Расчет мощности батарей отопления: Расчет мощности радиатора

Содержание

как рассчитать мощность самостоятельно, фото и видео подсказки

Содержание:

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. Читайте также: «Счетчики тепловой энергии для квартиры».

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 (подробнее: «Тепловой расчет помещения и здания целиком, формула тепловых потерь»).

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

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 стального пластинчатого радиатора отопления 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 (прочитайте также: «Как рассчитать батареи отопления — количество и размер»).

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.

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.

Видео о стандартах расчетов мощности батарей отопления:

как рассчитать тепловой потенциал батарей

На стартовом этапе проектирования нового здания или проведения с нуля ремонта в помещении обязательно требуется рассчитать необходимую мощность батарей.

В соответствии с полученным результатом определяется точное число радиаторов для полноценного обеспечения теплом дома или квартиры даже при максимальных зимних колебаниях температуры.

Существует несколько методов расчета.

Прямая взаимосвязь типа радиатора отопления и метода расчёта

При монтаже стандартных источников обогрева секционного типа не возникает сложностей, так как их мощность заранее указана среди остальных технических параметров.

При положении, когда фирма-изготовитель прописывает в характеристиках значение расхода теплоносителя, принято считать, что трата 1 литра этой жидкости в минуту равна 1 кВт мощности.

Важно! При рассмотрении различных вариантов батарей стоит помнить, что при одинаковых габаритах они имеют несовпадающие показатели мощности, так как исходный материал, варьируется от биметаллического до чугунного.

Для расчёта каждого типа радиаторов существует свой средний показатель мощности. Секция источника обогрева с расстоянием оси в 0,5 м выделяет тепло:

Чугун —145 Вт.
Биметалл —185 Вт.
Алюминий — 190 Вт.

Зачастую этот показатель отличается от вышеуказанных в силу того, что по высоте батареи отопления встречаются от 0,2 м до 0,6 м.

При нестандартных параметрах радиаторов отопления в методы расчёта теплового излучения вносятся корректировки.

Фото 1. Стальной радиатор для отопления модели Tesi 2 , дина секции 45 мм, производитель — «Irsap», Италия.

Чем ниже значение высоты источника обогрева (и, соответственно, его площадь), тем меньше показатель излучения тепла.

Внести корректировку в результат можно с помощью установленного коэффициента, полученного из пропорции существующей высоты радиатора к стандартному значению.

Как рассчитать тепловую мощность батарей

В зависимости от количества учтённых показателей они подразделяются на 2 типа.

Упрощённый метод

Он является обобщённым и широко применяется для самостоятельных непрофессиональных подсчётов.

Главный критерий, принимаемый во внимание при упрощенном способе расчета — это площадь. Устанавливается, что 100 Вт излучаемой энергии хватает на 1 кв. м.

Для полноценного обогрева всего помещения требуется произвести подсчёт по формуле: Q=S*100, где Q — искомая тепловая мощность, S — площадь комнаты (м2).

Подробная формула

Это обобщённый метод расчёта отопления для помещения, но уже с учётом всех возможных факторов, оказывающих влияние на окончательный результат. Вид итоговой формулы такой:

Q=(S*100)*a*b*c*d*e*f*g*h*i*j, где дополнительные составляющие элементы — это коэффициенты, определяемые в соответствии с точной степенью отдельного фактора:

a — число внешних стен в интересующем помещении.
b — ориентация комнаты относительно сторон света.
c —условия климата.
d —уровень утепления внешних стен.
e —высота потолков в помещении.
f —конструкционные особенности потолка и пола.
h —качество рам.
i —размер окон.
j —степень закрытости источника обогрева.
k —схема подключения батарей.

Факторы, влияющие на расчёт

На расчет мощности радиаторов отопления влияют следующие факторы.

Ориентация комнат по сторонам света

Принято считать, что если окна помещения выходят на юг или запад, то оно в достаточном количестве имеет солнечный свет, поэтому в эти двух случаях коэффициент «b» будет равен 1,0.

Добавление к нему в 10% требуется, если окна комнаты ориентированы на восток или север, так как солнце здесь практически не успевает обогреть помещение.

Справка! Для северных районов такой показатель берётся в размере 1,15.

Если комната выходит на наветренную сторону, то коэффициент для расчета увеличивается до b=1,20, при параллельном расположении относительно потоков ветра — 1,10.

Вам также будет интересно:

Влияние внешних стен

Их число напрямую определяется показателем «а». Так, если помещение имеет одну внешнюю стену, то он принимается равным 1,0, две — 1,2. Добавление каждой следующей стены ведёт к увеличению коэффициента тепловой отдачи на 10%.

Зависимость радиаторов от теплоизоляции

Сократить расходы на обогрев квартиры или дома позволит проведение грамотного утепления стен. Значение коэффициента «d» способствует увеличению или снижению тепловой мощности батарей отопления.

В зависимости от степени утепления внешней стены показатель бывает следующий:

Стандартное, d=1,0. Они нормальной или малой толщины и либо оштукатурены снаружи, либо имеют небольшой слой теплоизоляции.
При особом способе утепления d=0,85.
При недостаточной устойчивости к холодам —1,27.

При позволяющем пространстве допускается фиксировать слой теплоизоляции к внешней стене изнутри.

Климатические зоны

Этот фактор определяется низкими уровнями температур для различных регионов. Так c=1,0 при погоде до —20 °C.

Для областей с холодным климатом показатель будет следующим:

с=1,1 при температурном режиме до —25 °C.
с=1,3: до —35 °C.
с=1,5: ниже 35 °C.

Своя градация показателей и для тёплых регионов:

с=0,7: температура до —10 °C.
с=0,9: лёгкий мороз до —15 °C.

Высота помещения

Чем выше в строении уровень перекрытия, тем больше этой комнате требуется тепла.

В зависимости от показателя расстояния от потолка до пола определяется поправочный коэффициент:

е=1,0 при высоте до 2,7 м.
е=1,05 от 2,7 м до 3 м.
е=1,1 от 3 м до 3,5 м.
е=1,15 от 3,5 м до 4 м.
е=1,2 свыше 4 м.

Роль потолка и пола

Сохранению тепла в помещении также способствует его соприкосновение с потолочным перекрытием:

Коэффициент f=1,0 если есть чердак без утепления и отопления.
f=0,9 для чердака без обогрева, но с теплоизоляционным слоем.
f=0,8, если комната выше отапливаемая.

Пол без утепления определяет показатель f=1,4, с утеплением f=1,2.

Качество рам

Для расчёта мощности отопительных приборов важно учесть и этот фактор. Для оконной рамы с однокамерным стеклопакетом h=1,0, соответственно для двух— и трёхкамерного — h=0,85. Для старой рамы из дерева в расчёт принято брать h=1,27.

Размер окон

Показатель определяется соотношением площади оконных проёмов с квадратными метрами помещения. Обычно он равен от 0,2 до 0,3. Так коэффициент i= 1,0.

При полученном результате от 0,1 до 0,2 i=0,9 до 0,1 i=0,8.

Если размер окон выше стандарта (соотношение от 0,3 до 0,4), то i=1,1, а от 0,4 до 0,5 i=1,2.

Если окна панорамные, то целесообразно при каждом увеличении соотношения на 0,1 повышать i на 10%.

Для комнаты, в которой зимой регулярно используется балконная дверь, автоматически повышает i ещё на 30%.

Закрытость батареи

Минимальное ограждение радиатора отопления способствует более быстрому прогреву комнаты.

В стандартном случае, когда батарея отопления расположена под подоконником, коэффициент j=1,0.

В других случаях:

Полностью открытый прибор обогрева, j=0,9.
Источник отопления прикрыт настенным выступом горизонтального типа, j=1,07.
Батарея отопления закрыта кожухом, j=1,12.
Полностью закрытый радиатор отопления, j=1,2.

Способ подключения

Способов подключения радиаторов отопления несколько и каждый из них определяется показателем k:

Метод подключения радиаторов «по диагонали». Является стандартным, и k=1,0.
Подключение «с боковой стороны». Способ популярен из-за небольшой длины подводки, k=1,03.
Использование пластиковых труб по методу «снизу с двух сторон», k=1,13.
Решение «снизу, с одной стороны» является готовым, происходит подключение к 1 точке подающей трубы и обратки, k=1,28.

Важно! Иногда для повышения точности результатов применяют дополнительные поправочные коэффициенты.

Полезное видео

Ознакомьтесь с видео, в котором рассказывается, как рассчитать мощность радиатора отопления.

Важность учёта всех факторов

Сокращённая формула расчёта отопительной мощности проста в применении, но не учитывает определённые особенности помещения. Для получения точного результата при расчете мощности радиаторов отопления важно принимать во внимание все имеющиеся факторы.

Упрощенный расчет системы отопления дома

Вступление

Упрощенный расчет системы отопления достаточно точно позволяет произвести предварительный расчет мощности котла отопления и мощности радиаторов для каждой комнаты дома.

Поэтапный упрощенный расчет системы отопления

Начнем расчет с подсчета секций радиаторов.

Расчет радиаторов отопления

Пусть в доме 4 комнаты по 20 кв. метров.

Расчет радиаторов одной комнаты

Площадь комнаты 20 кв. метров.
Мощность одной секции купленного радиатора – 170 Вт. ( могут быть от 150 до 220 Вт). На 1 кв. метр площади нужно 100 Вт радиатора.
Делим 170 Вт на 100Вт и получаем коэффициент 1,7.
Далее делим 20кв. метров на коэффициент 1,7 получаем 11,8 секций радиаторов. Что на практике означает 12 секций радиаторов, нашей мощности (170 Вт). Добавляем 20% в запас, получаем 14 секций радиатора на комнату 20 кв. метров.

Примечание: обычно запас добавляется на угловую комнату.

Мощность котла

Мощность котла считаем по нормативной мощности отопления на 1 куб. метр помещения.
Площадь комнаты 20 кв. метров умножаем на высоту потолка H=2,60 м. Получаем объем комнаты, 52 куб. метра.
Для моего региона(европейской части СНГ) на 1 куб. метр помещения нужно 40 Вт энергии отопления.
Умножаем 52 куб метра на 40 Вт, получаем 2080 Вт. Добавляем 20% в запас, выходит 2500 Вт энергии отопления на комнату. Значит на комнату, нужен радиатор 2500 Вт.

Как видим это значение равно предварительному расчету радиатора по секциям.

Выбор труб отопления

По мощности радиатора подбираем трубы отопления по таблице:

Труба	Минимальная мощность радиаторов, кВт	Максимальная мощность радиаторов, кВт
Металлопластиковая труба 16 мм	2,8	4,5
Металлопластиковая труба 20 мм	5	8
Металлопластиковая труба 26 мм	8	13
Металлопластиковая труба 32 мм	13	21
Полипропиленовая труба 20 мм	4	7
Полипропиленовая труба 25 мм	6	11
Полипропиленовая труба 32 мм	10	18
Полипропиленовая труба 40 мм	16	28

Как видим, для рассчитанной системы отопления нужна полипропиленовая труба 25 мм.

В нашем доме, условно, 4 комнаты по 20 кв. метров. Значит суммарная мощность радиаторов 2500 Вт×4=10 кВт. По суммарной мощности можно было бы, подобрать котел отопления мощностью 10 кВт. Но для пиковых нагрузок увеличиваем мощность на 20%, получаем, что нужен котел отопления 12 кВт. Такие котлы есть в продаже.

Это весь упрощенный расчет системы отопления.

©Obotoplenii.ru

Другие стать раздела: Схемы отопления

Таблица и расчет тепловой мощности радиаторов отопления

Мощность – один из основных критериев при выборе радиатора.

Расчет можно сделать самостоятельно, если знать площади помещений, параметры выбранных батарей.

Нюансы создания системы

Система отопления должна быть такой, чтобы обогрев был достаточно быстрым и равномерным. В каждую комнату квартиры или дома устанавливаются батареи, количество и мощность которых должны быть обязательно просчитаны.

Тепло, которое получает помещение, должно быть равно потерям тепла. Можно выделить один упрощенный способ расчета, в соответствии с которым на 10 кв. м. площади нужно устанавливать радиатор, мощность которого должна быть равна 1 кВт. Лучше всего устанавливать конструкции с небольшим запасом, причем желательно увеличивать полученное значение на 15%. Этот приблизительный расчет КПД приборов считается оптимальным для частного использования.

Профессионалы при расчете отопления пользуются более сложными и специфическими методами, которые могут даже определить мощности прибора на 1 кв. м.

Особенности приобретения радиаторов

При покупке батарей нужно изучить их технические параметры, КПД и другие характеристики:

Мощность, которая может быть указана в расходе воды или иного вида теплоносителя, может быть представлена в виде ватт.
Размеры батареи. Высота может быть от 200 до 600 мм. Небольшие изделия обычно создаются из стали, высокие являются чугунными или выполнены из современных и уникальных материалов. Нужно учитывать расстояние между полом и окном помещения.
Напор, для которого предназначен прибор. Каждая система отопления обладает своим напором. Он может быть низкотемпературным, среднетемпературным или высокотемпературным. Обычно в документации к изделиям указывается тепловая отдача, причем она может быть представлена, например, в таком виде 55/45. В этом случае применять батарею можно, если теплоноситель, проходящий через него, будет иметь температуру 55 градусов, а охлаждается он до 45 градусов.

Как выполнить расчет радиаторов

Для того, чтобы определить, какова должна быть мощность батарей и сколько их нужно приобрести, используется специальная формула:

Q=k*A* ΔT, где

Q – мощность изделия, k – коэффициент теплопередачи радиатора, А – площадь поверхности отопительного прибора, которая представлена в кв. м., ΔT – температурный напор теплоносителя.

Из этой формулы можно найти любое значение, если известны остальные показатели. Определяется КПД батарей, их количество, которое необходимо для обогрева определенного помещения в зависимости от его площади и других параметров.

Пример определения показателей:

Например, важно определить, сколько нужно купить изделий для площади в 15 кв. м. Для этого выполняются следующие действия – 1,5*1,15=1,725 кВт.

Если в паспорте изделия указано, что k*A=31,75 ватт на 1 градус, и если предполагается, что в имеющейся системе отопления напор будет равен 35 градусов, то Q=35*31,75=1111,75 ватт. Этот показатель меньше, чем 1,725, рассчитанный ранее для определенного помещения. Если установить только этот прибор на комнату с размером 15 кв. м., то обогрев будет недостаточным и неравномерным. Выход:

купить большее количество радиаторов;
добавить несколько секций к имеющемуся изделию;
выбрать другую батарею.

Другие особенности выбора прибора

Система отопления считается одной из самых важных, поэтому при подсчете важно учитывать каждый квадратный метр помещения. Если прибор нужен для низкотемпературного напора, то полученный в результате расчета показатель нужно удваивать.

На теплоотдачу изделий также оказывает воздействие то место, где они будут располагаться в комнате. Учитывать надо и метод, который будет применяться для их подключения.

Можно разными способами определить КПД и другие параметры радиаторов. Для этого можно применить специальную таблицу значений, упрощенный вариант расчета или сложный способ, который предполагает применение специализированной формулы. Последний вариант считается самым верным, поскольку он позволяет получить точное значение.

Расчет тепловой мощности радиаторов отопления

Для того, чтобы установленная система отопления оправдала все возложенные на нее ожидания, необходимо, прежде всего, правильно подобрать все ее элементы. Важное значение, наряду с подбором котла, имеет правильный расчет мощности радиаторов отопления. И если на котел возлагается миссия вырабатывать количество тепла, которое здание теряет в максимальные морозы, то задача радиаторов именно в том, чтоб передать это же тепло от котла непосредственно в помещение.

Теплоотдача радиатора- это то количество тепла, которое он способен отдать за определенный промежуток времени (обычно при расчетах это 1 час). На теплоотдачу влияют: материал из которого он изготовлен, его площадь и температура (если быть точнее, то не сама температура радиатора, а разница между температурой радиатора и температурой воздуха в помещении. Чем разница больше, тем легче будет сниматься тепло с радиатора). Для увеличения теплоотдачи радиаторы изготавливают из металлов, которые хорошо проводят тепло, а в самой конструкции радиатора делают специальные конвекционные пластины.

Важно понимать, что чем больше площадь радиатора, тем при меньшей температуре он будет способен передать нужное количество тепла помещению. Поэтому чем больше запас вы возьмете, тем больше тепловой энергии он будет способен передать, а это уже влияет на эффективность, экономичность и долговечность вашего отопительного котла.

Стандартным температурным диапазоном при расчете является работа системы отопления при температуре 70/50 градусов Цельсия — 70 на «подаче» и 50 на «обратке».

Данные для расчета

При проектировании системы проектные организации опираются на:

теплопотери здания
мощность радиаторов, по данным завода-производителя
разницу температур радиаторов и воздуха в помещении
желаемую температуру в помещении

Расчет теплопотерь

Если делать все по-научному, то теплопотери здания вычисляются с учетом каждого слоя стены, потолка, пола, окон и дверей, будь то слой штукатурки, кирпича или утеплителя. Также учитывается направление стен относительно сторон света, ветра и многие другие факторы.

Мы с вами не проектная организация, поэтому вникать в такие скрупулезные расчеты, копаться в СНИПах, ДБНах и прочих нормативных документах не будем. Гораздо проще воспользоваться другим методом, который имеет немного большую погрешность, но взять небольшой запас и тем самым перекрыть возможные неточности.

Многие вычисляют теплопотери из расчета 1 кВт на 10 квадратных метров, однако этот метод имеет довольно большую погрешность, т.к. не учитывает ни тип объекта (частный дом или квартира) высоту потолка, ни наличие и размеры окон, наружных дверей.

Более точно можно посчитать по формуле:

V * 40 Вт + Теплопотери через окна + Теплопотери через наружные двери.

где:

V- объем комнаты (высоту умножим на длину и умножим на ширину)
40 Вт — это теплопотери здания на 1 кубический метр, при которых утепленность здания считается нормальной. Если теплопотери больше, то увеличивать количество радиаторов экономически нецелесообразно, нужно дополнительно утепляться. Кстати, из этого показателя появилось суждение, что на 1 м. кв. нужно 100 Вт (при средней высоте потолка 2,5 м: 40*2,5= 100 Вт). Однако, повторюсь, это не учитывая окон и наружных дверей.

Теплопотери через окна (в среднем 100 Вт на окно)
Теплопотери через наружную дверь (в среднем 150 — 200 Вт)

Приведем к длине радиаторов

Для расчета стальных радиаторов воспользуемся формулой:

Теплопотери разделим на 1,5 и умножим на Коэффициент запаса

Где:

Теплопотери — полученное значение из предыдущего раздела.
1,5- коэффициент приведение к длине радиатора. Значение приведено как среднее мощности 10-ти см длинны стального радиатора при работе в режиме 70/50 градусов Цельсия.
Коэффициент запаса- т.к. погрешность в расчете все же сеть, то возможные неточности нужно перекрыть. Для квартир рекомендую коэффициент принимать минимум 1,15 (15 % запаса), для домов минимум 1,3 (30% запаса). А вообще, чем больше возьмете запас, тем лучше для котла, тем меньше будет расход газа.

Пример

Давайте посчитаем на примере, объединив обе формулы в одну.

Исходные данные:

Частный дом, площадь комнаты 15 м.кв. Высота потолка 2,5 м. Количество окон в комнате -2
15м.кв. * 2,5 м * 40Вт + (2 * 100 Вт — окна)/1,5 * 1,3 = 1473 мм.

Округляем в большую сторону до ближайшего размера, получается радиатор 1500 мм. Так как у нас в комнате 2 окна, то желательно разделить эту длину радиатора на 2. Получится 700 мм + 800 мм, либо лучше 2 радиатора по 800 мм.

Еще один момент, о котором не было упомянуто — это углы. В угловых помещения теплопотери повышаются, т.к. глубина промерзания в таких местах увеличивается. Для угловых помещений следует взять 10-15% дополнительного запаса.

Вот и все, как видите — ничего сложного. Помните об основном правиле — лучше больше, чем меньше и все у вас получится!

Тепла Вам и Уюта!

Понравилась статья?
Расскажите об этом друзьям!

Как самостоятельно рассчитать количество радиаторов отопления?

Допустим у Вас помещение площадью 18 кв.метров (длина – 6 метров, ширина — 3метра, высота 2.6 метра /стандартная комната в пятиэтажном доме построенном в советские времена/)

Первое. Рассчитываем объем комнаты ( 6м.х3м.х2,6м=46,8м.куб.)
Второе. Для обогрева одного куб.м. в климатических условиях средней полосы России необходима тепловая мощность 41 ватт. Умножаем объем V на 41 ( 46.8х41=1918,8 вт.). Округляем полученный результат до 1900 вт.

Как определить необходимое количество?

Очень просто. У любого радиатора отопления непосредственно на упаковке или в документации имеется техническая информация о тепловой мощности радиатора. Например, на нашем сайте в каждом типе радиаторов имеется таблица с указанием тепловой мощности определенного радиатора, его геометрических размеров и цены.

Что такое тепловая мощность радиатора

отопления? Это то количество тепловой энергии, которую способен он отдать со своей поверхности во внешнюю среду в определенных температурных интервалах, которые указываются в его технических характеристиках. Производители радиаторов обычно завышают на свои изделия тепловую мощность. Поэтому, для надежности лучше прибавить к расчетной мощности радиатора 20%. Получаем конечную тепловую мощность для квартиры указанных размеров с одним окном 1900 Вт.+20%.=2280 Вт или 2,3 Киловатта.
Внимание! Как быть, если ваша квартира очень «холодная». Например, она находится на северной стороне дома, у нее несколько окон или не застекленный балкон, стены недостаточно утеплены и она находится на последнем этаже и т.д.

В этом случае вместо 41Вт на 1куб.м необходимо сделать поправку на повышенный коэффициент 47 Квт. Получаем следующие расчеты. Умножаем объем (вместо 41Вт применяем 47Вт), 46.8 м.куб х47 Вт= 2200вт.)

Поэтому Вам необходим радиатор отопления с более большой теплоотдачей, которая равна 2,2 Киловатта. Рекомендуем опять же для надежности прибавить 20% к полученному результату 2,2Квт +20%=2.64Квт. В этом случае Вы уже точно не замерзнете. Поверьте, лучше купить радиаторы с запасом мощности, чтобы в дальнейшем не жалеть не о чем — это факт проверенный временем. Погода в последнее время становится абсолютно непредсказуемой.

Еще один, упрощенный способ расчета тепловой мощности. Тепло, которое отдают радиаторы отопления помещению, в среднем равны 1Квт. мощности на 10кв. метров помещения. К этому показателю необходимо прибавить еще 15%.Этот метод предполагает более завышенный метод расчета по тепловым показателям, зато в этом случае можно уменьшить тепловой режим радиаторов различными методами. В наших климатических условиях расчет с запасом просто необходим. Лучше перестраховаться лишний раз. Как говориться, легче убавить, чем прибавить. Переделывать и добавлять всегда дороже.

Для первоначальной оценки этих методов вполне достаточно. Каким образом можно регулировать теплоотдачу радиаторов отопления? Регулировка может быть автоматической и ручной. Для автоматической — устанавливаются специальные приборы, контролирующие установленный диапазон желаемой температуры. При ручной регулировке применяются термостатические вентили, устанавливаемые непосредственно на сам радиатор. Они регулируют поток теплоносителя (вода, антифриз) в заданной температуре с тем расчетом, чтобы был достигнут наилучший показатель теплообмена на всех участках радиатора.

Существуют другие, более точные методы расчета, которыми пользуются специалисты, где учитывается следующее:

1. Температурные показатели региона

2. Общие тепловые потери поверхностей отапливаемого помещения

3. Схема подключения радиаторов отопления.

4. Количество окон в помещении, их размер и количество камер.

5. Кратность воздухообмена отапливаемого помещения с улицей и другими смежными помещениями в доме.

6. Расчётную температуру подачи теплоносителя и ее обратные показатели.

7. Скорость циркуляции теплоносителя.

8. Тепловая мощность радиатора и его температурный режим указанные производителем.

9. Давление в системе отопления.

10. Другие показатели, которые необходимо учесть при индивидуальном или многоэтажном строительстве.

Что необходимо учесть перед покупкой радиаторов отопления?

Отдача тепла в помещение зависит от того, в каком месте расположены радиаторы и способ их подключения к системе теплоснабжения. В первую очередь радиаторы отопления необходимо установить под окнами, именно в этом месте будут самые большие тепловые потери, которые необходимо учитывать. Нагретый воздух, поднимаясь вверх, создает вертикальную тепловую завесу и препятствует распространению холода от окна внутрь помещения. Смешиваясь с холодным воздухом, конвекция становится гораздо сильнее, что способствует очень быстрому прогреванию всего помещения.

Учтите, что расстояние от пола до радиатора и от радиатора до подоконника должно быть в пределах 100мм. Самый лучший вариант, когда радиатор будет на всю ширину проема, меньше можно, но не менее 50% от ширины. Подоконник лучше делать не широким, для того чтобы теплый воздух поднимался ближе к стеклу.

В комнатах, которые находятся в углу дома, вдоль наружных «глухих» стен желательно разместить дополнительные радиаторы, как можно ближе к углу. Стояки отопления необходимо размещать по углам помещения, где наиболее холодные места. Этим самым, внутренние стороны углов не будут промерзать и отсыревать.

Надеемся, что эта информация поможет Вам самостоятельно подсчитать необходимое количество радиаторов (секций) для вашего дома. Удачи.

Расчет мощности радиатора отопления: формула

Что нужно для расчета мощности радиаторов отопления

Тепло, которое передается радиаторами воздуху в помещении, должно обязательно компенсировать тепловые потери помещения. В упрощенном виде это соответствует тому, что на каждые 10 кв.м площади комнаты понадобится устанавливать биметаллические радиаторы с тепловой мощностью не меньше 1 кВт. На практике данный показатель следует увеличить на 15%, то есть полученная мощность радиатора умножается на 1,15. На сегодняшний день есть и более точные расчеты необходимой мощности стальных радиаторов, которые используют специалисты, однако для грубой оценки будет достаточно и предложенного метода. При данном методе расчета батареи могут оказаться немного большей мощности, чем это необходимо, однако возрастет качество системы отопления, при котором может быть возможной более точная настройка и низкотемпературный отопительный режим.

Схема радиаторов отопления.

При приобретении стальных радиаторов в паспорте прибора отопления указываются размеры устройства в миллиметрах. На сегодняшний день в продаже существуют радиаторы, которые имеют высоту 20, 30, 40, 50 и 60 см. Приборы имеющие высоту 20 и менее сантиметров, называются плинтусными. Высота в 60 см является традиционной высотой для старых чугунных батарей, в связи с чем новые радиаторы, которые имеют высоту 60 см, могут с легкостью их заменить.

Формула расчета мощности радиаторов отопления.

В данный момент в большинстве случаев используются радиаторы, которые имеют высоту 50 см, потому как в архитектуре все больше начинают использовать высокие окна и низкие подоконники, а при монтаже радиатора под окно понадобится выдержать нормативный зазор между радиатором и подоконной доской не меньше 5 см, при этом расстояние между полом и отопительным устройством должно составлять не менее 6 см. Низкие батареи выглядят компактнее, однако при одинаковой мощности будут длиннее. Следует знать, что размеры помещения не всегда дают возможность устанавливать более длинные радиаторы.

Говоря о том, как рассчитать мощность, следует отметить, что в паспорте устройства отопления рядом с мощностью, к примеру, 1905 Вт, будут указаны цифры расчетного перепада температуры, например, 70/55. Это значит, что в случае охлаждения с 70°С до 55°С радиаторы со своей поверхности отдадут 1905 Вт тепловой мощности. Многие продавцы указывают мощность радиаторов исключительно для перепада 90/70. В случае использования подобных устройств отопления для среднетемпературных систем с перепадом 70/55 мощность тепловой отдачи подобных радиаторов будет меньше, чем та, которая заявлена в паспорте. Именно поэтому при выборе батарей для низко- (55/45) и среднетемпературных отопительных систем их фактическую мощность понадобится пересчитывать.

Вернуться к оглавлению

Формула расчета мощности радиатора отопления

Варианты присоединения радиаторов.

Для того чтобы рассчитать мощность прибора отопления, существует следующая формула:

Q=k×A×dT, где k – коэффициент тепловой отдачи прибора отопления (Вт/кв.м°С), А – площадь поверхности прибора отопления, которая передает тепло (кв.м), dT – температурный напор (°С).

Из паспортных данных радиаторов становится известна мощность радиатора (Q) и температурный напор (dT), который соответствует данной мощности. Подставляя данные значения в формулу, следует рассчитать произведение k×A. Таким образом, станут известны все составляющие формулы. Если подставить значение dT, которое равняется 50°С или 30°С (в зависимости от средне- и низкотемпературных систем отопления), будет возможность найти мощность имеющихся радиаторов для данных систем. Кроме того, мощность подобных устройств можно пересчитать на свой температурный напор (dT) в случае, если по каким-либо причинам хозяина квартиры не устраивают нормативные величины 30°С и 50°С. Для этого понадобится использовать ту же самую формулу.

Теплоотдача радиаторов в зависимости от способа установки.

К примеру, необходимо выбрать отопительные радиаторы для комнаты, которая имеет площадь 16 кв.м. Для того чтобы отопить данную площадь, понадобятся батареи, которые имеют мощность 1,6 кВт. Данное число умножается на коэффициент 1,15, и получается 1,84 кВт. Далее останется только прийти в магазин и выбрать батареи, которые подходят по мощности и размеру.

Например, был найден прибор, в паспортных данных которого обозначается мощность 1905 Вт (1,9 кВт). Понадобится изучить паспортные данные и найти информацию по поводу того, что данную мощность устройство может выдать исключительно при температурном напоре в 60°С (90/70). Однако заранее известно, что имеющаяся система отопления будет выполнена с качественной регулировкой температуры теплового носителя – с использованием трехходовых смесителей. Она будет работать в низкотемпературном режиме (55/45) с напором температуры dT = 30°C. Соответственно, необходимо пересчитать мощность радиатора, который предлагается. По формуле либо паспортным данным надо найти величину произведения k×A=31,75 Вт/°С и вставить обновленные данные в формулу, которая необходима для расчета мощности.

Q=k×A×dT=31,75×30=956 Вт, что составит приблизительно 50% от необходимой мощности.

Далее можно поступить несколькими способами:

приобрести вместо одного устройства два;
произвести расчет мощности одной секции батареи и на основании данного расчета подобрать отопительный прибор с необходимым количеством секций;
выполнить поиск других приборов, которые будут удовлетворять необходимым требованиям.

Следует добавить, что при приобретении батарей для низкотемпературных систем отопления (dT=30°C), в паспортных данных которых указывается температурный напор в 60°С, результат во всех случаях остается один – количество секций устройства понадобится удвоить. В других случаях, когда в паспорте указываются другие температурные напоры либо к расчетному напору температуры существуют собственные требования, мощность батарей необходимо пересчитать.

Вернуться к оглавлению

Влияние места расположения на расчет мощности батареи отопления

На отдачу от радиаторов тепла в помещение влияет и место расположения устройства в комнате, а также способ его подключения к трубопроводу.

Таблица-пример расчета секций радиатора на комнату.

Батареи размещаются прежде всего под световыми проемами. Окно всегда является местом наибольших тепловых потерь, несмотря на то, какие стеклопакеты установлены в квартире. Радиатор, который размещен под окном, будет нагревать воздух вокруг себя. Горячих воздух поднимется вверх и создаст перед окном тепловую завесу, которая препятствует распространению холода от окна. Помимо того, холодный воздух от окон тут же перемешается с теплым воздухом, который поднимается от отопительного устройства. Он усиливает конвекцию полностью во всем помещении, тем самым способствуя более быстрому прогреву всего воздуха в помещении.

Рекомендуется позаботиться о том, чтобы радиаторная гармошка имела длину, которая равняется всей ширине окна. В крайнем случае – не меньше 50% длины проемов. Вертикальные оси проемов окон и радиаторов совмещают, допустимое отклонение – 50 мм.

В угловой комнате могут размещаться дополнительные приборы вдоль наружных глухих стенок, по возможности ближе к наружным углам. В случае использования стояковых отопительных систем стояки необходимо размещать в углах помещения. При этом особенно важно стояки разместить в наружных углах угловых комнат. Все дело в том, что наружные углы дома подвергаются воздействию холодного воздуха, в отличие от стен, с двух сторон.

Разместив стояки отопления в углах, можно обеспечить их прогрев и снизить вероятность почернения стенок.

Вернуться к оглавлению

Как нужно размещать приборы

Расчет поправочного коэффициента.

Приборы отопления размещаются таким образом, чтобы был обеспечен их осмотр, ремонт и очистка. Если используется ограждение (экран) либо декорирование аппаратов, то в расчет тепловой мощности батарей понадобится внести коррективы. Мощность приборов, которые приобретаются, должна рассчитываться с поправочным коэффициентом. (ИЗОБРАЖЕНИЕ 1)

Присоединение к радиаторам труб может быть одностороннее и двухстороннее. В случае присоединения труб с разных сторон теплоотдача приборов возрастет, однако рациональнее выполнять одностороннее подключение. С разных сторон подключаются радиаторы, которые имеют больше 20 секций, а также те, которые имеют число приборов на сцепке больше 1.

Тепловой поток устройства зависит от расположения мест отвода и подачи теплоносителя. При подаче теплового носителя в верхнюю часть и его отводе из нижней части теплопередача возрастет. При направлении движения снизу вверх теплопередача понижается. В случае установки отопительных приборов в несколько ярусов по высоте рекомендуется обеспечить движение теплового носителя сверху вниз.

Индивидуальное регулирование тепловой передачи отопительных аппаратов может быть автоматическим и ручным. Термостатные вентили имеют возможность регулировать пропуск теплового носителя таким образом, чтобы были достигнуты самые лучшие показатели теплообмена на полностью всех участках отопительного прибора в частном доме.

EV design — расчет батареи — x-engineer.org

Высоковольтная батарея — это один из важнейших компонентов электромобиля (BEV) . Параметры аккумулятора оказывают значительное влияние на другие компоненты и характеристики транспортного средства, например:

максимальный крутящий момент тягового двигателя
максимальный тормозной момент регенерации
диапазон транспортного средства
общий вес транспортного средства
цена транспортного средства

Практически все Основные аспекты чисто электрического транспортного средства (EV) зависят от параметров высоковольтной батареи .

При разработке аккумуляторной батареи для нашего электромобиля мы начнем с 4 основных входных параметров:

химия
напряжение
среднее энергопотребление транспортного средства за цикл движения
диапазон транспортного средства

Аккумулятор состоит из одного или более электрохимических элементов ( аккумуляторных элементов ), которые преобразуют химическую энергию в электрическую энергию (во время разрядки) и электрическую энергию в химическую энергию (во время зарядки).Тип элементов, содержащихся в батарее, и химические реакции во время разрядки-зарядки определяют химический состав батареи .

Элемент батареи состоит из пяти основных компонентов: электродов — анода и катода, сепараторов, клемм, электролита и корпуса или корпуса. В автомобильной промышленности используются различные типы элементов [1]:

Изображение: Литий-ионные аккумуляторные элементы различной формы
Кредит: [1]

Отдельные аккумуляторные элементы сгруппированы в единый механический и электрический блок, называемый аккумулятором модуль .Модули электрически соединены, образуя аккумуляторный блок .

Существует несколько типов батарей (химические), используемых в силовых установках гибридных и электромобилей, но мы собираемся рассмотреть только литий-ионных элементов . Основная причина в том, что литий-ионные аккумуляторы имеют более высокую удельную энергию [Втч / кг] и удельную мощность [Вт / кг] по сравнению с другими типами [2].

Изображение: диаграмма уровня ячеек Рагона, адаптированная из Van Den Bossche 2009
Кредит: [2]

Уровень напряжения батареи определяет максимальную электрическую мощность, которая может подаваться непрерывно.Мощность P [Вт] — это произведение между напряжением U [V] и током I [A] : \ [P = U \ cdot I \ tag {1} \]

Чем выше ток, тем больше диаметр высоковольтных проводов и тем выше тепловые потери. По этой причине ток должен быть ограничен до максимума, а номинальная мощность достигается за счет более высокого напряжения. Для нашего приложения мы собираемся рассмотреть номинальное напряжение 400 В .

В статье «Конструкция электромобиля — энергопотребление» мы рассчитали, что среднее энергопотребление силовой установки E _p составляет 137.8 Втч / км на ездовом цикле WLTC. Помимо энергии, необходимой для приведения в движение, высоковольтная батарея должна обеспечивать энергией вспомогательные устройства транспортного средства E _aux [Вт · ч / км] , например: электрическая система 12 В, обогрев, охлаждение и т. Д. необходимо учитывать эффективность трансмиссии η _p [-] при преобразовании электрической энергии в механическую.

\ [E_ {avg} = \ left (E_ {p} + E_ {aux} \ right) \ cdot \ left (2 — \ eta_ {p} \ right) \ tag {2} \]

Для вспомогательных устройств потребление энергии мы собираемся использовать данные из [3], которые содержат типичные требования к мощности некоторых общих электрических компонентов транспортного средства (вспомогательные нагрузки).Длительные электрические нагрузки (фары, мультимедиа и т. Д.) И периодические нагрузки (обогреватель, стоп-сигналы, дворники и т. Д.) Потребляют в среднем 430 Вт электроэнергии. Продолжительность цикла WLTC составляет 1800 с (0,5 ч), что дает энергию 215 Втч для вспомогательных нагрузок. Если мы разделим его на длину ездового цикла WLTC (23,266 км), мы получим среднее потребление энергии для вспомогательных нагрузок E _aux 9,241 Втч / км .

Даже если Втч / км на самом деле не энергия, а факторизованная энергия, поскольку она измеряется на единицу расстояния (км), для простоты мы будем называть ее средней энергией.

Постоянный ток (DC), подаваемый аккумулятором, преобразуется инвертором в переменный (AC). Это преобразование происходит с соответствующими потерями. Также электродвигатель и трансмиссия имеют некоторые потери, которые необходимо учитывать. Для этого упражнения мы собираемся использовать средний КПД η _p 0,9 от батареи до колеса.

Замена значений в (2) дает среднее потребление энергии:

\ [E_ {avg} = \ left (137.8 + 9.241 \ right) \ cdot 1.1 = 161.7451 \ text {Wh / km} \]

Аккумуляторная батарея рассчитана на среднее потребление энергии 161,7451 Wh / km .

Архитектура аккумуляторных блоков

Все высоковольтные аккумуляторные блоки состоят из ячеек , собранных в цепочки и модули. Элемент батареи можно рассматривать как наименьшее деление напряжения.

Изображение: Элемент батареи

Отдельные элементы батареи могут быть сгруппированы параллельно и / или последовательно как модули .Кроме того, аккумуляторные модули могут быть подключены параллельно и / или последовательно для создания аккумуляторного блока . В зависимости от параметров батареи может быть несколько уровней модульности.

Общее напряжение аккумуляторной батареи определяется количеством последовательно соединенных ячеек. Например, общее (цепное) напряжение 6 последовательно соединенных ячеек будет суммой их индивидуальных напряжений.

Изображение: Строка аккумуляторных элементов

Чтобы увеличить текущую емкость аккумулятора, необходимо подключить несколько строк в параллельно .Например, 3-х гирлянды, соединенные параллельно, утроят емкость и допустимый ток аккумуляторной батареи.

Изображение: ряды аккумуляторных элементов, включенные параллельно

Высоковольтный аккумуляторный блок Mitsubishi i-MiEV состоит из 22 модулей, состоящих из 88 элементов, соединенных последовательно. Каждый модуль содержит 4 призматических ячейки. Напряжение каждой ячейки составляет 3,7 В, а общее напряжение аккумуляторной батареи 330 В.

Изображение: Аккумулятор (модули и элементы)
Кредит: Mitsubishi

Другой пример — высоковольтный аккумуляторный блок Tesla Model S, который имеет:

74 элемента в параллельной группе
6 последовательных групп для модуля
16 последовательных модулей
Всего 7104 элемента

Изображение: аккумуляторная батарея Tesla Model S
Кредит: Tesla

Аккумуляторная батарея расчет

Чтобы выбрать, какие аккумуляторные элементы будут в нашем пакете, мы проанализируем несколько моделей аккумуляторных элементов, доступных на рынке.В этом примере мы сосредоточимся только на литий-ионных элементах. Входные параметры аккумуляторных элементов приведены в таблице ниже.

Примечание : Поскольку производители аккумуляторных элементов постоянно придумывают новые модели, возможно, данные, используемые в этом примере, устарели. Это менее важно, поскольку цель статьи — объяснить, как выполняется расчет. Тот же метод можно применить и к любым другим элементам батареи.

04 9161 0,022 9904 904 904 904 904 9048 904 904 9048 0,076 90.6

где:
D _bc [м] — диаметр элемента батареи
L _bc [м] — длина элемента батареи

где:
H _bc [м] — высота элемента батареи
W _bc [м] — ширина элемента батареи
T _bc [м] — толщина элемента батареи

Энергия элемента батареи E _bc [Вт · ч] рассчитывается как:

где:
C _bc [Ач] — емкость элемента батареи
U _bc [В] — напряжение элемента батареи

Плотность энергии элемента рассчитывается как:

объемная плотность энергии , u _В [Вт · ч / м ³]

гравиметрическая плотность энергии , u _G [Втч / кг]

_bc

Плотность энергии для каждой ячейки приведена в таблице ниже.

Производитель	Panasonic	A123-Systems	Molicel	A123-Systems	Toshiba	Kokam
		цилиндрический		цилиндрический	мешочек	мешочек
Модель	NCR18650B	ANR26650m1-B	ICR-18650K	20Ah	20Ah									]	[6]	[7]	[8]	[9]
Длина [м]	0.0653	0,065	0,0652	0	0	0
Диаметр [м]	0,0185	0,026	0,0186				0 [м]	0	0	0	0,227	0,103	0,272
Ширина [м]	0	0	0	0.16	0,115	0,082
Толщина [м]	0	0	0	0,00725	0,022	0,0077	0,00000	0,05	0,496	0,51	0,317
Емкость [А · ч]	3,2	2,5	2,6	19,5	20
Напряжение [В]	3,6	3,3	3,7	3,3	2,3	3,6
C-rate (продолжение)64	10 1	1	1	2
C-rate (пик)	1	24	2	10	1	Параметры ячейки 3

04 0 объем / л31

Производитель	Panasonic	A123-Systems	Molicel	A123-Systems	Toshiba	Kokam
		цилиндрический		цилиндрический	мешочек	мешочек
Модель	NCR18650B	ANR26650m1-B	ICR-18650K	20Ah	20Ah		SL		52	8,25	9,62	64,35	46	56,16
Объем [л]	0,017553	0,03451033	0,017716					плотность гравиметрическая [Вт-ч / кг]	237,53	108,55	192,40	129,74	90,20	177,16
65161 Объемная энергия4		239,06	543,01	244,38	176,52	327

Для лучшего обзора параметров ячеек и упрощения их сравнения основные параметры отображаются в виде гистограмм на изображениях ниже .

0
0 С учетом вышеуказанных параметров элемента и основных требований к батарее (номинальное напряжение, среднее энергопотребление и запас хода транспортного средства) мы рассчитываем основные параметры высоковольтной батареи.
Требуемая общая энергия аккумуляторного блока E _bp [Wh] рассчитывается как произведение среднего энергопотребления E _avg [Wh / км] и запаса хода D _v [км]. В этом примере мы спроектируем блок высоковольтной аккумуляторной батареи для пробега автомобиля 250 км .
\ [E_ {bp} = E_ {avg} \ cdot D_ {v} = 161.7451 \ cdot 250 = 40436.275 \ text {Wh} = 40.44 \ text {kWh} \ tag {6} \]
Выполняются следующие вычисления для каждого типа ячеек.В этом примере мы будем считать, что аккумуляторная батарея состоит только из нескольких цепочек, соединенных параллельно .
Число элементов батареи, соединенных последовательно N _cs [-] в цепочке, рассчитывается путем деления номинального напряжения аккумуляторной батареи U _bp [В] на напряжение каждого элемента батареи U _bc [ V]. Количество строк должно быть целым числом. Поэтому результат вычисления округляется до большего целого числа.
\ [N_ {cs} = \ frac {U_ {bp}} {U_ {bc}} \ tag {7} \]
Энергосодержание строки E _bs [Вт · ч] равно произведению между количеством последовательно соединенных аккумуляторных элементов N _cs [-] и энергией аккумуляторного элемента E _bc [Вт-ч].
\ [E_ {bs} = N_ {cs} \ cdot E_ {bc} \ tag {8} \]
Общее количество комплектов батарейного блока N _sb [-] рассчитывается путем деления батареи упаковать полную энергию E _bp [Wh] в энергосодержание струны E _bs [Wh].Количество строк должно быть целым числом. Поэтому результат вычисления округляется до большего целого числа.
\ [N_ {sb} = \ frac {E_ {bp}} {E_ {bs}} \ tag {9} \]
Теперь мы можем пересчитать общую энергию батарейного блока E _bp [Wh] как произведение между количеством струн N _sb [-] и содержанием энергии каждой струны E _bs [Вт-ч].
\ [E_ {bp} = N_ {sb} \ cdot E_ {bs} \ tag {10} \]
Емкость аккумуляторной батареи C _bp [А · ч] рассчитывается как произведение количества строк N _sb [-] и емкость аккумуляторной ячейки C _bc [Ач].
\ [C_ {bp} = N_ {sb} \ cdot C_ {bc} \ tag {11} \]
Общее количество ячеек в аккумуляторном блоке N _cb [-] рассчитывается как произведение между количество строк N _sb [-] и количество ячеек в строке N _cs [-].
\ [N_ {cb} = N_ {sb} \ cdot N_ {cs} \ tag {12} \]
Размер и масса высоковольтной батареи являются очень важным параметром, который следует учитывать при проектировании аккумуляторного электромобиля (BEV) . В этом примере мы собираемся рассчитать объем аккумуляторной батареи, учитывая только ее элементы.На самом деле необходимо учитывать и другие факторы, такие как: электронные схемы, контур охлаждения, корпус батареи, проводка и т. Д.
Масса аккумуляторного блока (только элементы) м _{пар оснований} [кг] — это произведение между общим числом ячеек N _cb [-] и масса каждого элемента батареи m _bc [кг].
\ [m_ {bp} = N_ {cb} \ cdot m_ {bc} \ tag {13} \]
Объем аккумуляторной батареи (только элементы) В _bp [m ³] — это произведение между общим количеством элементов N _cb [-] и массой каждого элемента батареи V _{cc (pc)} [m ³].Этот объем используется только для оценки окончательного объема аккумуляторной батареи, так как он не принимает во внимание вспомогательные компоненты / системы аккумуляторной батареи.
\ [V_ {bp} = N_ {cb} \ cdot V_ {cc (pc)} \ tag {14} \]
Объем также может быть вычислен функцией количества строк и количества ячеек в строке. Этот метод расчета больше подходит для цилиндрической ячейки, так как объем, занимаемый цилиндрической ячейкой, должен учитывать воздушный зазор между ячейками.
Пиковый ток цепочки I _spc [A] является произведением между пиковым значением C для аккумуляторного элемента C-rate _bcp [h ^-1] и емкостью аккумуляторного элемента C _bc [Ах].
\ [I_ {spc} = \ text {C-rate} _ {bcp} \ cdot C_ {bc} \ tag {15} \]
Пиковый ток аккумуляторной батареи I _bpp [A] — это продукт между пиковым током цепочки I _spc [A] и количеством цепочек аккумуляторной батареи N _sb [-].
\ [I_ {bpp} = I_ {spc} \ cdot N_ {sb} \ tag {16} \]
Пиковая мощность аккумуляторного блока P _bpp [Вт] — это произведение между пиковым током аккумуляторного блока I _bpp [A] и напряжение аккумуляторной батареи U _bp [В].
\ [P_ {bpp} = I_ {bpp} \ cdot U_ {bp} \ tag {17} \]
Непрерывный ток строки I _scc [A] — это произведение между непрерывной скоростью C аккумуляторная ячейка C-rate _bc [h ^-1] и емкость аккумуляторной ячейки C _bc [Ач].
\ [I_ {scc} = \ text {C-rate} _ {bcc} \ cdot C_ {bc} \ tag {18} \]
Аккумулятор , непрерывный ток I _bpc [A] является продуктом между последовательным током в цепочке I _scc [A] и количеством цепочек аккумуляторной батареи N _sb [-].
\ [I_ {bpc} = I_ {scc} \ cdot N_ {sb} \ tag {19} \]
Аккумулятор , непрерывное питание P _bpc [Вт] является продуктом между аккумуляторным блоком постоянного тока I _bpc [A] и напряжение аккумуляторной батареи U _bp [V].
\ [P_ {bpc} = I_ {bpc} \ cdot U_ {bp} \ tag {20} \]
Результаты уравнений (7) — (20) обобщены в таблице ниже.

Изображение: Напряжение аккумуляторного элемента	Изображение: Емкость аккумуляторного элемента
Изображение: Объемная плотность энергии аккумуляторного элемента	Изображение: Гравиметрическая плотность энергии аккумуляторного элемента

-] 9016 # Всего ячеек [-] 904 98164 81164 9016

Производитель	Panasonic	A123-Systems	Molicel	A123-Systems	Toshiba	Kokam
строка	— количество элементов	109	122	174	112
Энергия струны [Вт · ч]	1290	1007	1049	7851	800164	80017 62901	32	41	39	6	6	7
Энергия BP [кВтч]	41.29	41,27	40,89	47,10	48,02	44,03
Емкость BP [А · ч]	102,4	102,5	10116 117	102,5	10016 117	3584	5002	4251	732	1044	784
Масса BP [кг] *	173.8	380,2	212,6	363,1	532,4	248,5
Объем BP [л] *	63	173	9016 9016 901 135 901	7516 9016 901 Пиковый ток BP [A]	102,4	2460	202,8	1170	120	327,6
Пиковая мощность BP [кВт]
468	48	131,04
BP длительный ток [A]	102,4	1025	101,4	117	120	218,4	9017 мощность 9017 901 ]	40,96	410	40,56	46,8	48	87,36

BP — аккумуляторный блок
* — с учетом только аккумуляторных элементов

Из данных таблицы видно, что Ячейки такого типа имеют лучшее энергосодержание и большую емкость по сравнению с цилиндрическими ячейками.

Те же результаты могут быть отображены в виде гистограмм для облегчения сравнения между различными типами аккумуляторных элементов.

Изображение: Энергия батарейного блока	Изображение: Емкость батарейного блока
Изображение: Общее количество батарей
Изображение: Масса батарейного блока (только элементы)	Изображение: Объем аккумуляторного блока (только элементы)

Из-за малой емкости цилиндрических элементов по сравнению с ячейками мешка количество элементов, необходимых для аккумуляторного блока, значительно выше.Большое количество ячеек может вызвать дополнительные проблемы в области проводки, контроля напряжения, надежности батареи.

Масса и объем рассчитываются только на уровне ячейки с учетом размеров и массы ячейки. Аккумулятор, который будет в автомобиле, будет иметь дополнительные компоненты (провода, электронные компоненты, пайка, корпус и т. Д.), Что увеличит как конечный объем, так и массу. Тем не менее, глядя только на объем и массу клеток, мы можем оценить, какая модель будет лучше по сравнению с другой.По массе и объему нет четкого различия между цилиндрическими ячейками и ячейками мешочка. Однако кажется, что аккумулятор с ячейками-чехлами немного тяжелее и больше.

Батарейные элементы, производимые A123-Systems, имеют очень высокий максимальный непрерывный ток разряда и максимальный импульсный (пиковый) ток разряда. Что касается энергии и емкости, то ячейки пакетного типа имеют более высокий пиковый (непрерывный) ток и мощность, чем цилиндрические ячейки.

На основании расчетных данных и выводов мы можем выбрать, какие аккумуляторные элементы подходят для аккумуляторной батареи нашего электромобиля.Из наших примеров кажется, что элементы Kokam имеют лучший компромисс между массой, объемом и плотностью энергии / мощности.

Все параметры, уравнения, результаты и графики реализованы в файле Scilab (* .sce). Для скачивания подпишитесь на страницу Patreon.

Вы также можете проверить свои результаты с помощью калькулятора ниже.

Калькулятор батареи EV (он-лайн)

Ссылки:

[1] Моой, Роберт и Айдемир, Мухаммед и Селигер, Гюнтер. (2017). Сравнительная оценка различных форм литий-ионных аккумуляторных элементов.Процедуры Производство. 8. 104–111. 10.1016 / j.promfg.2017.02.013.
[2] Бернардини, Анналиа и Барреро, Рикардо и Махарис, Кэти и Ван Мирло, Джоэри. (2015). Технологические решения, направленные на рекуперацию энергии торможения в метро: пример многокритериального анализа. BDC — Bollettino del Centro Calza Bini — Università degli Studi di Napoli Federico II. 14. 301-325. 10.6092 / 2284-4732 / 2929.
[3] Том Дентон, Автомобильные электрические и электронные системы, третье издание. Эльзевир Баттерворт-Хайнеманн, 2004 г., стр. 129.
[4] https://industrial.panasonic.com/
[5] http://www.a123systems.com/
[6] http://www.molicel.com/
[7] http: // www.a123systems.com/
[8] http://www.toshiba.com/
[9] http://www.kokam.com/

Расчет батарей блока подготовки воздуха

Расчет аккумуляторов приточно-вытяжной установки
Расчет аккумуляторов приточно-вытяжной установки
Как рассчитать мощность водяных или электрических батарей установки очистки воздуха
С помощью этой программы можно будет легко спланировать емкость батарей блока очистки воздуха (AHU) или выполнить простую проверку, подходят ли в нем батареи для системы, которую вы анализируете .
Учтены следующие преобразования: общие, зимние, летние и полные.
Очевидно, что холодный змеевик будет исключительно водяным, в то время как змеевики предварительного и последующего нагрева также могут быть электрическими
Имейте в виду, что после того, как воздух выходит из змеевика окончательного последующего нагрева, можно установить другие змеевики местного последующего нагрева, контролируемые в этой зоне, для точного регулирования температуры в помещении.Вы можете использовать фанкойлы (фанкойлы), электрические батареи или воду из воздуховодов.
Когда мы выбираем тип системы между «с рециркуляцией воздуха» и «полностью воздушным», мы принимаем во внимание, что воздушные системы подходят только для некоторых типов окружающей среды, включая: животноводческие помещения и некоторые корпуса, среды с контролируемым загрязнением (П3 — П4 — Чистые и стерильные помещения).
Воздушные системы требуют значительных затрат на управление по сравнению с системами с рециркуляцией воздуха.
Последнее разъяснение касается зимнего увлажнения, которое должно быть обеспечено воздух не показано в этом документе, поскольку оно отправляется обратно в программу: Увлажнение — Расчет
Разберем программу
1 — Первое, что нужно сделать, это выбрать тип преобразования, который вы собираетесь выполнить. Могут быть указаны следующие преобразования: GENERIC, WINTER, SUMMER, COMPLETE.
2 — Мы выбираем тип системы: «с рециркуляцией воздуха» и «полностью воздухом».В первом случае поля с указанием температуры и влажности относительно Смеси будут заполнены автоматически.
3 — Мы устанавливаем температуру на входе и выходе в градусах Цельсия или Фаренгейта и соответствующую относительную влажность (%).
4 — В поле «Все расчеты в» введите единицы измерения, которые мы собираемся использовать, выбрав между: БТЕ, ккал / ч, кДж, кВт, тонна.
5 — Введите количество наружного воздуха, которое будет обрабатывать UTA.
6 — В случае системы рециркуляции воздуха введите количество, которое будет обрабатываться.
7 — наконец, в выделенные поля, где значения доступны для редактирования, мы вставляем все значения, которые хотели бы получить.
8 — Наконец, давайте проанализируем полученные значения.
Отсюда мы можем прочитать потенциал, который должна обеспечивать каждая отдельная батарея для получения заданных термогигрометрических значений.
Легко, правда?
хорошая работа

Electric Power — learn.sparkfun.com
Добавлено в избранное Любимый 47
С большой силой …
Почему нам важна власть? Мощность — это измерение передачи энергии во времени, а энергия стоит денег. Батареи не бесплатны, и они тоже не выходят из электрической розетки.Итак, мощность измеряет, насколько быстро из вашего кошелька уходят гроши!
Кроме того, энергия — это … энергия. Он бывает во многих потенциально вредных формах — тепловом, радиационном, звуковом, ядерном и т. Д. — и чем больше мощность, тем больше энергии. Итак, важно иметь представление о том, с какой мощностью вы работаете, играя с электроникой. К счастью, когда вы играете с Arduinos, зажигаете светодиоды и вращаете маленькие моторы, потеря информации о том, сколько энергии вы потребляете, означает лишь выжигание резистора или плавление микросхемы.Тем не менее совет дяди Бена применим не только к супергероям.
Рассмотрено в этом учебном пособии
Определение силы
Примеры передачи электроэнергии
Вт, единица мощности СИ
Расчет мощности с использованием напряжения, тока и сопротивления
Максимальная номинальная мощность
Рекомендуемая литература
Power — одно из наиболее фундаментальных понятий в электронике. Но перед тем, как узнать о мощности, возможно, вам стоит сначала прочитать несколько других руководств.Если вы не знакомы с некоторыми из этих тем, сначала попробуйте эти учебники:
Что такое электроэнергия?

Есть много типов силы — физическая, социальная, супер, блокировка запаха, любовь — но в этом уроке мы сосредоточимся на электроэнергии. Так что же такое электроэнергия?
В общих физических терминах, мощность определяется как скорость , с которой энергия передается (или преобразуется) .
Итак, во-первых, что такое энергия и как она передается? Сложно сказать просто, но энергия — это, по сути, способность чего-то с по перемещать чего-то еще. Есть много форм энергии: механическая, электрическая, химическая, электромагнитная, тепловая и многие другие.
Энергия никогда не может быть создана или уничтожена, ее можно только передать в другую форму. Многое из того, что мы делаем в электронике, — это преобразование различных форм энергии в электрическую энергию и обратно.Освещение светодиодами превращает электрическую энергию в электромагнитную. Прядильные двигатели превращают электрическую энергию в механическую. Жужжание зуммеров создает звуковую энергию. Питание цепи от щелочной батареи 9 В превращает химическую энергию в электрическую. Все это формы передачи энергии .
Преобразованный тип энергии Преобразованный
Механический Электродвигатель
Электромагнитный Светодиод
Нагрев Нагрев Ветровой резистор
9016 Химический Ветряной Батарея Мельница
Пример электрических компонентов, передающих электрическую энергию в другую форму.
В частности, электрическая энергия начинается как электрическая потенциальная энергия — то, что мы с любовью называем напряжением. Когда электроны проходят через эту потенциальную энергию, она превращается в электрическую. В большинстве полезных цепей эта электрическая энергия преобразуется в другую форму энергии. Электрическая мощность измеряется путем объединения того, сколько электроэнергии передается, и того, как быстро происходит эта передача.
Производители и потребители
Каждый компонент в цепи потребляет или производит электроэнергии.Потребитель преобразует электрическую энергию в другую форму. Например, когда загорается светодиод, электрическая энергия преобразуется в электромагнитную. В этом случае лампочка потребляет энергии. Электроэнергия — это произведенной энергии, когда энергия передается на электрической энергии из какой-либо другой формы. Батарея, подающая питание на схему, является примером источника питания .
Мощность
Энергия измеряется в джоулях (Дж).Поскольку мощность — это мера энергии за установленный промежуток времени, мы можем измерить ее в джоулей в секунду . Единица СИ для джоулей в секунду — Вт , сокращенно Вт .
Очень часто перед словом «ватт» стоит один из стандартных префиксов SI: микроватты (мкВт), миливатты (мВт), киловатты (кВт), мегаватты (МВт) и гигаватты (ГВт) являются обычными в зависимости от ситуация.
9016 9016
Имя префикса Аббревиатура префикса Вес
Nanowatt nW 10 ^-9
Microwatt 10 ^-3
Вт Вт 10 ⁰
Киловатт кВт 10 ³
ГВт ГВт 10 ⁹
Микроконтроллеры
, такие как Arduino, обычно работают в диапазоне мкВт или мВт.Портативные и настольные компьютеры работают в стандартном диапазоне мощности. Энергопотребление дома обычно составляет киловатт. Большие стадионы могут работать в мегаваттном масштабе. И гигаватты вступают в игру для крупных электростанций и машин времени.
Расчетная мощность
Электроэнергия — это скорость передачи энергии. Он измеряется в джоулях в секунду (Дж / с) — ватт (Вт). Учитывая несколько известных нам основных терминов, связанных с электричеством, как мы можем рассчитать мощность в цепи? Что ж, у нас есть очень стандартное измерение, включающее потенциальную энергию — вольты (В), которые определяются в джоулях на единицу заряда (кулон) (Дж / Кл).Ток, еще один из наших любимых терминов, связанных с электричеством, измеряет поток заряда во времени в амперах (А) — кулонах в секунду (Кл / с). Соедините их вместе и что мы получим ?! Мощность!
Чтобы рассчитать мощность любого конкретного компонента в цепи, умножьте падение напряжения на нем на ток, протекающий через него.
Например,
Ниже представлена простая (хотя и не полностью функциональная) схема: батарея на 9 В, подключенная через 10 Ом; резистор.
Как рассчитать мощность на резисторе? Сначала мы должны найти ток, протекающий через него. Достаточно просто … Закон Ома!
Хорошо, 900 мА (0,9 А) проходит через резистор и 9 В. Какая же тогда мощность подается на резистор?
Резистор преобразует электрическую энергию в тепло. Таким образом, эта схема каждую секунду преобразует 8,1 джоулей электрической энергии в тепло.
Расчет мощности в резистивных цепях
Когда дело доходит до расчета мощности в чисто резистивной цепи, знать два из трех значений (напряжение, ток и / или сопротивление) — это все, что вам действительно нужно.
Подставляя закон Ома (V = IR или I = V / R) в наше традиционное уравнение мощности, мы можем создать два новых уравнения. Первый, чисто по напряжению и сопротивлению:
Итак, в нашем предыдущем примере 9V ²/10 & ohm; (V ² / R) составляет 8,1 Вт, и нам никогда не нужно рассчитывать ток, протекающий через резистор.
Второе уравнение мощности можно составить исключительно с точки зрения тока и сопротивления:
Зачем нам нужна мощность, упавшая на резистор? Или любой другой компонент в этом отношении.Помните, что мощность — это передача энергии от одного типа к другому. Когда эта электрическая энергия, идущая от источника питания, попадает на резистор, энергия превращается в тепло. Возможно, больше тепла, чем может выдержать резистор. Это приводит нас к … номинальной мощности.
Номинальная мощность
Все электронные компоненты передают энергию от одного типа к другому. Требуется некоторая передача энергии: светодиоды излучают свет, моторы вращаются, аккумуляторы заряжаются.Другая передача энергии нежелательна, но также неизбежна. Эти нежелательные передачи энергии составляют потерь мощности , которые обычно проявляются в виде тепла. Слишком большие потери мощности — слишком много тепла на компоненте — могут стать очень нежелательными .
Даже когда передача энергии является основной целью компонента, все равно будут потери в другие формы энергии. Например, светодиоды и двигатели по-прежнему будут выделять тепло как побочный продукт при передаче другой энергии.
Большинство компонентов рассчитаны на максимальную рассеиваемую мощность, и важно, чтобы они работали ниже этого значения.Это поможет вам избежать того, что мы с любовью называем «выпустить волшебный дым».
Номинальная мощность резистора
Резисторы
— одни из наиболее известных виновников потери мощности. Когда вы понижаете напряжение на резисторе, вы также индуцируете ток через него. Чем больше напряжение, тем больше ток, тем больше мощность.
Вспомните наш первый пример расчета мощности, где мы обнаружили, что если 9V упадет на 10 & ohm; резистор, этот резистор рассеивает 8.1Вт. 8.1 — это лот Вт для большинства резисторов. Большинство резисторов рассчитаны на любую мощность от & frac18; Вт (0,125 Вт) до ½ Вт (0,5 Вт). Если вы уроните 8 Вт на стандартный резистор ½ Вт, приготовьте огнетушитель.
Если вы видели резисторы раньше, вы наверняка видели их. Сверху — резистор ½ Вт, ниже — Вт. Они не предназначены для рассеивания большого количества энергии.
Существуют резисторы, способные выдерживать большие перепады мощности. Они специально называются силовыми резисторами .
Эти большие резисторы предназначены для рассеивания большого количества энергии. Слева направо: два 3 Вт 22 кОм; резисторы, два 5W 0.1 & Ом; резисторы, и 25Вт 3 & Ом; и 2 & Ом; резисторы.
Если вы когда-нибудь обнаружите, что выбираете номинал резистора. Также помните о номинальной мощности. И, если ваша цель — что-то нагреть (нагревательные элементы — это, по сути, действительно мощные резисторы), постарайтесь свести к минимуму потери мощности в резисторе.
Например,
Номинальная мощность резистора
может иметь значение, когда вы пытаетесь выбрать номинал для токоограничивающего резистора светодиода.Скажем, например, вы хотите зажечь сверхяркий красный светодиод диаметром 10 мм на максимальной яркости, используя батарею 9 В.
Этот светодиод имеет максимальный прямой ток 80 мА и прямое напряжение около 2,2 В. Таким образом, чтобы подать на светодиод 80 мА, вам понадобится 85 Ом; резистор сделать так.
На резисторе упало 6,8 В, а прохождение 80 мА через него означает потерю мощности 0,544 Вт (6,8 В * 0,08 А). Полуваттный резистор это не очень понравится! Он, наверное, не растает, но станет горячим .Не рискуйте и выберите резистор 1 Вт (или сэкономьте энергию и используйте специальный драйвер светодиода).
Резисторы, безусловно, не единственные компоненты, для которых необходимо учитывать максимальную номинальную мощность. Любой компонент, обладающий резистивным свойством, будет производить тепловые потери. Работа с компонентами, которые обычно подвергаются воздействию высокой мощности, например, регуляторами напряжения, диодами, усилителями и драйверами двигателей, требует особого внимания к потерям мощности и тепловым нагрузкам.
Ресурсы и дальнейшее развитие
Теперь, когда вы знакомы с концепцией электроэнергии, ознакомьтесь с некоторыми из этих руководств по теме!
Как активизировать ваш проект — Вы знаете, что такое «сила». Но как сделать это в своем проекте?
Light — Light — полезный инструмент для инженера-электрика. Понимание того, как свет соотносится с электроникой, является фундаментальным навыком для многих проектов.
Что такое Arduino — Мы много говорили об этой Arduino в этом уроке. Если вы все еще не понимаете, что это такое, ознакомьтесь с этим руководством!
Диоды — преобразуют ли они переменный ток в постоянный или просто зажигают светодиодный индикатор питания, диоды являются особенно удобным компонентом для питания проектов.
Резисторы
— самые основные электронные компоненты, резисторы необходимы практически в каждой цепи.
MP3 Player Shield Music Box — Поговорим о передаче энергии! В этом проекте сочетаются электричество, движение и звук, чтобы создать музыкальную шкатулку на тему «Доктор Кто» .
Калькулятор емкости батареи
| Новая Шотландия Power

Нагрев / Охлаждение / Электропитание
Тепловой насос (бесконтактный мини-разъем с одной головкой) ^* 960W — При идеальных температурах наружного воздуха (от -5 до -10 градусов) тепловой насос будет работать 60-70% времени, чтобы поддерживать температуру в комнате надлежащего размера около 20 градусов
Водонагреватель (электрический водонагреватель) ^* 4000 Вт в течение 4 часов в день
Потолок Вентилятор 120 Вт в течение 24 часов в день
Нагнетатель вентилятора печи ^* 800 Вт в течение 24 часов в день
Скважинный насос ^* (1/3 лошадиных сил) / 750 Вт в течение 10% дня
Приготовление пищи на кухне
Электрическая плита (1 большая конфорка) ^* 1500 Вт на 20 минут в день
Кофеварка 1000 Вт на 10 минут в день
Морозильная камера (Сундук 15 куб.футов) 300 Вт в течение 8 часов в день
Холодильник (20 куб. футов) 150 Вт в течение 8 часов в день
Микроволновая печь 1000 Вт в течение 10 минут в день
Тостер 1200 Вт в течение 5 минут в день день
Отдых в гостиной / комнате
Телевизор — LCD 150 Вт на 6 часов в день
Игровая консоль 150 Вт на 4 часа в день
Кабельная коробка 30 Вт на 24 часа в день день
Работа в офисе / спальне
Ноутбук 75 Вт в течение 12 часов в день
Модем / маршрутизатор 24 Вт в течение 24 часов в день
Часы Радио 7 Вт в день
Все остальное
Светодиодные фонари (одна лампа, эквивалентная 100 Вт) 23 Вт в течение 6 часов в день
Зарядите телефон 11.2 Вт · ч — два полных заряда iPhone XR, два раза в день
Пополните свой EV ^* — Зарядите электромобиль мощностью 7,6 кВт · ч на расстояние ~ 50 км. Не все аккумуляторные системы могут питать устройства 240 В или любую их комбинацию. Ваш выбор устройства будет рассмотрен вместе с вами квалифицированным электриком перед установкой.
Как правильно определить размер аккумуляторной системы
Джон Коннелл, вице-президент Crown Battery’s SLI Products Group
Увеличьте размер солнечных панелей, инверторов и батарей, и вы потеряете деньги.Измените размер своей системы, и вы снизите время автономной работы или разрядитесь, особенно в пасмурные дни. Но если вы обнаружите «зону Златовласки» с достаточной емкостью батарей, ваш проект «солнечная энергия плюс накопитель» будет работать без проблем.
Путем определения размера вашей системы с использованием метода ROI — R , чтобы выявить потребность в электроэнергии; O Зарезервировать потребляемую мощность и рассчитать потребность в ампер-часах; и I n включают буфер безопасности (резервную емкость) — вы можете гарантировать, что для удовлетворения ваших потребностей в энергии будет использоваться наилучшая комбинация солнечной энергии и накопителя.
Шаг 1. Снизьте потребность в электроэнергии
Определение размера системы без снижения спроса похоже на отопление дома зимой, когда входная дверь остается открытой. Возможно, это возможно, но это неэффективно и не по цене.
Другими словами: уменьшив потребность в электроэнергии, вы можете установить меньшие батареи и меньшее количество солнечных батарей.
Во-первых, займитесь низко висящими фруктами. Замените лампы накаливания, энергоемкие приборы и электронику на модели ENERGY STAR.Избавьтесь от вампирских нагрузок с помощью переключаемых или интеллектуальных удлинителей. Установите программируемые и интеллектуальные термостаты ниже зимой и выше летом.
Затем проведите энергоаудит, чтобы определить области для повышения эффективности вашего здания. Важная задача — герметизировать и утеплить. В Северной Америке почти половина энергии в домах используется для обогрева и охлаждения помещений. Уменьшение проникновения воздуха и изоляция чердаков, подвалов и стен сводят к минимуму тепловые потери и сокращают потребление энергии. Замена дверей и окон с низкой изоляцией также может иметь большое значение.
Наконец, подумайте о модернизации вашей системы HVAC. Высокоэффективные кондиционеры и печи могут значительно снизить нагрузку на электроэнергию.
После снижения энергопотребления вы готовы изменить размер своей системы.
Шаг 2: Изучите потребляемую мощность и рассчитайте требования к ампер-часам
Размер батареи — это баланс. Вам понадобятся достаточные запасы электроэнергии для работы в ночное время, отключения электроэнергии (если она подключена к сети) и дней с низким уровнем солнечной энергии.
Чтобы рассчитать потребность в батареях, вам нужно определить, сколько киловатт-часов (кВтч) вам нужно сохранить.Для сетевых систем обратитесь к счетам за коммунальные услуги за последние 12 месяцев, чтобы оценить потребности в электроэнергии. Пользователи вне сети могут контролировать потребление энергии бытовой техникой с помощью недорогих съемных измерителей мощности. Для полного домашнего мониторинга рассмотрите возможность использования субметровой, усовершенствованной инверторной или сенсорной системы (примеры: Efergy и Sense).
Производители и дистрибьюторы аккумуляторов часто имеют онлайн-калькуляторы, чтобы помочь установщикам солнечных батарей и клиентам упростить процесс расчета, но в целом стандартный расчет требований к мощности составляет: Вт = Ампер x Вольт
Например, если вам требуется 1000 ватт-часов (1 кВт-ч) в день и вы выбираете аккумуляторную батарею на 12 В, вам потребуется 84 ампер-часов для хранения.В этом примере батарея будет разряжена на 100% в течение каждого цикла, потому что будет 0% резервной мощности. Включите еще одну светодиодную лампочку, и у вас будет не хватать энергии каждый день. Вот почему вам также нужен буфер безопасности.
Шаг 3: Добавьте буфер безопасности (резервная емкость)
Вы не станете часами водить машину с включенным газом, потому что работа на дыму может оставить вас в затруднительном положении.
То же самое и с солнечными энергосистемами. Солнце светит не всегда.Нагрузка HVAC может резко возрасти при экстремальных температурах. А иногда жители здания потребляют больше электроэнергии, чем предполагалось. Без резервов в системе закончится электричество.
При использовании системы «солнечная энергия плюс накопитель» очень важно спроектировать ее для обеспечения надлежащей импульсной мощности и глубины разряда.
Пиковая емкость — это мера того, насколько хорошо батарея выдерживает большие нагрузки. Это важно, потому что некоторые устройства — кондиционеры, холодильники и микроволновые печи — потребляют в два-семь раз больше электроэнергии во время запуска.Они не будут работать, если не будет достаточной импульсной мощности.
Аккумуляторы разного химического состава различаются по емкости перенапряжения. Свинцово-кислотные батареи имеют самую высокую импульсную емкость, в то время как литий-ионные системы намного ниже, часто ниже порогового значения для запуска кондиционирования воздуха. Для удовлетворения потребностей в электроэнергии может потребоваться больше литий-ионных батарей по сравнению со свинцово-кислотными.
Глубина разряда (DOD) означает, насколько глубоко аккумулятор может разрядиться или разрядиться без ущерба для срока службы.Батарея с маркировкой 80% DOD означает, что останется только 20% емкости. Некоторые производители рассчитывают батареи на 100% DOD — батарею, эквивалентную работе от дыма.
Но будьте осторожны — высокий DOD может оставить вас в затруднительном положении. Высокий DOD означает, что существует почти нулевой резерв электроэнергии для тех пусковых нагрузок, крупных бытовых приборов или дней с пониженной выработкой солнечной энергии. Высокая степень разряда может сократить срок службы батареи.
Специалисты по установке возобновляемых источников энергии рекомендуют установить систему в два раза больше, чем истинное значение ампер-часов, определенное на шаге 2 выше.Формула проста: 2 * [требования в ампер-часах из шага 2]
В нашем примере системы из шага 2 аккумуляторная батарея должна быть 12 В и 168 Ач (2 * 84 Ач). Это удвоит наши расчетные потребности в ампер-часах и гарантирует, что DOD останется ниже 50%.
При покупке батарей или планировании системы всегда указывайте глубину разряда не более 50%. Обязательно сравните цены на батареи, используя это число. И остерегайтесь производителей, которые предлагают «более низкие» цены, продавая батареи меньшего размера, которые уменьшают или устраняют ваш буфер безопасности.
Следуя методу окупаемости инвестиций, вы можете выбрать батареи подходящего размера для вашей солнечной системы и обеспечить оптимальную производительность и работу в течение многих лет.
Что потребляет мой электровелосипед? — Энергид
Проблемы с пробками и парковками остались в прошлом; Вы можете без проблем преодолевать подъемы или длинные дистанции с ветром, независимо от того, являетесь ли вы спортсменом или нет: электрические велосипеды имеют много преимуществ!
Другой стороной медали является то, что они должны быть перезаряжены на , и это добавляет к вашему счету за электроэнергию … Но сколько вам это будет стоить?
Три вещи, которые стоит знать
Чтобы рассчитать стоимость зарядки аккумулятора, вам необходимо знать:
напряжение (в вольтах): определяет ощущение силы при езде на велосипеде.
Емкость (в ампер-часах): эта переменная определяет срок службы батареи.
стоимость вашей электроэнергии в кВтч: в Брюсселе рассчитывают примерно на 0 евро.20 / кВт-ч по полной ставке и 0,15 евро / кВт-ч для двух суток.
Первые две части данных вы найдете на аккумуляторе или в руководстве к вашему электрическому велосипеду.
Рассчитать стоимость подзарядки
Чтобы рассчитать стоимость перезарядки аккумулятора электровелосипеда, просто:
. умножьте напряжение (В) на зарядную емкость (Ач) аккумулятора. Это дает вам энергетическую емкость (Втч) батареи.
В x Ач = Втч
e.грамм. : 36 В x 10 Ач = 360 Втч = 0,36 кВтч
умножьте полученный результат на стоимость киловатт-часа, и вы получите стоимость полной зарядки аккумулятора.
например: 0,36 кВтч x 0,20 евро / кВтч = 0,072 евро за полную стоимость
Конкретный пример пополнения стоимости
В таблице ниже мы сравнили стоимость подзарядки двух велосипедов: одного напряжением 25 В и другого 36 В.
Мы также приняли во внимание цену за киловатт-час в размере 0,20 евро за час.
Напряжение (В) 25 В 36 В
Зарядная емкость (Ач) 10 Ач 10 Ач
Энергетическая мощность (Втч) 250 Вт 360 Вт
Расход на 1 зарядку (кВтч) 0,25 кВтч 0,36 кВтч
Стоимость за 1 заряд € 0,05 € 0,072
Стоимость за 50 зарядов 2,50 € € 3,60
Стоимость за 150 зарядов 7,50 € € 10,80
Примите во внимание использование велосипеда и выбранный тип велосипеда
Очевидно, что использование вашего велосипеда (разовое или ежедневное) и тип выбранной модели будут иметь прямое влияние на потребление и стоимость вашего электрического велосипеда.
Управление температурой в литий-ионных аккумуляторных батареях: Skill-Lync
Управление температурой в литий-ионных аккумуляторных батареях:
Введение :
В электромобилях для хранения энергии используются большие батареи. Энергия, поступающая в аккумуляторную батарею, когда она заряжается от рекуперативного торможения или от сети и разряжается от аккумуляторной батареи для питания транспортного средства и его аксессуаров, измеряется электрическим током и напряжением. Прохождение тока вызывает нагрев в элементах батареи и их системах межсоединений, пропорциональный квадрату протекающего тока, умноженного на внутреннее сопротивление элементов и систем межсоединений.Чем выше ток, тем сильнее будет эффект нагрева. В AVID мы проектируем и производим системы с литиевыми батареями, вы можете узнать об этом подробнее здесь.
На производительность литий-ионных аккумуляторных элементов сильно влияет их температура, они страдают от эффекта Златовласки, они плохо работают в слишком холодном или слишком горячем состоянии, что может привести к необратимому и серьезному повреждению элементов или ускоренной деградации. Таким образом, помимо охлаждения, может потребоваться нагрев элементов при более низких температурах окружающей среды, чтобы предотвратить повреждение во время быстрой зарядки, когда элементы слишком холодные; это потому, что внутреннее сопротивление ячеек увеличивается, когда они холодные.Большинство литиевых аккумуляторных элементов не могут быть быстро заряжены, когда их температура ниже 5oC, и не могут быть заряжены вообще, когда они ниже 0oC. Литиевые элементы также начинают быстро разрушаться, когда их температура превышает 45oC.
Раньше самые большие аккумуляторные блоки не обязательно нуждались в каком-либо специальном охлаждении, поскольку физические размеры блоков были достаточными, а относительный ток не был большим по сравнению с общей емкостью блока. Поскольку требуются все более высокие скорости зарядки аккумуляторов с мощностью перезарядки более 200 кВт для обеспечения времени работы 30 минут или меньше, электромобили с более высокими характеристиками, требующие стабильной производительности и достаточной долговечности на мировых рынках, означают, что специальные методы управления температурой для аккумуляторного блока теперь требуются.
Сегодня используются 3 распространенных метода терморегулирования аккумуляторов:
Пассивная или принудительная конвекция в воздух.
Охлаждение путем заливки батареи диэлектрическим маслом, которое затем перекачивается в систему теплообменника.
Охлаждение за счет циркуляции охлаждающей жидкости на водной основе через охлаждающие каналы внутри конструкции батареи.
Потребность в охлаждении батареи :
С точки зрения теплового режима при использовании литий-ионных аккумуляторов в электромобиле необходимо учитывать три основных аспекта:
При температуре ниже 0 ° C (32 ° F) батареи теряют заряд из-за более медленных химических реакций, протекающих в элементах батареи.В результате значительно снижается мощность, ускорение и запас хода, а также увеличивается вероятность повреждения аккумулятора во время зарядки.
При температуре выше 30 ° C (86 ° F) характеристики аккумулятора ухудшаются, что создает реальную проблему, если кондиционер транспортного средства необходим для пассажиров. Результат — влияние на удельную мощность и снижение реакции на ускорение.
Температура выше 40 ° C (104 ° F) может привести к серьезному и необратимому повреждению аккумулятора. При еще более высоких температурах, например.грамм. 70-100 ° C, возможен тепловой разгон. Это срабатывает при достижении температуры разгона. Результатом является цепная реакция самонагрева в элементе батареи, которая вызывает его разрушение, распространяясь на соседние элементы.
Идеальный диапазон температур для литий-ионной батареи электромобиля сродни тому, который предпочитают люди. Чтобы поддерживать ее в этом диапазоне, необходимо контролировать и регулировать температуру батареи. Система терморегулирования батареи (BTMS) необходима для предотвращения экстремальных температур, обеспечения надлежащей работы батареи и достижения ожидаемого срока службы.Эффективный BTMS поддерживает температуру ячеек в допустимом рабочем диапазоне.
По определению инженеров NREL (Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии) Министерства энергетики США, терморегулирование аккумуляторной батареи электромобиля необходимо по трем основным причинам:
Для обеспечения работы блока в желаемом температурном диапазоне для оптимальной производительности и срока службы. Типичный диапазон температур 15-35 ° C.
Для уменьшения неравномерного распределения температуры в камерах.Температурный перепад не должен превышать 3-4 ° C.
Для устранения потенциальных опасностей, связанных с неконтролируемой температурой, например: тепловой разгон.
Типы охлаждения :
Воздушное охлаждение :
Самый дешевый метод охлаждения аккумулятора электромобиля — воздушный. Пассивная система воздушного охлаждения использует наружный воздух и движение автомобиля для охлаждения аккумулятора. Системы активного воздушного охлаждения улучшают естественный воздух с помощью вентиляторов и нагнетателей.Воздушное охлаждение устраняет необходимость в охлаждающем контуре и устраняет любые проблемы, связанные с утечкой жидкостей в электронику. Также исключается дополнительный вес из-за использования жидкостей, насосов и трубок.
Компромисс заключается в том, что воздушное охлаждение, даже с мощными вентиляторами, не передает такой же уровень тепла, как жидкостная система. Это привело к проблемам для электромобилей в жарком климате, в том числе к большим колебаниям температуры в элементах аккумуляторной батареи. Шум вентилятора также может быть проблемой.
Жидкостное охлаждение :
Трубопроводные системы жидкостного охлаждения обеспечивают лучшее тепловое управление батареями, поскольку они лучше отводят тепло от батарей, чем системы воздушного охлаждения.Одним из недостатков является ограниченная подача жидкости в систему по сравнению с практически безграничным количеством воздуха, который может проходить через батарею.
В системе терморегулирования
Tesla (как и в системе GM) в качестве охлаждающей жидкости используется жидкий гликоль. Системы GM и Tesla передают тепло через цикл охлаждения. Гликолевый хладагент распределен по аккумуляторной батарее для охлаждения элементов. Учитывая, что у Tesla есть 7000 ячеек для охлаждения, это непростая задача.
Система охлаждения аккумулятора Tesla Model S состоит из запатентованной змеевидной охлаждающей трубы, которая проходит через аккумуляторную батарею и переносит поток водно-гликолевого хладагента; тепловой контакт с ячейками осуществляется через их стороны за счет теплопередающего материала.
Ниже приведена фактически разобранная часть аккумуляторной батареи Tesla, где мы можем видеть серые ленты, расположенные между элементами, которые действуют как теплопроводный материал.
Жидкостное иммерсионное охлаждение:
Новым вариантом управления температурой батареи является погружение в диэлектрическую жидкость, широко известное как ведущая технология охлаждения в индустрии центров обработки данных.GRC и Engineered Fluids — два ведущих поставщика иммерсионных технологий. Цель этого подхода — снизить экстремальные температуры, которые может выдержать аккумулятор, с помощью теплоносителя с высокой удельной теплотой, который безопасен для электронных компонентов. Двухфазное иммерсионное охлаждение является популярным вариантом управления температурным режимом аккумуляторных батарей, но поскольку оно должно работать при температуре насыщения, двухфазное иммерсионное охлаждение имеет ограниченное рабочее окно для заданной скорости теплопередачи.

Преобразованный тип энергии	Преобразованный
Механический	Электродвигатель
Электромагнитный	Светодиод
Нагрев	Нагрев	Ветровой резистор
9016 Химический Ветряной Батарея Мельница

Имя префикса	Аббревиатура префикса	Вес
Nanowatt	nW	10 ^-9
Microwatt		10 ^-3
Вт	Вт	10 ⁰
Киловатт	кВт	10 ³
ГВт	ГВт	10 ⁹

Напряжение (В)	25 В	36 В
Зарядная емкость (Ач)	10 Ач	10 Ач
Энергетическая мощность (Втч)	250 Вт	360 Вт
Расход на 1 зарядку (кВтч)	0,25 кВтч	0,36 кВтч
Стоимость за 1 заряд	€ 0,05	€ 0,072
Стоимость за 50 зарядов	2,50 €	€ 3,60
Стоимость за 150 зарядов	7,50 €	€ 10,80