.Таким образом, если аккумулятор начинает полностью заряжаться на 100% емкости и израсходует 50% своей энергии перед повторной зарядкой до полной емкости, то это не считается полным циклом зарядки и окажет минимальное влияние на срок ее службы. Понимание и применение рекомендованного DOD означает разницу между сроком службы ваших батарей всего 2 года и 10 лет. DOD для литий-ионных аккумуляторов обычно составляет ~ 75%, поэтому они могут быть более дорогими, но в этом отношении они более снисходительны. Чтобы лучше понять, как напряжение аккумулятора соотносится с его уровнем заряда, см. Таблицу ниже.

Поскольку рекомендуемый DOD снизит количество энергии, которое может быть получено от батареи, это повлияет на то, какая именно емкость вам понадобится. Возвращаясь к примеру аккумуляторной батареи на 4 кВтч, если бы вы установили свинцово-кислотную батарею на 4 кВтч для удовлетворения ваших потребностей в 2 кВтч / день, но могли бы разряжать батареи только до 50%, это означает, что истинная емкость вашего 4-киловаттного банка равна на самом деле только 50% от этой суммы, 2 кВтч.Таким образом, вам придется удвоить размер банка, чтобы удовлетворить ваши требования, то есть: 4 кВтч / 0,5 = 8 кВтч общей мощности.

Если вы используете 75% DOD с литий-ионным аккумулятором на 4 кВтч, то истинная емкость будет только 4 x 0,75 = 3 кВтч. Чтобы получить истинную мощность 4 кВтч при глубине разряда 75%, просто разделите 4 кВтч на 75%:
4 / 0,75 = 5,3 кВтч общей емкости Li-ion.

Залитая свинцово-кислотная батарея

Герметичный свинцово-кислотный аккумулятор

Литий-ионный аккумулятор

Температурный допуск

Мы еще не закончили.Емкость аккумулятора также во многом зависит от температуры. Приведенные выше цифры основаны на батареях, хранящихся при комнатной температуре. Чем холоднее окружающая среда, в которой они находятся, тем меньше энергии они могут хранить. Если ваши батареи будут установлены зимой в холодном помещении, например, в хозяйственном сарае или неотапливаемом гараже, то было бы неплохо построить изотермический ящик или шкаф, чтобы хранить их, чтобы увеличить их емкость. Вы должны стремиться к тому, чтобы температура в аккумуляторном ящике оставалась выше -5 ° C (23 ° F), если это возможно, при этом обеспечивая вентиляцию на открытом воздухе для любого водородного газа, который может образоваться при зарядке аккумуляторов (если они залиты свинцово-кислотными аккумуляторами).Хотя это поможет увеличить емкость, это все же не так хорошо, как хранить батареи при комнатной температуре. Поэтому, чтобы компенсировать неизбежное падение производительности на морозе, вам следует умножить общую мощность в идеальных условиях на 1,5. Например, батарея свинцово-кислотных аккумуляторов мощностью 8 кВтч / 4 кВтч при 50% DOD, рассчитанная на предыдущем шаге, должна составлять 8 x 1,5 = 12 кВтч общей емкости для удовлетворения тех же потребностей в энергии, если они хранятся в холодной среде. Если они собираются хранить в помещении при комнатной температуре или близкой к ней, вам не о чем беспокоиться.Тем не менее, заливные свинцово-кислотные батареи все равно нужно будет вентилировать на открытом воздухе, потому что они будут выделять водород во время зарядки, а это очень взрывоопасно.

Напряжение, ампер-часы и конфигурация проводки

Теперь, когда вы знаете, как правильно рассчитать требования к емкости, пришло время подумать, каким будет напряжение вашей системы хранения, и выяснить конфигурацию проводки. Для небольших жилых домов и кемпингового оборудования напряжение обычно составляет 12 В. Большинство крупных автономных систем (~ 500 Вт +) обычно подключаются к более высокому напряжению для повышения эффективности, обычно 24-48 В.В случае с системой аэрации, работающей на солнечной энергии, я бы выбрал аккумуляторную батарею на 24 В.

Определив системное напряжение, мы можем определить общую емкость аккумуляторной батареи в ампер-часах, чтобы точно определить, сколько аккумуляторов необходимо для создания банка. Если банк построен для хранения 8 кВтч энергии при ~ 24 В, тогда общая емкость в ампер-часах должна быть: Ач = Втч / В = 8000/24 ​​= 333,3 ампер-часов.

Батареи производятся в диапазоне напряжений и ампер-часов, обычно 2 В, 6 В и 12 В, а также от 30 Ач до более 1000 Ач.Поскольку в нашем примере с аэратором для пруда требуется аккумуляторная батарея на 24 В, это означает, что между как минимум двумя батареями будут последовательные соединения для увеличения напряжения. При подключении батарейного блока вы можете использовать две разные конфигурации или их комбинацию: последовательную и параллельную. При последовательном подключении вы подключаете отрицательную клемму одной батареи к положительной клемме другой батареи. Это связывает их вместе, так что ток последовательно течет от одной батареи к другой. Это создает новую, более крупную батарею (банк) с той же емкостью в ампер-часах, что и отдельные батареи, но в два раза большим напряжением в целом.Например, если они рассчитаны на 12 В и 200 ампер-час каждая, то две последовательно соединенные батареи все равно будут иметь емкость 200 ампер-час, но при 24 В вместо 12 В. При параллельном подключении вы подключаете положительный вывод. от одной батареи к + на другой, и то же самое с отрицательными выводами. В примере с батареей 12 В / 200 Ач, когда вы подключаете их параллельно и размещаете выводы мультиметра по обе стороны от батареи для измерения напряжения, он все равно должен показывать 12 В.Но вместо этого емкость в ампер-часах удваивается с 200 до 400. Однако в любой конфигурации общая мощность в ватт-час или кВтч остается неизменной. Помните, что вольт x ампер = ватт. Таким образом, 12 В x 400 ампер-час = 4800 ватт-часов (или 4,8 кВтч), а 24 В x 200 ампер-час по-прежнему = 4800 ватт-часов.

Конфигурация проводки серии для удвоения напряжения

Конфигурация параллельной проводки для удвоения ампер-часов

Когда дело доходит до выбора батареи с правильными характеристиками, подходящей для вашей системы, лучше всего начать с рассмотрения батареи с номинальной емкостью в ампер-часах, которая составляет как минимум половину того, что требуется для создания аккумуляторной батареи, если не полная мощность, почему будет объяснил позже.Из наших расчетов для аэратора пруда мы знаем, что нам понадобится всего 333,3 Ач при 24 В, чтобы получить 8 кВт (2 дня) накопления энергии. Округлим полученное значение до 350 Ач и разделим на 2 = 175 Ач, так что емкость отдельной батареи для блока аэратора пруда должна быть не менее 175 Ач.

Теперь у нас есть несколько вариантов. Например, троян DC500ML рассчитан на 12 В и 450 Ач, что вполне достаточно. В этом случае нам просто нужно последовательно соединить две из этих батарей вместе, как показано на изображении выше, и у нас будет 24 В / 450 Ач или 10.Аккумуляторная батарея на 8 кВтч. Больше, чем нам нужно 8 кВтч. Меньшее количество батарей означает меньшее количество подключений, поэтому мы сэкономим на проводке и трудозатратах. Но батареи большего размера не обязательно самые доступные. Все дело в стоимости / кВтч

Другой вариант – Surrette Rolls T12-250. Он рассчитан на 12 В и 200 Ач. Однако, в отличие от батареи троянца, нам понадобится четыре Surrette Rolls такой же емкости. Чтобы увеличить напряжение, нам сначала нужно соединить четыре батареи в две отдельные группы по две последовательно соединенных батареи.Каждая группа называется цепочкой, и последовательные соединения удвоят напряжение с 12 до 24 В. Следующим шагом является параллельное соединение каждой цепочки, чтобы удвоить емкость ампер-часов с 200 до 400 для всего банка.

Помните, я сказал, что номинальная мощность в ампер-часах для отдельной батареи должна составлять половину необходимой? Если в итоге получится меньше половины, тогда нам нужно будет соединить более двух цепочек параллельно. Этого следует избегать любой ценой, потому что средние струны не будут получать такое же количество заряда или разряда, как струны на концах банка, что сделает банк менее надежным и приведет к разряду батарей с разной скоростью.

20-часовой тариф по сравнению с 100-часовым тарифом Еще одна вещь, которую следует учитывать, – это скорость разряда батареи в ампер-часах, которая определяет, насколько тяжелую нагрузку вы можете положить на нее, и при этом получить номинальную емкость – чем больше вы работаете с аккумулятором, тем меньше общего количества энергии, которое будет быть доступным для вас.Производители предлагают два варианта компенсации: скорость разряда 100 часов и скорость разряда 20 часов. Таким образом, если батарея рассчитана на 400 Ач при 100 часов, это означает, что вы можете рассчитывать на получение полных 400 Ач, потребляя от нее 4 А в течение 100 часов: 400/100 = 4. Если батарея рассчитана на 400 Ач при 20 часах. часов, это означает, что вы можете рассчитывать получить полные 400 Ач, потребляя 20 ампер в течение 20 часов: 400/20 = 20. Другими словами, если вы попытаетесь непрерывно потреблять более 20 ампер из 100-часовой батареи, вы выиграете » т получить из него полные 400 ампер-часов.Но, как правило, в автономных системах используются батареи со 100-часовым номиналом, потому что они обычно более доступны, а емкость банка достаточно велика, чтобы выдерживать большую нагрузку, не перегружая каждую отдельную батарею и не снижая ее емкость экспоненциально – потребление тока делится на две части. по всему банку, поэтому чем больше батарей, тем меньше тока должна выдавать каждая из них, чтобы удовлетворить спрос. Вот и все. Это все, что вам нужно знать, чтобы вооружиться, когда вы собираетесь покупать аккумуляторы для своей автономной системы.Опять же, батареи бывают разных типов и размеров. Ваш аккумуляторный блок как будто не более важен, чем ваши панели или турбина. Вы можете потерять свой массив, но по-прежнему иметь бесперебойное питание от батарей, и использовать резервный бензиновый генератор для его подзарядки, если / когда это необходимо. Однако если вы потеряете аккумуляторную батарею, вы будете полагаться исключительно на резервный генератор. Так что не торопитесь, чтобы посчитать и сделать все правильно.

Формулы расчета защиты электрической мощности

Приведенная ниже информация предназначена только для ознакомления и общего обсуждения проекта.Замеры и расчеты для вашего конкретного проекта должны выполняться сертифицированными инженерами. Краткое изложение терминов можно найти в глоссарии нашего веб-сайта.

Полная мощность (ВА, кВА или МВА)

Полная мощность – это ток, потребляемый нагрузкой при заданном напряжении питания, измеренный в ВА, кВА или МВА. Это общепринятая формула для определения размеров ИБП и стабилизаторов напряжения при рассмотрении оборудования, связанного с ИТ (нелинейные нагрузки).

Полная мощность (ВА) = Напряжение питания (В) x Амперы (А)

В формуле (В) – это среднеквадратичное значение (RMS) напряжения питания.Амперы – это ток, потребляемый нагрузкой, который следует измерять при запуске и во время работы.

Однофазные нагрузки: , если электрическое устройство подключено к однофазной сети 230 В переменного тока и ток, потребляемый этим устройством, составляет 10 А, результирующее значение ВА будет:

10 × 230 = 2300 ВА или 2,3 кВА

Трехфазные нагрузки: трехфазный ИБП мощностью 15 кВА подает 5 кВА на фазу. Для выбора трехфазного ИБП необходимо сначала рассчитать общую кВА на фазу, а затем сравнить ее, чтобы обеспечить сбалансированное распределение нагрузки по фазам.Затем следует использовать максимальное значение кВА на фазу для расчета ИБП в целом. Например, если максимальная нагрузка составляет 10 кВА, то ИБП должен быть рассчитан на 30 кВА (3 × 10 кВА).

Реальная мощность (Вт, кВт, МВт, ГВт)

Вт – это единица измерения реальной мощности (также называемой активной мощностью), рассеиваемой нагрузкой. Это значение обычно используется для расчета размера генератора или батареи. Некоторые ИБП теперь используют реальную мощность в качестве номинала, поскольку у них есть коэффициент мощности Unity, и поэтому их можно рассматривать как потребляющие их мощность как нагрузку линейного типа.

Реальная мощность (Вт) = напряжение питания (В) x амперы (A)

Однофазные нагрузки: , если линейное электрическое устройство подключено к однофазному источнику переменного тока 230 В и потребляемый ток составляет 10 А, то рассеиваемая мощность составит:

10 × 230 = 2300 Вт или 2,3 кВт

Трехфазные нагрузки: следует определить максимальную мощность в кВт на фазу и использовать ее для расчета трехфазных требований. Если это максимум 10 кВт на фазу, устройство защиты мощности должно быть рассчитано на 30 кВт (3 × 10 кВт).

Коэффициент роста и запас по нагрузке

Для большинства приложений типичный фактор роста для будущего расширения составляет 25%.

Всего кВА или кВт x 1,25

Также разумной инженерной практикой является создание запаса в 10-20% для снижения нагрузки на компоненты и «износа», то есть для работы ИБП на 80-90% от его номинала. Таким образом, генератор мощностью 100 кВт будет иметь максимальную нагрузку 80-90 кВт.

(общая кВА или кВт x 1,25) / 0,8 или 0,9

Коэффициент мощности

Коэффициент мощности – это отношение реальной мощности (Вт) к полной мощности (ВА) в цепи переменного тока, которое соответствует разности фаз между отображаемыми кривыми напряжения и тока.Коэффициент мощности рассчитывается как десятичное число или процентное отношение, т.е. 0,65 пФ = 65% между 0–1 пФ и 0–100% соответственно. Формулы коэффициента мощности включают:

Коэффициент мощности (пФ) = Активная мощность (Вт) ÷ Полная мощность (ВА) = CosØ

Следовательно, если мы знаем коэффициент мощности и активную мощность, мы можем вычислить:
Полная мощность (ВА) = Реальная мощность (Вт) ÷ Коэффициент мощности (пФ)

Если нам известны полная мощность и коэффициент мощности, мы можем вычислить:
Реальная мощность (Вт) = Полная мощность (ВА) x коэффициент мощности (пФ)

Реактивная мощность

Реактивная мощность – это фактически потраченная впустую мощность и обычно учитывается только при рассмотрении генератора или системы коррекции коэффициента мощности.

Реактивная мощность (ВАр) = √ (Полная мощность² – Фактическая мощность²)

Размер батареи

Нагрузку аккумулятора можно рассчитать по формуле:

Нагрузка батареи (кВт) = (кВА ИБП x коэффициент мощности) / КПД ИБП

Общая нагрузка на батарею с учетом нагрузки на ИБП и потери эффективности внутри самого ИБП. Требуемая нагрузка на батарею и время работы (в минутах) используются для расчета общей емкости батареи в ампер-часах (Ач), необходимой для ряда батарей.

ИБП

и инверторы переменного тока имеют номинальное входное напряжение постоянного тока. Это постоянное напряжение может подаваться одной батареей или несколькими батарейными блоками в цепочке батарей.

Количество батарей в цепочке = шина Vdc инвертора / блок батарей Vdc

Например, для инвертора на 480 В постоянного тока, использующего блоки батарей на 12 В постоянного тока, потребуется одна цепочка из 40 батарей. Если требуется аккумуляторная батарея емкостью 300 Ач и у нас есть блоки аккумуляторных батарей на 150 Ач, для набора аккумуляторов потребуется 2 ряда, чтобы достичь 300 Ач.

Комплект батарей 300 Ач = 2 комплекта батарей по 150 Ач

Общее количество аккумуляторных блоков = 2 × 40 = 80

Время зарядки аккумулятора

Кривая перезарядки нелинейная. Общее практическое правило для перезарядки 80%:

Время зарядки (часов) = Аккумулятор Ач / зарядный ток

Солнечная панель для зарядки аккумулятора

Панели солнечных батарей

имеют пиковую мощность в ваттах (Вт) в стандартных условиях испытаний. Например: 1000 Вт / м² солнечного света («пиковое солнце»), 25 ° C и воздушная масса 1.5. Их мощность зависит от количества поступающего солнечного излучения, температуры модуля (уменьшается с температурой) и напряжения подключенной нагрузки.

Данные о солнечном свете представлены в виде «средних дневных часов пиковой нагрузки» на данном участке. Например, дневная солнечная радиация усредняется, чтобы получить эквивалентное количество часов «пикового солнечного света» (или кВтч / м²).

Для приложений зарядки аккумуляторов следует использовать номинальный пиковый ток, поскольку солнечные фотоэлектрические модули вырабатывают пиковую мощность только при своем пиковом напряжении.

Ожидаемая мощность (Ач) = ток при пиковой мощности (амперы) x пиковые солнечные часы

Ожидаемый выход (Ач) можно умножить на напряжение батареи, чтобы получить выходную энергию (Втч). Если фотоэлектрический инвертор имеет широкий диапазон входного напряжения, функция отслеживания точки максимальной мощности (MPPT) позволит солнечным фотоэлектрическим модулям работать при оптимальном напряжении, что позволяет использовать следующую формулу:

Ожидаемая мощность (Вт · ч) = пиковая мощность (Вт) x пиковые солнечные часы (ч)

Энергосбережение

Из закона Ома мы можем рассчитать реальную мощность (Вт, кВт, МВт, ГВт), используемую нагрузкой или общей нагрузкой в ​​здании:

Питание = Напряжение питания (В²) / R

R = сопротивление и является постоянным коэффициентом нагрузки и соответствующих кабелей питания.Электричество оплачивается в кВтч (киловатт-часах), поэтому чем больше снижается напряжение питания, тем меньше количество киловатт-часов, за которое взимается плата за определенный период.

Энергоэффективность

Наиболее часто используемый коэффициент энергоэффективности центра обработки данных – Power Usage Effectiveness (PUE):

PUE = Общая энергия объекта / энергия ИТ-оборудования

Источники бесперебойного питания составляют часть общей энергии объекта, и поэтому, чем выше эффективность ИБП, тем ниже коэффициент PUE, где 1 является идеальным целевым числом.

GPUE добавляет зеленый элемент к расчетам PUE. GPUE включает в себя, сколько экологически чистой энергии использует центр обработки данных, его углеродный след на один полезный киловатт-час (кВтч).

Нагрузки на перекрытие

В фальшполах используются опоры, прикрепленные к бетонному основанию, в качестве угловых опор для напольной плитки, которые формируют доступную площадь пола. Фальшпол будет иметь определенную нагрузку на пол, которая обычно указывается в кН / м². При проектировании установки для фальшпола важно убедиться, что значение точечной нагрузки не будет превышено.