Балансировка с помощью кранов-регуляторов | Отопление водоснабжение
Возможно, что самая конструкция системы требует балансировки. Например, используется одно длинное плечо, а второе короткое.
Или длина плеча тупиковой схемы слишком большая. Или применяется лучевая схема, которая требует настройки изначально. А бывает, что делают архаичные однотрубные системы с недостатками. В любом случае в итоге имеется значительный неравномерный нагрев.
Итак, на радиаторах установлены балансировочные клапаны, остается сделать так, чтобы температура всех радиаторов была бы примерно одинаковой.
Принцип балансировки простейший – не закрывать (максимально открыть) краны на самых холодных и немного «прикрутить» самые горячие. В результате на холодные пойдет больше теплоносителя, на горячие меньше, температура их выровняется.
Для отопления индивидуальных жилых домов широко применяют однотрубные и двухтрубные системы с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя.
Каждая из них из них имеет свою область применения и определенные преимущества и недостатки — если однотрубные схемы развязки неплохо работают с радиаторными теплообменниками, то коллекторная система отопления незаменима при устройстве многоконтурных теплых полов. Коллекторная (параллельная) развязка широко используется в […]
При обустройстве автономного отопления частного дома собственнику приходится выбирать котел в соответствии с видом топлива, схемой его обвязки и потребности в дополнительном горячем водоснабжении. Проводя подключение котла к системе отопления учитывают его функциональное назначение и в соответствии с ним подбирают необходимые комплектующие и трубопроводную арматуру. Большинство потребителей используют в качестве источника топлива для котельного оборудования природный горючий […]
В помещениях с большой длиной трубопровода горячего водоснабжения используются циркуляционные насосы.
Они устанавливаются в отдельном контуре. Циркуляционный насос для ГВС делает возможным поступление воды необходимой температуры сразу после открытия крана. Конструкция Рециркуляционный насос не имеет большой мощности и производительности. Устройство перекачивает теплоноситель на небольшие расстояния. Нагнетания высокого показателя давления от циркуляционного насоса для ГВС не […]
Для постоянной жизни за городом нужен бойлер. Электрический накопительный водонагреватель можно установить самостоятельно: подключить к водопроводу, закрепить на стене и включить в розетку. Как выбрать место для бойлера Любой водонагреватель лучше размещать поближе к стояку, чтобы был хороший напор воды и меньше труб для соединения с водопроводом. По типу монтажа бойлеры делятся на напольные и настенные. Настенные покупают чаще, […]
Установка водонагревателя в квартире, частном доме или коттедже — отличный метод обеспечить членов своей семьи горячей водой в любое время суток и не зависеть от работы инженерных коммуникационных сетей.
С этим оборудованием вам не придется в дальнейшем беспокоиться о сезонном отключении воды. Его устанавливают как в многоквартирных домах, так и в загородном жилье, например, на даче. На сегодняшний день для […]
В современном мире дизельное топливо широко применяется в различных сферах деятельности и играет важную роль в экономическом развитии. Одной из областей, в которых дизельное топливо нашло свое применение, является промышленный сектор, где оно используется для отопления производственных помещений. Экономическая эффективность использования дизельного топлива для промышленного отопления – это важный фактор при выборе основного источника топлива […]
Выбор полотенцесушителя и его установка зависит от нескольких факторов, включая размер помещения, количество людей, использующих ванную комнату, и ваш личный вкус и предпочтения. Вот некоторые рекомендации для выбора и установки полотенцесушителя: Выбор и установка полотенцесушителя может быть довольно простой процедурой, если вы следуете этим советам и инструкциям.
Почему стоит обратиться к профессионалам При выборе и […]
Тепловые сети – уязвимый элемент системы отопления, подверженный коррозии наружных поверхностей трубопроводов. Поэтому для эффективной работы всего отопления нужно проводить регулярную профилактику: осмотр состояния арматуры, гильз, компенсаторов и прочих частей теплоснабжения. Обслуживание систем теплоснабжения Допускать к обслуживанию тепловых сетей можно только аттестованных специалистов, способных грамотно и без последствий выполнить ТО. Компания ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ ☏ 8 […]
Наша компания ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ ☏ 8 (495) 744 67 74; ☏ 8 (495) 297 67 74 занимается установкой теплых водяных полов различными методами, и под любое покрытие. У нас работают опытные профессионалы, поэтому пользуясь нашими услугами, вы можете быть уверены в качестве и надежности работ. Теплый водяной пол представляет собой сеть мини-трубопроводов, уложенную между […]
Заказать монтаж водяного коллектора целесообразно у профессионалов в Москве — компания ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ ☏ 8 (495) 744 67 74; ☏ 8 (495) 297 67 74.
Специалисты дают гарантию на работу и в случае поломки всегда исправят проблему, клиенты обеспечены достойным результатом за короткий срок. Специфика установки и разновидности устройств Водяной коллектор – важный элементы системы […]
Еще недавно при строительстве частного дома самыми распространенными были системы отопления с обычными чугунными радиаторами, а новые модели, к примеру, из алюминиевых пластин, считались смелой инновацией. Но с расцветом индивидуального жилищного строительства появились коттеджи и особняки, возводимые по индивидуальным проектам, которые, в свою очередь, потребовали совершенно иных технических решений. Так в жилой застройке появились встраиваемые […]
Компания ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ ☏ 8 (495) 744 67 74; ☏ 8 (495) 297 67 74 оказывает услуги по монтажу батарей отопления в частных домах. Гарантируем профессиональный подход и оказание полного комплекса услуг в обозначенные сроки. Специалисты оперативно проводят следующие виды работ: Работы проводятся квалифицированными специалистами независимо от уровня сложности и масштаба.
Благодаря большому практическому […]
Котлы по конструкции Котлы по размещению Требования: Требования: Требования: Котлы по местоположению Бывают настенные и напольные. Первые подвешивают на стене. Они экономят место в доме, недорого стоят, проектировать сложный дымоход не нужно. Его выводят через короткую трубу сквозь стену над котлом. Недостаток в слабой мощности: в зависимости от модели, они работают в диапазоне до 42 […]
Для чего и как выполняется балансировка систем отопления? — Вентиляция, кондиционирование и отопление
Грамотно выполненная балансировка отопления позволит получить наиболее комфортные условия во всех комнатах квартиры или частного дома. При этом (в случае применения индивидуальных отопительных систем) существует возможность несколько сэкономить при оплате счетов за газ или другие используемые энергоресурсы.
Схема монтажа балансировочного вентиляПринцип балансировки системы отопления
Даже исходя из названия, становится очевидным, что балансировка системы отопления предполагает равномерное (сбалансированное) распределение потоков теплоносителя по всем радиаторам или другим устройствам теплообеспечения.
Нередко можно слышать о том, что такая процедура необходима только для больших зданий, система отопления в которой отличается сложной конфигурацией и имеет значительный объем. Такое мнение является в корне неправильным. Даже в небольшом доме или квартире приходится сталкиваться с ситуацией, когда первые по направлению движения теплоносители горячие, причем даже слишком, что приводит к получению высокой некомфортной температуры в отдельной комнате. А вот в крайних помещениях человеку приходится мерзнуть.
Чтобы не допустить этого и должна осуществляться гидравлическая балансировка отопления для любой системы, независимо от ее масштабов. Принцип балансировки основан на получение соизмеримых по тепловой мощности потоков для помещений различной площади. Достичь этого можно изменением объемов системы в каждой отдельной комнате или при помощи устройств, регулирующих пропускную способность приборов отопления.
Вентили балансировочныеБалансируем систему отопления с радиаторами
К самым простым способам балансировки можно отнести применение батарей (радиаторов отопления) с различным количеством секций.
Подобный принцип применяется достаточно успешно уже давно, обратите внимание на количество секций или объем радиаторов, например в кухне и гостиной.
Но балансировка радиаторов и батарей может быть выполнена и другим способом, при котором нет необходимости изменять объем системы. Получение эффекта будет обеспечено за счет изменения скорости движения теплоносителя, а, следовательно, регулировки пропускаемого через радиатор объема воды.
Для того чтобы выполнить эту операцию в состав систем отопления добавляют следующие технические устройства:
- Самым простым считается обычный запорный кран, при помощи которого можно регулировать пропускную способность системы. Но такие устройства эффективны только при эксплуатации в достаточно простых по конфигурации сетях, при этом точность балансировки будет невысокой.
- Расходомеры (регуляторы расхода).
- Балансировочные клапаны специальной конструкции.
Благодаря последним двум устройствам можно достаточно точно распределить тепловые потоки по комнатам в зависимости от их площадей и требуемого теплового режима.
Для того чтобы рассчитать потребность и выставить на каждый регулятор требуемый расход теплоносителя, необходимо выполнить следующие операции.
Прибор для балансировки системы- Общая тепловая мощность системы отопления принимается за единицу (100%), а необходимые параметры для каждой комнаты определяются в процентном соотношении от основного значения.
- Прибор для балансировки системы отопления устанавливается на подающих трубопроводах у батарей или радиаторов (в некоторых случаях практикуют монтаж на обратке). Не лишним будет и расходомер на общей подаче.
- По показаниям основного расходомера определяется общая объемная скорость циркуляции теплоносителя. Исходя из требуемых процентных соотношений, осуществляется регулировка каждого балансировочного устройства.
- Такой модульный подход к балансировке позволяет существенно упростить технологию ее выполнения. В противном случае придется долго и нудно производить замеры на каждом клапане, осуществлять поэтапную регулировку.
Балансировка системы «теплый пол»
Чаще всего распределение потоков так же осуществляется за счет установки балансировочных клапанов на каждое кольцо системы «теплый пол». Такие устройства монтируются на подающий или обратный коллектор, при этом для разных комнат устанавливаются требуемые параметры работы.
Балансировка веток теплого полаНо, оказывается, существует возможность обеспечить балансировку системы еще на этапе монтажа, причем для этого не понадобятся дополнительные устройства и приспособления.
- Для этого необходимо использовать для прокладки в разных комнатах трубы одного диаметра, это позволит добиться требуемого расхода более простыми методами.
- В зависимости от площади, как и в предыдущем случае, определяется процентное отношение требуемой эффективности отопления для отдельных комнат (например, кухня 10%, спальня 20%, общая комната 30% и так далее).
- За основной размер принимаем длину контура для самой маленькой комнаты. Так, пусть для кухни (в нашем примере) потребуется 10 метров трубы, проложенной одним контуром. Тогда для спальной потребуется проложить два таких десятиметровых отдельных контура, а для зала целых три.
Тогда для спальной потребуется проложить два таких десятиметровых отдельных контура, а для зала целых три.При такой прокладке будет обеспечено распределение теплоносителя в требуемой пропорции.
В заключение хотелось бы отметить тот факт, что выполнить балансировку можно и самостоятельно, но все-таки лучше доверить эту операцию специалисту.
Тогда и сама регулировка и распределение тепловой мощности по помещениям не займет много времени, да и эффект будет гораздо выше.
Активная балансировка ячеек батареи | Аналоговые устройства
к Кевин Скотт и Сэм Норк Скачать PDF
При пассивной и активной балансировке ячеек каждая ячейка аккумуляторной батареи контролируется для поддержания нормального состояния заряда батареи (SoC).
Активная балансировка ячеек во время разрядки
На приведенной ниже диаграмме показан типичный аккумуляторный блок, в котором все элементы начинают работать с полной емкостью. В этом примере полная емкость отображается как 90% заряда, потому что поддержание батареи на уровне 100% или близкой к ней в течение длительного периода времени сокращает срок службы быстрее.
Рисунок 1. Полная мощность.
Со временем некоторые ячейки станут слабее других, в результате чего профиль разряда будет представлен на рисунке ниже.
Рисунок 2. Несогласованный разряд.
Видно, что даже при том, что в нескольких батареях может оставаться довольно мало емкости, слабые батареи ограничивают время работы системы. Несоответствие батареи в 5% приводит к тому, что 5% емкости не используется. С большими батареями это может быть чрезмерное количество неиспользованной энергии. Это становится критическим в удаленных системах и системах, к которым трудно получить доступ, поскольку приводит к увеличению количества циклов заряда и разряда батареи, что сокращает срок службы батареи, что приводит к более высоким затратам, связанным с более частой заменой батареи.
При активной балансировке заряд перераспределяется от более сильных элементов к более слабым, что приводит к полностью разряженному профилю батареи.
Рисунок 3. Полное истощение с активной балансировкой.
Активная балансировка ячеек во время зарядки
При зарядке батареи без балансировки слабые элементы достигают полной емкости раньше, чем более мощные батареи. Опять же, слабые клетки являются ограничивающим фактором; в этом случае они ограничивают общий заряд, который может удерживать наша система. На приведенной ниже диаграмме показана зарядка с этим ограничением.
Рисунок 4. Зарядка без балансировки.
При активном балансирующем перераспределении заряда во время цикла зарядки стек может достичь полной емкости. Обратите внимание, что такие факторы, как процент времени, отведенный на балансировку, и влияние выбранного тока балансировки на время балансировки здесь не обсуждаются, но являются важными соображениями.
Активные балансировщики ячеек
Analog Devices Inc. предлагает семейство балансировщиков активных ячеек, каждое из которых соответствует различным системным требованиям.
LT8584 представляет собой монолитный обратноходовой преобразователь с током разряда 2,5 А, используемый совместно с семейством мультихимических мониторов элементов батареи LTC680x; заряд может быть перераспределен от одного элемента к верхней части пакета аккумуляторов или к другому элементу аккумулятора или комбинации элементов в пакете. На один аккумуляторный элемент используется один LT8584.
Один LTC3300 может балансировать до шести ячеек.
7. Балансировщик четырех аккумуляторов с запрограммированными фронтами высокого и низкого напряжения аккумуляторов.
Вкратце
Как активная, так и пассивная балансировка ячеек являются эффективными способами улучшения работоспособности системы за счет мониторинга и согласования SoC каждой ячейки. Активная балансировка ячеек перераспределяет заряд во время цикла зарядки и разрядки, в отличие от пассивной балансировки ячеек, которая просто рассеивает заряд во время цикла зарядки. Таким образом, активная балансировка ячеек увеличивает время работы системы и может повысить эффективность зарядки. Для активной балансировки требуется более сложное решение с большей площадью основания; пассивная балансировка более экономична. Какой бы метод ни работал лучше всего в вашем приложении, Analog Devices Inc. предлагает решения как для интегрированных в наши ИС управления батареями (например, LTC6803 и LTC6804), так и для дополнительных устройств, которые работают вместе с этими ИС, чтобы обеспечить точную и надежную систему управления батареями.
Авторы
Кевин Скотт
Кевин Скотт работает менеджером по маркетингу продуктов в группе Power Products в Analog Devices, где он управляет повышающими, повышающе-понижающими и изолированными преобразователями, драйверами светодиодов и линейными регуляторами. Ранее он работал старшим инженером по стратегическому маркетингу, создавая материалы для технического обучения, обучая инженеров по продажам и написав множество статей на веб-сайте о технических преимуществах широкого ассортимента продуктов компании. Он работает в полупроводниковой промышленности уже 26 лет, занимаясь приложениями, управлением бизнесом и маркетингом.
Кевин окончил Стэнфордский университет в 1987 году со степенью бакалавра в области электротехники и начал свою инженерную карьеру после недолгого пребывания в НФЛ.
Сэм Норк
Сэм Норк работал в Analog Devices, а ранее в Linear Technology Corporation с 1988 года.
В качестве генерального директора бизнес-подразделения Power Products в Analog Devices и директора по дизайну Linear Technology Сэм возглавляет группу разработчиков из более чем 120 инженеров, специализирующихся на батареях. Зарядное устройство, ASSP, PMIC и Consumer Power Products. Он лично разработал и выпустил множество портативных интегральных схем управления питанием, а также является изобретателем/соавтором 11 выданных патентов. До прихода в Linear Technology Сэм работал в Analog Devices в Уилмингтоне, Массачусетс, в качестве инженера по разработке продуктов/тестирования. Он получил степени AB и BE в Дартмутском колледже.
Что такое балансировка батареи и нужна ли она вашей системе?
От небольших бытовых устройств до электромобилей, многие системы полагаются на аккумуляторные батареи для обеспечения питания. Часто это многоэлементные литий-ионные аккумуляторы, которые в процессе работы необходимо многократно заряжать и разряжать.
В процессе зарядки и разрядки аккумуляторов возможно их неравномерное накопление по ячейкам аккумуляторного блока. Этому есть несколько причин, которые часто очень трудно компенсировать с точки зрения физического дизайна, изготовления батареи и компоновки печатной платы.
Вместо того, чтобы пытаться устранить все возможные дефекты, влияющие на вариации заряда/разряда аккумуляторов, в системах, использующих многоэлементные аккумуляторные блоки, можно внедрить систему балансировки и управления аккумуляторами. Устройства с меньшей мощностью, которые используют небольшое количество батарей, обычно не нуждаются в системе балансировки и управления батареями, потому что замена батарей дешева. Но для более крупной системы с питанием от батареи, такой как электромобиль или гидроцикл, балансировка батареи необходима для максимального увеличения срока службы устройства, и ее можно реализовать с помощью небольшого модуля, добавленного к этим системам.
Целью балансировки батарей является распределение заряда между ячейками в батарейном блоке таким образом, чтобы состояние заряда (SOC) было одинаковым для всех батарей.
В более крупных системах, таких как электромобили и бытовая техника, используется большое количество аккумуляторных элементов для обеспечения необходимого напряжения, тока разряда и общей доступной мощности. Метод балансировки батареи должен быть реализован на основе расположения ячеек в аккумуляторной батарее. Аккумуляторные элементы обычно располагаются в последовательной и параллельной конфигурациях, чтобы обеспечить соответственно более высокое напряжение и общий ток разряда.
Когда батарейный блок вводится в эксплуатацию, разные элементы системы могут разряжаться с разной скоростью. Когда это произойдет, SOC в разных ячейках будет разным. Позже, когда блок батарей будет перезаряжен, различные элементы также могут заряжаться с разной скоростью. Смысл балансировки заключается в перераспределении заряда от аккумуляторной батареи таким образом, чтобы мощность была равномерной.
В чем опасность того, что одна ячейка имеет доминирующий SOC в аккумуляторной батарее? Существует несколько причин для управления этим путем перераспределения заряда:
- Увеличение общего времени работы между подзарядками
- Предотвращение перезарядки в ячейках с более высоким SOC
- Предотвратить чрезмерный нагрев в любой ячейке с доминирующим разрядом
Методы балансировки аккумуляторов реализуются с использованием системы управления, которая требует измерения и направления зарядного тока к различным элементам.
Система контроллера должна определять заряд в каждой ячейке, а затем реализовывать алгоритм, который направляет зарядный ток между разными ячейками. Доступны наборы ASIC (микросхемы батареи и контроллер заряда системы), которые обеспечивают эту возможность, или система может быть построена из дискретных элементов с использованием АЦП и микроконтроллера.
Пассивная балансировка батареи
В этом методе контроллер балансировки батареи позволяет одной ячейке батареи (с самым высоким SOC) разряжаться в другие ячейки через уникальную архитектуру межсоединений. Скорость разряда будет намеренно ограничена некоторым сопротивлением, чтобы предотвратить разряд сильного тока, который может повредить батарею или контроллер. В конце концов, SOC между каждой ячейкой естественным образом уравновесятся, хотя в процессе будет потрачена некоторая мощность.
Активная балансировка батареи
При активной балансировке батареи зарядный ток намеренно направляется между ячейкой с высоким SOC и ячейкой с более низким SOC.
Это делается с помощью взаимосвязи, как в пассивном случае, но заряд намеренно направляется между конкретными ячейками, а не позволяет заряду сбалансироваться естественным образом. Как только две выбранные ячейки приведены в равновесие, выбираются другие ячейки до тех пор, пока заряд не будет сбалансирован во всей системе.
На высоком уровне следующий пример алгоритма реализует схему активной балансировки батареи.
|
В строке 3 алгоритм использует пороговое значение 100 мВ в качестве допустимой максимальной разности напряжений между любыми двумя элементами, поскольку такое отклонение между любыми двумя элементами будет типичным для полностью заряженных элементов аккумулятора, сходящих с производственной линии.
Это значение также используется в других алгоритмах балансировки батареи. Физически более крупные элементы батареи, которые выдают более высокое напряжение, могут ожидать разницу в ~ 1 В между элементами.
На изображении ниже показано системное представление системы балансировки батарей. В этой топологии микросхема контроллера может активно управлять переключателями для выбора пар батарей, а мониторы используются для отслеживания SOC до тех пор, пока контроллер не определит, что достигнут порог балансировки. Мониторы могут непрерывно отслеживать SOC системы и передавать свой поток данных на контроллер, а затем контроллер может включаться и начинать балансировку системы по мере необходимости.
Контроллер также может регулировать и осуществлять балансировку на этапе зарядки, а не только после того, как устройство зарядится до требуемого напряжения системы. Балансировка батареи во время зарядки требует более сложного контроллера и топологии мониторинга, а контроллер балансировки должен взаимодействовать с регулятором заряда батареи, чтобы можно было включать и выключать зарядные токи для разных ячеек.