Как определить сколько секций батарей нужно для отопления помещений: Расчет количества секций радиаторов отопления по объему или площади, примеры

Содержание

Как правильно рассчитать количество секций радиатора отопления

Как рассчитать количество секций радиатора

При модернизации системы отопления кроме замены труб меняют и радиаторы. Причем сегодня они есть из разных материалов, разных форм и размеров. Что не менее важно, имеют они разную теплоотдачу: количество тепла, которые могут передать воздуху. И это обязательно учитывают, когда делают расчет секций радиаторов.

В помещении будет тепло, если количество тепла, которое уходит, будет компенсироваться. Поэтому в расчетах за основу берут теплопотери помещений (они зависят от климатической зоны, от материала стен, утепления, площади окон и т.д.). Второй параметр — тепловая мощность одной секции. Это то количество тепла, которое она может выдать при максимальных параметрах системы (90°C на входе и 70°C на выходе). Эта характеристика обязательно указывается в паспорте, зачастую присутствует на упаковке.

Делаем расчет количества секций радиаторов отопления своими руками, учитываем особенности помещений и системы отопления

Один важный момент: проводя расчеты самостоятельно, учтите, что большинство производителей указывают максимальную цифру, которую они получили при идеальных условиях. Потому любое округление производите в большую сторону. В случае с низкотемпературным отоплением (температура теплоносителя на входе ниже 85°C) ищут тепловую мощность для соответствующих параметров или делают перерасчет (описан ниже).

Расчет по площади

Это — самая простая методика, позволяющая примерно оценить число секций, необходимое для отопления помещения. На основании многих расчетов выведены нормы по средней мощности отопления одного квадрата площади. Чтобы учесть климатические особенности региона, в СНиПе прописали две нормы:

  • для регионов средней полосы России необходимо от 60 Вт до 100 Вт;
  • для районов, находящихся выше 60°, норма отопления на один квадратный метр 150-200 Вт.

Почему в нормах дан такой большой диапазон? Для того, чтобы можно было учесть материалы стен и степень утепления. Для домов из бетона берут максимальные значения, для кирпичных можно использовать средние. Для утепленных домов — минимальные. Еще одна важная деталь: эти нормы просчитаны для средней высоты потолка — не выше 2,7 метра.

Как рассчитать количество секций радиатора: формула

Зная площадь помещения, умножаете ее норму затрат тепла, наиболее подходящую для ваших условий. Получаете общие теплопотери помещения. В технических данных к выбранной модели радиатора, находите тепловую мощность одной секции. Общие теплопотери делите на мощность, получаете их количество. Несложно, но чтобы было понятнее, приведем пример.

Пример расчета количества секций радиаторов по площади помещения

Угловое помещение 16 м 2 , в средней полосе, в кирпичном доме. Устанавливать будут батареи с тепловой мощностью 140 Вт.

Для кирпичного дома берем теплопотери в середине диапазона. Так как помещение угловое, лучше взять большее значение. Пусть это будет 95 Вт. Тогда получается, что для обогрева помещения требуется 16 м 2 * 95 Вт = 1520 Вт.

Теперь считаем количество радиаторов для отопления этой комнаты: 1520 Вт / 140 Вт = 10,86 шт. Округляем, получается 11 шт. Столько секций радиаторов необходимо будет установить.

Расчет батарей отопления на площадь прост, но далеко не идеален: высота потолков не учитывается совершенно. При нестандартной высоте используют другую методику: по объему.

Считаем батареи по объему

Есть в СНиПе нормы и для обогрева одного кубометра помещений. Они даны для разных типов зданий:

  • для кирпичных на 1 м 3 требуется 34 Вт тепла;
  • для панельных — 41 Вт

Этот расчет секций радиаторов похож на предыдущий, только теперь нужна не площадь, а объем и нормы берем другие. Объем умножаем на норму, полученную цифру делим на мощность одной секции радиатора (алюминиевого, биметаллического или чугунного).

Формула расчета количества секций по объему

Пример расчета по объему

Для примера рассчитаем, сколько нужно секций в комнату площадью 16 м 2 и высотой потолка 3 метра. Здание построено из кирпича. Радиаторы возьмем той же мощности: 140 Вт:

  • Находим объем. 16 м 2 * 3 м = 48 м 3
  • Считаем необходимое количество тепла (норма для кирпичных зданий 34 Вт). 48 м 3 * 34 Вт = 1632 Вт.
  • Определяем, сколько нужно секций. 1632 Вт / 140 Вт = 11,66 шт. Округляем, получаем 12 шт.

Теперь вы знаете два способа того, как рассчитать количество радиаторов на комнату.

Теплоотдача одной секции

Сегодня ассортимент радиаторов большой. При внешней схожести большинства, тепловые показатели могут значительно отличаться. Они зависят от материала, из которого изготовлены, от размеров, толщины стенок, внутреннего сечения и от того, насколько хорошо продумана конструкция.

Потому точно сказать, сколько кВт в 1 секции алюминиевого (чугунного биметаллического) радиатора, можно сказать только применительно к каждой модели. Эти данные указывает производитель. Ведь есть значительная разница в размерах: одни из них высокие и узкие, другие — низкие и глубокие. Мощность секции одной высоты того же производителя, но разных моделей, могут отличаться на 15-25 Вт (смотрите в таблице ниже STYLE 500 и STYLE PLUS 500) . Еще более ощутимые отличия могут быть у разных производителей.

Технические характеристики некоторых биметаллических радиаторов. Обратите внимание, что тепловая мощность одинаковых по высоте секций может иметь ощутимую разницу

Тем не менее, для предварительной оценки того, сколько секций батарей нужно для отопления помещений, вывели средние значения тепловой мощности по каждому типу радиаторов. Их можно использовать при приблизительных расчетах (приведены данные для батарей с межосевым расстоянием 50 см):

  • Биметаллический — одна секция выделяет 185 Вт (0,185 кВт).
  • Алюминиевый — 190 Вт (0,19 кВт).
  • Чугунные — 120 Вт (0,120 кВт).

Точнее сколько кВт в одной секции радиатора биметаллического, алюминиевого или чугунного вы сможете, когда выберете модель и определитесь с габаритами. Очень большой может быть разница в чугунных батареях. Они есть с тонкими или толстыми стенками, из-за чего существенно изменяется их тепловая мощность. Выше приведены средние значения для батарей привычной формы (гармошка) и близких к ней. У радиаторов в стиле «ретро» тепловая мощность ниже в разы.

Это технические характеристики чугунных радиаторов турецкой фирмы Demir Dokum. Разница более чем солидная. Она может быть еще больше

Исходя из этих значений и средних норм в СНиПе вывели среднее количество секций радиатора на 1 м 2 :

  • биметаллическая секция обогреет 1,8 м 2 ;
  • алюминиевая — 1,9-2,0 м 2 ;
  • чугунная — 1,4-1,5 м 2 ;

Как рассчитать количество секций радиатора по этим данным? Все еще проще. Если вы знаете площадь комнаты, делите ее на коэффициент. Например, комната 16 м 2 , для ее отопления примерно понадобится:

  • биметаллических 16 м 2 / 1,8 м 2 = 8,88 шт, округляем — 9 шт.
  • алюминиевых 16 м 2 / 2 м 2 = 8 шт.
  • чугунных 16 м 2 / 1,4 м 2 = 11,4 шт, округляем — 12 шт.

Эти расчеты только примерные. По ним вы сможете примерно оценить затраты на приобретение отопительных приборов. Точно рассчитать количество радиаторов на комнату вы сможете выбрав модель, а потом еще пересчитав количество в зависимости от того, какая температура теплоносителя в вашей системе.

Расчет секций радиаторов в зависимости от реальных условий

Еще раз обращаем ваше внимание на то, что тепловая мощность одной секции батареи указывается для идеальных условий. Столько тепла выдаст батарея, если на входе ее теплоноситель имеет температуру +90°C, на выходе +70°C, в помещении при этом поддерживается +20°C. То есть, температурный напор системы (называют еще «дельта системы») будет 70°C. Что делать, если в вашей системе выше +70°C на входе на бывает? или необходима температура в помещении +23°C? Пересчитывать заявленную мощность.

Для этого необходимо рассчитать температурный напор вашей системы отопления. Например, на подаче у вас +70°C, на выходе +60°C, а в помещении вам необходима температура +23°C. Находим дельту вашей системы: это среднее арифметическое температур на входе и выходе, за минусом температуры в помещении.

Формула расчета температурного напора системы отопления

Для нашего случая получается: (70°C+ 60°C)/2 — 23°C = 42°C. Дельта для таких условий 42°C. Далее находим это значение в таблице пересчета (расположена ниже) и заявленную мощность умножаем на этот коэффициент. Поучаем мощность, которую сможет выдать эта секция для ваших условий.

Таблица коэффициентов для систем отопления с разной дельтой температур

При пересчете действуем в следующем порядке. Находим в столбцах, подкрашенных синим цветом, строчку с дельтой 42°C. Ей соответствует коэффициент 0,51. Теперь рассчитываем, тепловую мощность 1 секции радиатора для нашего случая. Например, заявленная мощность 185 Вт, применив найденный коэффициент, получаем: 185 Вт * 0,51 = 94,35 Вт. Почти в два раза меньше. Вот эту мощность и нужно подставлять когда делаете расчет секций радиаторов. Только с учетом индивидуальных параметров в помещении будет тепло.

Расчет секций радиаторов отопления.

Если необходим точный расчет секций радиаторов отопления, то сделать это можно по площади помещения. Данный расчет подходит для помещений с низким потолком не более 2,6 метра. Для того, чтобы его обогреть тратится 100 Вт тепловой мощности на 1 м 2 . Исходя из этого, не трудно посчитать, сколько понадобится тепла на всю комнату. То есть площадь нужно умножить на количество квадратных метров.

Далее имеющийся результат следует разделить на значение теплоотдачи одной секции, полученное значение просто округляем в сторону увеличения. Если это теплое помещение, например кухня, то результат можно округлить в меньшую сторону.

При вычислении количества радиаторов нужно учитывать возможные теплопотери, учитывая определенные ситуации и состояние жилья. Например, если комната квартиры угловая и имеет балкон или лоджию, то тепло она теряет намного быстрее, нежели комнаты квартир с другим расположением. Для таких помещений

расчеты по тепловой мощности необходимо увеличить минимум на 20%. Если в планах монтировать радиаторы отопления в нише или скрыть их за экраном, то расчет тепла увеличивают на 15-20%.

Для расчета радиаторов отопления, вы можете воспользоваться калькулятором расчета радиаторов отопления.

Расчеты учитывая объем помещения.

Расчет секций радиаторов отопления будет более точным, если их рассчитывать, основываясь на высоте потолка, то есть исходя из объема помещения. Принцип расчета в этом случае аналогичный предыдущему варианту.

Вначале нужно вычислить общую потребность в тепле, а уже потом рассчитать количество секций в радиаторах. Когда радиатор скрывают за экраном, то потребность помещения в тепловой энергии увеличивают минимум на 15-20%. Если брать во внимание рекомендации СНИП, то для того, чтобы обогреть один кубический метр жилой комнаты в стандартном панельном доме необходимо потратить 41 Вт тепловой мощности.

Для расчета берем площадь комнаты и умножаем на высоту потолка, получится общий объем, его нужно умножить на нормативное значение, то есть на 41. Если квартира с хорошими современными стеклопакетами, на стенах есть утепление из пенопласта, то тепла понадобится меньшее значение – 34 Вт на м 3 . Например, если комната с площадью 20 кв. метров имеет потолки с высотой 3 метра, то объем помещения будет составлять всего 60 м 3 , то есть 20Х3. При расчете тепловой мощности комнаты получаем 2460 Вт, то есть 60Х41.

Таблица расчетов необходимого теплоснабжения.

Приступаем к расчету: Чтобы рассчитать необходимое количество радиаторов отопления необходимо полученные данные разделить на теплоотдачу одной секции, которую указывает производитель. Например, если взять за пример: одна секция выдает 170 Вт, берем площадь комнаты, для которой нужно 2460 Вт и делим его на 170 Вт, получаем 14,47. Далее округляем и получаем 15 секций отопления на одну комнату. Однако следует учитывать тот факт, что многие производители намеренно указывают завышенные показатели по теплоотдаче для своих секций, основываясь на том, что температура в батареях будет максимальной. В реальной жизни такие требования не выполняются, а трубы иногда чуть теплые, вместо горячих. Поэтому нужно исходить из минимальных показателей теплоотдачи на одну секцию, которые указывают в паспорте товара. Благодаря этому полученные расчеты будут более точными.

Как получить максимально точный расчет.

Расчет секций радиаторов отопления с максимальной точностью получить довольно трудно, ведь не все квартиры считаются стандартными. И особенно это касается частных строений. Поэтому у многих хозяев возникает вопрос: как сделать расчет секций радиаторов отопления по индивидуальным условиям эксплуатации? В этом случае учитывается высота потолка, размеры и количество окон, утепление стен и другие параметры. По этому методу расчетов необходимо использовать целый перечень коэффициентов, которые будут учитывать особенности определенного помещения, именно они могут повлиять на способность отдавать или сохранять тепловую энергию.

Вот как выглядит формула расчета секций радиаторов отопления: КТ = 100Вт/кв.м. * П * К1 * К2 * К3 * К4 * К5 * К6 * К7, показатель КТ — это количество тепла, которое нужно для индивидуального помещения.

1. где П — общая площадь комнаты, указана в кв.м.;

2. К1 — коэффициент, который учитывает остекление оконных проемов: если окно с обычным двойным остеклением, то показатель — 1,27;

  • Если окно с двойным стеклопакетом — 1,0;
  • Если окно с тройным стеклопакетом — 0,85.

3. К2 — коэффициент теплоизоляции стен:

  • Очень низкая степень теплоизоляции — 1,27;
  • Отличная теплоизоляция (кладка стен на два кирпича или же утеплитель) — 1,0;
  • Высокая степень теплоизоляции — 0,85.

4. К3 — соотношение площади окон и пола в комнате:

5. К4 — коэффициент, который позволяет учитывать среднюю температуру воздуха в самое холодное время:

  • Для -35 градусов — 1,5;
  • Для -25 градусов — 1,3;
  • Для -20 градусов — 1,1;
  • Для -15 градусов — 0,9;
  • Для -10 градусов — 0,7.

6. К5 — корректирует потребность в тепле, учитывая количество наружных стен:

7. К6 — учитывает тип помещения, которое находится выше:

  • Очень холодный чердак — 1,0;
  • Чердак с отоплением — 0,9;
  • Отапливаемое помещение — 0,8

8. К7 — коэффициент, который учитывает высоту потолков:

Представленный расчет секций радиаторов отопления учитывает все нюансы комнаты и расположения квартиры, поэтому достаточно точно определяет потребность помещения в тепловой энергии. Полученный результат нужно только разделить на значение теплоотдачи от одной секции, готовый результат округляет. Есть и такие производители, которые предлагают воспользоваться более простым способом расчета. На их сайтах представлен точный калькулятор расчетов, необходимый для вычислений. Для работы с этой программой, пользователь вводит нужные значения в поля и получает готовый результат. Кроме этого, он может использовать специальный софт.

Расчет батарей отопления на площадь

Один из наиболее важных вопросов создания комфортных условий проживания в доме или квартире – это надежная , правильно рассчитанная и смонтированная, хорошо сбалансированная система отопления. Именно поэтому создание такой системы – главнейшая задача при организации строительства собственного дома или при проведении капитального ремонта в квартире многоэтажки.

Несмотря на современное разнообразие систем отопления различных типов, лидером по по пулярности все же остается проверенная схема: контуры труб с циркулирующим по ним теплоносителем, и приборы теплообмена – радиаторы, установленные в помещениях. Казалось бы – все просто , батареи стоят под окнами и обеспечиваю т т ребуемый нагрев… Однако, необходимо знать, что теплоотдача от радиаторов должна соответствовать и площади помещения, и целому ряду других специфических критериев. Теплотехнические расчеты , основанные на требованиях СНиП – достаточно сложная процедура, выполняемая специалистами. Тем не менее , можно выполнить ее и своими силами, естественно, с допустимым упрощением. В настоящей публикации будет рассказано, как самостоятельно провести расчет батарей отопления на площадь обогреваемого помещения с учетом различных нюансов.

Расчет батарей отопления на площадь

Но, для начала, нужно хотя бы бегло ознакомиться с существующими радиаторами отопления – от их параметров во многом будут зависеть и результаты проводимых расчетов .

Кратко о существующих типах радиаторов отопления

Современный ассортимент радиаторов, представленных в продаже, включает следующие их виды:

  • Стальные радиаторы панельной или трубчатой конструкции.
  • Чугунные батареи.
  • Алюминиевые радиаторы нескольких модификаций.
  • Биметаллические радиаторы.
Стальные радиаторы

Этот тип радиаторов не снискал себе особой популярности, несмотря на то, что некоторым моделям придается весьма элегантное дизайнерское оформление. Проблема в том, что недостатки таких приборов теплообмена существенно превышают их достоинства – невысокую цену¸ относительно небольшую массу и простоту монтажа.

Стальные радиаторы отопления имеют немало недостатков

Тонкие стальные стенки таких радиаторов недостаточно теплоёмки – быстро нагреваются, но и столь же стремительно остывают. Могут возникнуть проблемы и при гидравлических ударах – сварные соединения листов иногда дают при этом течь . Кроме того, недорогие модели, не имеющие специального покрытия, подвержены коррозии, и срок службы таких батарей невелик – обычно производители дают им довольно небольшую по длительности эксплуатации гарантию.

В подавляющем большинстве случаев стальные радиаторы представляют собой цельную конструкцию, и варьировать теплоотдачу изменением числа секций не позволяют. Они имеют паспортную тепловую мощность, которую сразу же нужно выбирать , исходя из площади и особенностей помещения, где они планируются к установке. Исключение – некоторые трубчатые радиаторы имеют возможность изменения количества секций, но это обычно делается под заказ, при изготовлении, а не в домашних условиях.

Чугунные радиаторы

Представители этого типа батарей наверняка знакомы каждому еще с раннего детства – именно такие гармошки устанавливались ранее буквально повсеместно .

Знакомый всем с детских лет чугунный радиатор МС-140-500

Возможно, такие батареи МС -140 — 500 и не отличались особым изяществом, но зато верно служили не одному поколению жильцов. Каждая секция подобного радиатора обеспечивала теплоотдачу в 160 Вт. Радиатор сборный, и количество секций, в принципе, ничем не ограничивалось.

Современные чугунные батареи отопления

В настоящее время в продаже немало современных чугунных радиаторов. Их уже отличает более элегантный внешний вид, ровные гладкие наружные поверхности, которые облегчают уборку. Выпускаются и эксклюзивные варианты, с интересным рельефным рисунком чугунного литься.

При всем этом, такие модели в полной мере сохраняют основные достоинства чугунных батарей:

  • Высокая теплоемкость чугуна и массивность батарей способствуют длительному сохранению и высокой отдаче тепла.
  • Чугунные батареи, при правильной сборке и качественном уплотнении соединений, не боятся гидроударов, перепадов температур.
  • Толстые чугунные стенки мало восприимчивы к коррозии и к абразивному износу. Может использоваться практически любой теплоноситель, так что такие батареи одинаково хороши и для автономной, и для центральной систем отопления.

Если не принимать в расчёт внешние данные старых чугунных батарей, то из недостатков можно отметить хрупкость металла (недопустимы акцентированные удары), относительную сложность монтажа, связанную в больше мере с массивностью. Кроме того, далеко не любые стеновые перегородки смогут выдержать вес таких радиаторов.

Алюминиевые радиаторы

Алюминиевые радиаторы, появившись сравнительно недавно, очень быстро завоевали популярность. Они относительно недороги, имеют современный, достаточно элегантный внешний вид, обладают отменной теплоотдачей.

При выборе алюминиевых радиаторов нужно учитывать некоторые важные нюансы

Качественные алюминиевые батареи способны выдерживать давление в 15 и более атмосфер, высокую температуру теплоносителя – порядка 100 градусов. При этом тепловая отдача от одной секции у некоторых моделей достигает порой 200 Вт. Но при этом они небольшой массой (вес секции – обычно до 2 кг) и не требуют большого объема теплоносителя ( емкость – не более 500 мл).

Алюминиевые радиаторы представлены в продаже как наборными батареями, с возможностью изменения количества секций, так и цельными изделиями, рассчитанными на определенную мощность.

Недостатки алюминиевых радиаторов:

  • Некоторые типы весьма подвержены кислородной коррозии алюминия, с высоким риском газообразования при этом. Это предъявляет особы требования к качеству теплоносителя, поэтому такие батареи обычно устанавливают в автономных системах отопления.
  • Некоторые алюминиевые радиаторы неразборной конструкции, секции которых изготавливаются по технологии экструзии, могут при определенных неблагоприятных условиях дать течь на соединениях. При этом провести ремонт – попросту невозможно, и придется менять всю батарею в целом.

Изо всех алюминиевых батарей самые качественные – изготовленные с применением анодного оксидирования металла. Этим изделиям практически не страшна кислородная коррозия.

Внешне все алюминиевые радиаторы примерно похожи, поэтому необходимо очень внимательно читать техническую документацию, делая выбор.

Биметаллические радиаторы отопления

Подобные радиаторы по своей надежности оспаривают первенство с чугунными, а по тепловой отдаче – с алюминиевыми. Причина тому заключается в их особой конструкции.

Строение биметаллического радиатора отопления

Каждая из секций состоит из двух, верхнего и нижнего, стальных горизонтальных коллекторов (поз. 1), соединенных таким же стальным вертикальным каналом (поз.2). Соединение в единую батарею производится высококачественными резьбовыми муфтами (поз. 3). Высокая теплоотдача обеспечивается наружной алюминиевой оболочкой.

Стальные внутренние трубы выполнены из металла, которые не подвержен коррозии или имеет защитное полимерное покрытие. Ну а алюминиевый теплообменник ни при каких обстоятельствах не контактирует с теплоносителем, и коррозия ему абсолютно не страшна.

Таким образом, получается сочетание высокой прочности и износоустойчивости с отличными теплотехническими показателями.

Цены на популярные радиаторы отопления

Такие батареи не боятся даже очень больших скачков давления, высоких температур. Они, по сути, универсальны, и подходят для любых систем отопления, правда, наилучшие эксплуатационные характеристики они все же показывают в условиях высокого давления центральной системы – для контуров с естественной циркуляцией они малопригодны.

Пожалуй, единственных их недостаток – высокая цена по сравнению с любыми другими радиаторами.

Для удобства восприятия размещена таблица, в которой приведены сравнительные характеристики радиаторов. Условные обозначения в ней:

  • ТС – трубчатые стальные ;
  • Чг – чугунные ;
  • Ал – алюминиевые обычные ;
  • АА – алюминиевые анодированные ;
  • БМ – биметаллические.

Как правильно рассчитать количество секций радиатора отопления?

Со временем любое оборудование изнашивается. И радиатор не является исключением. С истечением его срока эксплуатации, а бывает и раньше, прибор приходится менять. Конечно, некоторые замену проводят и когда устройство еще в хорошем состоянии, просто есть желание установить более новую и современную модель, которая лучше впишется в общий интерьер.В любом случае очень важен правильный расчет. Правда, данная задача не из легких. Но зная, какие размеры может иметь батарея отопления как выбрать количество секций, выбор изделия можно будет сделать гораздо легче, покупка будет совершена более грамотно. Поэтому стоит рассмотреть тему расчета обогревательных агрегатов более подробно.

Зачем нужен расчет?

Важно знать, как определить необходимое количество секций батареи. От этого напрямую зависит то, какой микроклимат в доме будет зимой. Если количество секций недостаточное, помещение не будет отапливаться на должном уровне и в нем будет холодно, неуютно. Если же радиатор будет чересчур большим, это повлечет за собой расходы не только на его покупку, но и на эксплуатацию. Поэтому, только зная, как рассчитать количество секций радиатора отопления, можно создать эффективную систему теплоснабжения.

Конечно, расчет следует проводить с учетом типа помещения. Для стандартных зданий подойдут и простые методы, позволяющие узнать необходимое число секций. Для некоторых домов важно учитывать ряд нюансов, чтобы результат был более точным.

Каких размеров и форм бывают радиаторы?

При выборе батареи для обогрева комнаты надо учитывать такие критерии, как форма, размер и количество секций. Так, радиаторы отопления размеры по высоте могут иметь разные. У типичных сооружений высота подоконника составляет 800 мм. Поэтому наиболее ходовыми являются модели с высотой 600 мм. Самыми высокими считаются батареи, высота которых достигает 2400 мм. Такие изделия подходят для помещений, в которых многосекционный длинный обогреватель не помещается.Низкими считаются пластинчатые изделия, высота которых всего 300 мм. Правда есть и более низкие, эксклюзивные версии. Для нестандартных помещений идеальны такие радиаторы отопления высота 200 мм которых позволяет провести их установку под низким подоконником либо у витражей. Агрегаты данного типа не привлекают особого внимания. И к тому же позволяют создать широкую тепловую завесу. Обогрев будет проводиться более эффективно.

В зависимости от конструкции выделяют радиаторы отопления секционные, панельные, колончатые, стеновые и потолочные. Наибольшей популярностью пользуются стандартные секционные модели.

Секционные модели могут быть изготовлены из разных материалов:

  • стали;
  • чугуна;
  • алюминия;
  • биметалла.

Многие сегодня отдают предпочтение именно биметаллическим вариантам. И связано это с тем, что радиатор биметаллический секционный соединяет в себе свойства двух металлов, и отличается высокой теплоотдачей, надежностью, устойчивостью к гидроударам, долговечностью. Более подробно о биметаллических радиаторах можно прочитать здесь.

Как провести расчет числа секций?

Не зависимо от того, какие бывают радиаторы отопления расчет количества секций проводится одинаково. Чаще всего используют упрощенные методы. Если помещение является стандартными и имеет обычную высоту потолка, то одна секция прибора сможет обогреть 1,8 кв.м.

Принято считать, что 1 кВт мощности батареи обеспечивает оптимальный температурный режим на участке, площадью 10 кв.м.

Если же квартира расположена в угловой части дома, есть две наружные стены, то расчет проводится по-другому. На 10 кв.м. уже требуется около 1,3 кВт мощности. Как правило, для обогрева 10 кв.м. надо 5 секций. Но если дом не утеплен или дверь в комнату остается постоянно открытой, то специалисты советуют добавлять еще одну секцию. Применяется такой способ крайне редко. Поскольку характеризуется высокой степенью погрешности.Также на биметаллические радиаторы размеры секции и их количество определяются с учетом тепловых потерь в здании. Например, угловая комната нагревается медленнее, а тепло отдает быстрее. В этом случае расчет теплоотдачи батареи проводится с запасов примерно 20%.

Более точным считается объемный расчет. При этом учитывается объем отапливаемой комнаты. Так секция радиатора мощностью в 200 Вт способна обогреть 5 куб.м. помещения. Чтобы узнать необходимое число секций, надо объем квартиры разделить на мощность одной секции обогревательного прибора. Зная, как рассчитать количество секций биметаллических радиаторов отопления по приведенному способу, можно получить наиболее достоверные данные.

Сколько стоит одна секция?

Сегодня типов и моделей радиаторов на рынке очень много. Есть импортные варианты, есть отечественные. Выбор зависит от предпочтений покупателя. И конечно, его финансового положения. Ведь стоимость разных вариантов батарей разная.

Зависит на секционные батареи отопления цена от ряда факторов:

  1. Типа устройства и модели.
  2. Материала изготовления. Например, чугунные изделия являются самыми дешевыми, а биметаллические – самые дорогостоящие.
  3. Качества. Более качественными считаются импортные приборы.
  4. Мощности оборудования.
  5. Фирмы-производителя. Сегодня рынок предлагает покупателям батареи от разных компаний.
  6. Количества секций. Данная величина определяется для каждого помещения индивидуально.
Указывается на любой радиатор отопления цена за секцию, поэтому правильный расчет размера батареи еще важен и в плане экономии. Ведь, выбрав батарею больше, чем нужно, покупателю придется отдать больше финансовых средств. Причем такие затраты будут неоправданными. Отопление выйдет дороже. Рыночная цена данных приборов начинается от 6 долларов. Отечественные изделия стоят дешевле. Но у зарубежных аналогов от известного бренда, качество и срок службы выше. Например, отлично зарекомендовали себя радиаторы из Италии, Германии.

Так, на итальянский агрегат цена за секцию составляет порядка 10 долларов. Допустим, требуется около 8 секций. На радиаторы биметаллические 8 секций цена будет составлять от 80 долларов. Ниже 10 долларов такой радиатор стоить точно не будет. Поскольку изделие достаточно дорогое в производстве.

Из более дешевых вариантов можно назвать российские аналоги. Например, радиатор биметаллический Rifar Forza 500 12 секций является наиболее востребованным среди всех моделей отечественного производства, представленных на рынке. Высота такого изделия составляет 570 мм. Одна секция весит порядка 1,84 кг. В продажу выпускаются обогреватели с количеством секций от 4 до 14.Конечно, на секции батарей отопления цена будет в разы ниже, чем на аналоги импортного производства. При этом качество является неплохим. Многие пользователи отдают предпочтение именно продукции Рифар потому, что она отличается оптимальным сочетанием качества и цены, во время работы устройства не возникает проблем.

Таким образом, зная, какие бывают радиаторы отопления как рассчитать необходимую высоту и количество секций, можно оборудовать эффективную систему обогрева, которая позволит создать комфортный микроклимат в доме.

Правильный расчет количества секций батарей отопления

Очень важно купить современные качественные и эффективные батареи. Но куда важнее правильно произвести расчёт количества секций радиатора, чтобы в холодную пору он должным образом прогревал помещение и не пришлось думать об установке дополнительных переносных отопительных приборов, которые увеличат расход средств на отопление.

СНиП и основные предписания

Сегодня можно назвать огромное количество СНиПов, которые описывают правила проектирования и эксплуатации отопительных систем в различных помещениях. Но наиболее понятным и простым является документ «Отопление, вентиляция и кондиционирование» под номером 2.04.05.

В нем подробно описаны следующие разделы:

  1. Общие положения, касающиеся проектирования систем отопления
  2. Правила проектирования систем отопления зданий
  3. Особенности прокладки труб отопительной системы

Монтировать радиаторы отопления необходимо также согласно СНиП под номером 3.05.01. Он предписывает следующие правила монтажа, без которых произведенные расчеты количества секций окажутся малоэффективны:

  1. Максимальная ширина радиатора не должна превысить 70% от аналогичной характеристики оконного проема, под которым он устанавливается
  2. Радиатор должен крепиться по центру оконного проема (допускается незначительная погрешность – не более 2 см)
  3. Рекомендуемое пространство между радиаторами и стеной – 2-5 см
  4. Над полом высота не должны быть более 12 см
  5. Расстояние до подоконника от верхней точки батареи – не менее 5 см
  6. В иных случаях для улучшения теплоотдачи поверхность стен покрывают отражающим материалом

Следовать таким правилам необходимо для того, чтобы воздушные массы могли свободно циркулировать и сменять друг друга.

Читайте так же, наш сравнительный обзор различных видов радиаторов отопления

Расчет по объему

Чтобы точно произвести расчёт количества секций отопительного радиатора, необходимых для эффективного и комфортного отопления жилого помещения, следует принимать во внимания его объем. Принцип весьма прост:

  1. Определяем потребность тепла
  2. Узнаем количество секций, способных его отдавать

СНиП предписывает учитывать потребность в тепле для любого помещения – 41 Вт на 1 м. куб. Однако этот показатель весьма относителен. Если стены и пол плохо утеплены, это значение рекомендуют увеличить до 47-50 Вт, ведь часть тепла будет утрачиваться. В ситуациях, когда по поверхностям уже уложен качественный теплоизолятор, смонтированы качественные окна ПВХ и устранены сквозняки – данный показатель можно принять равным 30-34 Вт.

Если в комнате расположены экранированные радиаторы отопления, потребность в тепле необходимо увеличить до 20%. Часть тепловой нагретых воздушных масс не будет пропускаться экраном, циркулируя внутри и быстро остывая.

Формулы расчета количества секций по объему помещения, с примером

Определившись с потребностью на один куб, можно приступит к вычислениям (пример на конкретных цифрах):

  1. На первом шаге рассчитываем объем помещения по простой формуле: [высота]*[длина]*[ширина](3х4х5=60 куб м.)
  2. Следующий этап – определение потребности теплоты для конкретно рассматриваемого помещения по формуле: [объем]*[потребность на м. куб.](60х41=2460 Вт)
  3. В паспорте, прилагаемом к радиатору отопления, необходимо узнать мощность одной секции – средний показатель современных моделей 170 Вт
  4. Определить желаемое количество ребер можно по формуле: [общая потребность в тепле]/[мощность одной секции](2460/170=14.5)
  5. Округление рекомендуется делать в большую сторону – получаем 15 секций

Многие производители не учитывают, что теплоноситель, циркулирующий по трубам, имеет далеко не максимальную температуру. Следовательно, мощность ребер будет ниже, чем указанное предельное значение (именно ее прописывают в паспорте). Если нет минимального показателя мощности, значит имеющийся для упрощения расчетов занижают на 15-25%.

Расчет по площади

Предыдущий метод расчета – прекрасное решение для помещений, у которых высота более 2.7 м. В комнатах с более низкими потолками (до 2.6 м) можно воспользоваться другим способом, приняв за основу площадь.

В этом случае, рассчитывая общее количество тепловой энергии, потребность на один кв. м. берут равной 100 Вт. Каких-либо корректировок в него покуда вносить не требуется.

Формулы расчета количества секций по площади помещения, с примером

  1. На первом этапе определяется общая площадь помещения: [длина]* [ширина](5х4=20 кв. м.)
  2. Следующий шаг – определение тепла, необходимого для обогрева всего помещения: [площадь]* [потребность на м. кв.](100х20=2000 Вт)
  3. В паспорте, прилагаемом к радиатору отопления, необходимо узнать мощность одной секции – средний показатель современных моделей 170 Вт
  4. Для определения необходимого количества секций следует воспользоваться формулой: [общая потребность в тепле]/[мощность одной секции](2000/170=11.7)
  5. Вносим поправочные коэффициенты (рассмотрены далее)
  6. Округление рекомендуется делать в большую сторону – получаем 12 секций

Поправки, вносимые в расчет и советы

Рассмотренные выше методы расчёта количества секций радиатора прекрасно подходят для помещений, высота которых достигает 3-х метров. Если этот показатель больше, необходимо увеличивать тепловую мощность прямо пропорционально росту высоты.

Если весь дом оснащен современными пластиковыми окнами, у которых коэффициент тепловых потерь максимально снижен – появляется возможность сэкономить и уменьшить полученный результат до 20%.

Считается, что стандартная температура теплоносителя, циркулирующего по отопительной системе – 70 градусов. Если она ниже этого значения, необходимо на каждые 10 градусов увеличивать полученный результат на 15%. Если выше – наоборот уменьшать.

Помещения, площадь которых более 25 кв. м. отопить одним радиатором, даже состоящим из двух десятков секций, будет крайне проблематично. Чтобы решить подобную проблему, необходимо вычисленное число секций поделить на две равные части и установить две батареи. Тепло в этом случае будет распространяться по комнате более равномерно.

Если в помещении два оконных проема, радиаторы отопления нужно размещать под каждым из них. Они должны быть по мощности в 1.7 раза больше номинальной, определенной при расчетах.

Купив штампованные радиаторы, у которых поделить секции нельзя, необходимо учитывать общую мощность изделия. Если ее недостаточно, следует подумать о покупке второй такой же батареи или чуть менее теплоемкой.

Очень многие факторы могут оказывать влияние на итоговый результат. Рассмотрим, в каких ситуациях необходимо вносить поправочные коэффициенты:

  • Окна с обычным остеклением – увеличивающий коэффициент 1.27
  • Недостаточная теплоизоляция стен – увеличивающий коэффициент 1.27
  • Более двух оконным проемов на помещение – увеличивающий коэффициент 1.75
  • Коллекторы с нижней разводкой – увеличивающий коэффициент 1.2
  • Запас в случае возникновения непредвиденных ситуаций – увеличивающий коэффициент 1.2
  • Применение улучшенных теплоизоляционных материалов – уменьшающий коэффициент 0.85
  • Установка качественных теплоизоляционных стеклопакетов – уменьшающий коэффициент 0.85

Количество вносимых поправок в расчет может быть огромным и зависит от каждой конкретной ситуации. Однако следует помнить, что уменьшать теплоотдачу радиатора отопления значительно легче, чем увеличить. Потому все округления делаются в большую сторону.

Если необходимо произвести максимально точный расчёт количества секций радиатора в сложном помещении – не стоит бояться обратиться к специалистам. Самые точные методы, которые описываются в специальной литературе, учитывают не только объем или площадь комнаты, но и температуру снаружи и изнутри, теплопроводность различных материалов, из которых построена коробка дома, и множество других факторов.

Безусловно, можно не бояться и набрасывать несколько ребер к полученному результату. Но и чрезмерное увеличение всех показателей может привести к неоправданным расходам, которые не сразу, порой и не всегда удается окупить.

Расчет количества радиаторов отопления на площадь квартиры

Как рассчитать радиаторы отопления так, чтобы температура в квартире была предельно комфортной — вопрос, который возникает у каждого, кто решился на ремонт. Слишком малое количество секций не будет полностью прогревать помещение, а излишек только повлечёт за собой слишком большие траты на коммунальные услуги. Итак, что необходимо учитывать, чтобы правильно подсчитать размеры батарей?

Как рассчитать радиаторы отопления на площадь квартиры

Предварительная подготовка

Что необходимо учитывать для рассчета мощности радиатора отопления на комнату:

  • определить температурный режим и потенциальные термопотери;
  • разработать оптимальные технические решения;
  • определить тип теплового оборудования;
  • установить финансовые и тепловые критерии;
  • учесть надёжность и технические параметры обогревательных приборов;
  • составить схемы теплопровода и расположение батарей для каждого помещения;

Без помощи специалистов и дополнительных программ рассчитать количество секций радиаторов отопления достаточно сложно. Чтобы расчёт был наиболее точен, не обойтись без тепловизора или специально установленных для этого программ.

Необходимая мощность радиаторов отопления

Что будет, если провести вычисления неправильно? Основное последствие — более низкая температура в помещениях, а следовательно, и эксплуатационные условия не будут соответствовать желаемому. Слишком мощные отопительные приборы приведут к избыточным тратам как на сами приборы и их монтаж, так и на коммунальные услуги.

Самостоятельные подсчёты

Можно приблизительно подсчитать, какой должна быть мощность батарей, использовав только рулетку для измерения длины и ширины стен и калькулятор. Но точность таких вычислений крайне мала. Погрешность будет составлять 15-20%, но такое вполне допустимо.

Формула для расчета

Вычисления в зависимости от типа отопительных приборов

При выборе модели учитывайте, что тепловая мощность зависит от материала, из которого они сделана. Методы вычисления размеров секционных батарей не отличаются, а вот итоги выйдут разными. Есть среднестатистические значения. На них и стоит ориентироваться, выбирая оптимальное число отопительных приборов. Мощности отопительных приборов с секциями в 50 см:

  • батареи из алюминия — 190 Вт;
  • биметаллические — 185 Вт;
  • чугунные приборы обогрева — 145 Вт;

Таблица для расчета количества секций батареи

Чтобы правильно рассчитать радиаторы отопления по площади комнаты, важно знать не только мощность, но и сколько квадратов обогревает одна секция, значение этого параметра зависит от металла:

  • алюминий — 1,9-2 м кв.;
  • алюминий и сталь — 1,8 м кв.;
  • чугун — 1,4-1,5 м кв;

Вот пример вычисления количества секций алюминиевых радиаторов отопления. Допустим, что размеры комнаты 16 м. кв. Выходит, что на помещение такого размера нужно 16м2/2м2 = 8 шт. По такому же принципу считайте для чугунных или биметаллических приборов. Важно только точно знать норму — приведённые выше параметры верны для моделей высотой в 0,5 метра.

Виды радиаторов отопления

На данный момент выпускаются модели от 20 до 60 см. Соответственно площадь, которую способна обогреть секция, будет отличаться. Самые маломощные модели — бордюрные, высотой в 20 см. Если вы решили приобрести тепловой агрегат нестандартных размеров, то в вычислительную формулу придётся вносить корректировку. Ищите необходимые данные в техпаспорте.

При внесении корректировок стоит учитывать, что размер батарей напрямую влияет на теплоотдачу. Следовательно, чем меньше высота при той же ширине, тем меньше площадь, а вместе с ними и мощность. Для верных подсчётов найдите соотношение высот выбранной модели и стандартной, а уже с помощью полученных данных подкорректируйте результат.

Расчитываем, насколько сильно должна греть батарея

Допустим, вы выбрали модели высотой 40 см. В этом случае расчёт количества секций алюминиевых радиаторов отопления на площадь комнаты будет выглядеть следующим образом:

  • воспользуемся предыдущими подсчётами: 16м2/2м2 = 8штук;
  • посчитайте коэффициент 50см/40см = 1,25;
  • подкорректируйте вычисления по основной формуле — 8шт*1,25 = 10 шт.

Расчёт количества радиаторов отопления по объёму начинается в первую очередь со сбора необходимой информации. Какие параметры нужно учесть:

  • Площадь жилья.
  • Высота потолков.
  • Число и площадь дверных и оконных проёмов.
  • Температурные условия за окном в период отопительного сезона.

Нормы и правила, установленные для мощности отопительных проборов, регламентируют минимально допустимый показатель на кв. метр квартиры — 100 Вт. Расчёт радиаторов отопления по объему помещения будет более точен, чем тот, в котором за основу берётся только длина и ширина. Итоговые результаты корректируются в зависимости от индивидуальных характеристик конкретного помещения. Делается это посредством умножения на коэффициент корректировки.

При вычислении мощности отопительных приборов берётся среднестатистическая высота потолков — 3 м. Для квартир с потолком 2,5 метра этот коэффициент составит 2,5м/3м = 0,83, для квартир с высокими потолками 3,85 метров — 3,85м/3м = 1,28. Угловые комнаты потребуют внесения дополнительных корректировок. Итоговые данные умножаются на 1,8.

Расчёт количества секций радиатора отопления по объему помещения должен проводиться с корректировкой, если в комнате одно окно большого размера или сразу несколько окон (коэффициент 1,8).

Радиаторы отопления с нижним подключением

Нижнее подключение также потребует внести свои корректировки. Для такого случая коэффициент составит 1,1.

В районах с экстремальными погодными условиями, где зимние температуры достигают рекордно низких показателей, мощность должна быть увеличена в 2 раза.

Пластиковые стеклопакеты, наоборот, потребуют корректировку в сторону уменьшения, за основу берётся коэффициент 0,8.

В выше приведённых данных приведены усреднённые значения, поскольку не были дополнительно учтены:

  • толщина и материал стен и перекрытий;
  • площадь остекления;
  • материал напольного покрытия;
  • наличие или отсутствие утеплителя на полу;
  • занавески и гардины в оконных проёмах.

Дополнительные параметры для более точных вычислений

Работа с тепловизором

Точный расчёт количества радиаторов отопления на площадь не обойдётся без данных из технических документов. Это важно, чтобы точнее определить значение теплопотерь. Лучше всего определить уровень потери тепла с помощью тепловизора. Прибор быстро определит самые холодные области в помещении.

Всё было бы в разы легче, если каждая квартира была построена по стандартной планировке, но это далеко не так. В каждом доме или городской квартире свои особенности. С учётом множества характеристик (числа оконных и дверных проёмов, высоты стен, площади жилья и пр.) резонно возникает вопрос: как же рассчитать количество радиаторов отопления?

Расчет радиаторов отопления по площади

Особенности точной методики в том, что для вычислений необходимо больше коэффициентов. Одно из важных значений, которое нужно вычислить — это количество тепла. Формула отлична от предыдущих и выглядит следующим образом: КТ = 100 Вт/м2*П*К1*К2*К3*К4*К5*К6*К7.

Подробнее о каждом значении:

  • КТ — количество тепла, которое нужно для обогрева.
  • П — размеры комнаты м2.
  • К1 — значение этого коэффициента учитывает качество остекления окон: двойное — 1,27; пластиковые окна с двойным стеклопакетом — 1,0; с тройным — 0,85.
  • К2 — коэффициент, учитывающий уровень теплоизоляционных характеристик стен: низкая — 1,27; хорошая (например двухслойная кирпичная кладка) — 1,0; высокая — 0,85.
  • К3 — это значение учитывает соотношение площадей оконных проёмов и полов: 50% — 1,2; 40% — 1,1; 30% — 1,0; 20% — 0,9; 10% — 0,8.
  • К4 — коэффициент, зависящий от среднестатистических температурных показателей воздуха в зимнее время года: — 35 °С — 1,5; — 25 °С — 1,3; — 20 °С — 1,1; — 15 °С — 0,9; -10 °С — 0,7.
  • К5 зависит от числа внешних стен здания, данные этого коэффициента таковы: одна — 1,1; две — 1,2; три — 1,3; четыре — 1,4.
  • К6 рассчитывается, исходя из типа помещения, находящегося этажом выше: чердак — 1,0; чердачное отапливаемое помещение — 0,9; отапливаемая квартира — 0,8.
  • К7 — последний из корректировочных значений и зависит от высоты потолка: 2,5 м — 1,0; 3,0 м — 1,05; 3,5 м — 1,1; 4,0 м — 1,15; 4,5 м — 1,2.

Описанный расчёт секций батарей отопления по площади — наиболее точный, поскольку учитывает значительно больше нюансов. Полученное в ходе этих подсчётов число делится на значение теплоотдачи. Итоговый результат округляется до целого числа.

Корректировка с учётом температурного режима

В техпаспорте отопительного прибора указана максимальная мощность. Например, при температуре воды в теплопроводе 90°С во время подачи и 70°С в обратном режиме в квартире будет +20°С. Такие параметры обычно обозначают так: 90/70/20, но самые распространённые мощности в современных квартирах — 75/65/20 и 55/45/20.

Параметры теплоносителя системы отопления.

Для правильного расчёта необходимо для начала высчитать температурный напор — это разница между температурой самой батареи и воздуха в квартире. Учтите, что для вычислений берётся усреднённое значение между температурами подачи и обратки.

Как рассчитать количество секций алюминиевых радиаторов с учётом выше перечисленных параметров? Для лучшего понимания вопроса будут произведены вычисления для батарей из алюминия в двух режимах: высокотемпературном и низкотемпературном (расчёт для стандартных моделей высотой 50 см). Размеры комнаты те же — 16 м кв.

Одна секция алюминиевого радиатора в режиме 90/70/20 обогревает 2 кв метра., следовательно, для полноценного обогрева помещения понадобится 16м2/2м2 = 8 шт. При вычислении размера батарей для режима 55/45/20 нужно для начала подсчитать температурный напор. Итак, формулы для обеих систем:

Расчитываем количество секций в радиаторе отопления

Следовательно, при низкотемпературном режиме нужно увеличить размеры отопительных приборов в 2 раза. С учётом данного примера на помещении 16 кв. метров нужно 16 алюминиевых секций. Учтите, что для чугунных приборов понадобится 22 секции при той же площади помещения и при таких же температурных системах. Подобная батарея получится слишком большой и массивной, поэтому чугун меньше всего подходит для низкотемпературных контструкций.

С помощью этой формулы можно легко вычислить, сколько необходимо секций радиаторов на комнату с учётом желаемого температурного режима. Чтобы зимой в квартире было +25°С, просто поменяйте температурные данные в формуле теплового напора, а полученный коэффициент подставьте в формулу вычисления размера батарей. Допустим, при параметрах 90/70/25 коэффициент будет таким: (90+70)/2 — 25 = 55°С.

Далее нужно подсчитать соотношение 60°С/55°С = 1,1. В итоге, чтобы добиться температуры в +25 °С для помещения с высокотемпературным режимом понадобится 8шт*1,1 = 8,8. С округлением получится 9 штук.

Если не хочется тратить время на расчёт радиаторов отопления, можно воспользоваться онлайн-калькуляторами или специальными программами, установленными на компьютер.

Как пользоваться онлайн-калькулятором

Он-лайн калькулятор для расчета мощности радиаторов

Посчитать, сколько секций радиаторов отопления на кв. метр понадобится, можно с помощью специальных калькуляторов, которые всё посчитают в мгновение ока. Такие программы можно найти на официальных сайтах некоторых производителей. Воспользоваться этими калькуляторами легко. Просто введите в поля все соответствующие данные и вам моментально будет выведен точный результат. Чтобы вычислить, сколько секций радиаторов отопления нужно на квадратный метр, надо вводить данные (мощность, температурный режим и т.д.) для каждой комнаты отдельно. Если же помещения не разделены дверями, сложите их общие размеры, а тепло будет распространяться по обоим помещениям.

Интерфейс калькулятора отопления.

Во избежание неточностей при вычислениях, внимательно вводите все параметры и проверьте, насколько точные данные вы указали в соответствующих полях. Лучше несколько раз перепроверить, чем потом испытывать на себе последствия своих ошибок в виде слишком низкой или высокой температуры в доме.

Подведение итогов

Итак, из выше приведённых формул понятно, как правильно сделать расчёт алюминиевых (чугунных, биметаллических и др.) радиаторов для квартиры. Как видите, дело это не такое уж и сложное. Главное, внимательность и точность. Чтобы получить максимально правильные данные, используйте специальное оборудование.

Точный расчет количества радиаторов (секций) отопления

Подсчитать количество необходимых секций для осуществления отопления нужной вам площади вы легко можете с помощью специального калькулятора на сайте. Стоит отметить, что данные с этого калькулятора могут быть не совсем достоверные. Наиболее точные данные для расчета можно произвести исключительно вручную с учетом каждого помещения.

Точный расчет количества радиаторов (секций) отопления

Подсчитать количество необходимых секций для осуществления отопления нужной вам площади вы легко можете с помощью специального калькулятора на сайте. Стоит отметить, что данные с этого калькулятора могут быть не совсем достоверные. Наиболее точные данные для расчета можно произвести исключительно вручную с учетом каждого помещения.

Наиболее простые способы рассчитать секции в вашем жилище.

Первый вариант. Составление данных исходя из объема необходимой комнаты.

Данный способ обозначен в СНиП и наиболее хорошо подходит для стандартного типа жилья. В основе этого способа: вы берете 41 Вт на 1 метр в кубе той площади, которую вы планируете отапливать. Чтобы правильно рассчитать и узнать сколько секций вам требуется, вы должны поделить весь объем необходимой для отопления комнаты на мощность отпаивания 1 секции. Последняя составляющая обязана быть указан в прилагаемой документации к радиатору.

Второй вариант. Расчет исходя из всей площади нужной вам комнаты.

В данном способе вы уже берете не 41, а 100 Вт мощности на 1 метр кубический нужной комнаты. Стоит заметить, что данный способ подойдет для помещений, где потолки ниже 2.5 метров. Для того, чтобы узнать сколько нужно секций для полноценного топления вашего жилого помещения, вам необходимо поделить всю площадь комнаты на мощность 1 секции. Последний параметр должен быть указан в тех. документах радиатора.

Образец того, как правильно вычислить сколько требуется секций для вашего помещения.

N=S/P*100, где:

N —  то число, которое указывает необходимое количество секций. Если число получилось нецелое, то его нужно округлить.

S — общая площадь необходимого помещения в кубических метрах.

P — Вт одной секции, то есть ее теплоотдача.

Для данного вычисления отметим несколько особенностей. К примеру, если к необходимой вам комнате еще прилегает балкон, или она располагается в угловой части здания, или есть несколько окон, то лучшим вариантом к полученному результату прибавить примерно 20 процентов. При получении дробного конечного результата, округлите итоговую цифру в большую сторону.

Стоит также отметить: данный результат подразумевает самые лучшие условия. Имеется в виду, что в вашем помещении нету иных потерь тепла, система отопления идеально и без перебоев работает, а окна и двери не допускают утечки тепла. Если брать более реалистичные условия, то вам стоит рассчитывать на большее количество необходимых секций. Также стоит отметить, что данные способы вычисления весьма условны и не берут в оборот дополнительные детали, такие как сохранения тепла окнами и толщина стен вашего жилого помещения. Данные факторы могут оказать значительное влияние и их обязательно следует учитывать при вычислениях.

Как правильно и максимально точно узнать сколько требуется секций именно для вашего типа жилья.

Варианты расчета секций, которые указывались выше больше всего подходят на стандартных квартирах с наиболее распространенными параметрами. С помощью тех простых способов получить необходимый результат для новых видов квартир и домов просто невозможно. Для более точного расчёта вам необходимо использовать данную формулу:

КТ = 100Вт/м2 * S * К1 * К2 * К3 * К4 * К5 * К6 * К7,

Основу составляет расчёт в 100 Вт на квадратный метр, однако площадь помещения в данной формуле имеет несколько дополнительных параметров о которых и пойдет речь:

K1 — параметр, который отвечает за остекление проемов окон:

двойное остекление: 1.27;

двойной стеклопакет: 1.0;

тройной стеклопакет: 0.85;

K2 — параметр, который отвечает за теплоизоляцию стен:

Плохой уровень: 1.27;

Средний уровень: 1.0;

Высокий уровень: 0.85;

K3 — параметр соотношения окна и пола в комнате:

50 процентов: 1.2;

40 процентов: 1.1;

30 процентов: 1.0;

20 процентов: 0.9;

10 процентов: 0.8;

K4 — параметр вычисления среднего уровня температуры в помещении в самую холодную неделю года:

 -35°C: 1.5;

 -25°C: 1.3;

 -20°C: 1.1;

 -15°C: 0.9;

-10°C: 0.7;

K5 — параметр корректировки тепла с соответствием количество стен снаружи:

1: 1.1;

2: 1.2;

3: 1.3;

4: 1.4;

K6 — параметр, который отвечает за учет комнаты, которая располагается выше:

Холодное: 1.0;

Отапливаемое: 1.0;

Отапливаемое жилое: 1.0;

K7 — параметр, который отвечает за высоту потолков(в метрах):

 2.5: 1.0;

 3.0: 1.05;

 3.5: 1.1;

 4.0: 1.15;

 4.5: 1.2;

Данная формула позволяет наиболее точно рассчитывать количество необходимых для отпаивания вашей комнаты секций. Чтобы узнать требуемое число секций радиаторов, поделите итоговый результат на мощность 1 секции. Последний вариант расчета учитывает многие особенности вашего помещения и позволяет наиболее точно и объективно произвести все расчёты. Для современного жилья, которое отличается от традиционных моделей лучше всего использовать именно эту формулы для расчёта, так как она учитывает многие особенности и дополнительные детали вашей системы отопления, которые могут оказать итоговое значения при конечном расчете.

вычисляем мощность и количество секций


Расчет радиаторов (батарей) отопления

Радиаторы — это наиболее распространенный отопительный прибор, применяемый в жилых, промышленных и общественных помещений. Они представляют собой полые элементы и в рабочем состоянии постоянно наполнены водой. Важные технические характеристики, на которые следует обратить внимание при покупке радиатора является его производительность и давление.

  • Перед установкой отопительного оборудования необходимо тщательно продумать каждую деталь: планируемый материал для радиатора, его конструкции и бюджет работы.
  • Перед покупкой необходимо определить количество радиаторов и их секций и требуемой мощности для отопления.

На сегодняшний день на рынке существует огромное количество радиаторов отопления с различными спецификациями, мы рекомендуем выбирать современные батареи, которые без хлопот будут согревать вас долгие годы.

Внимание! Наша компания настоятельно рекомендует вам не покупать дешевые китайские батареи, сэкономив сущие копейки вы можете обрести кучу проблем и по итогу понести дорогостоящие потери доставив неприятности себе и своим соседям. Пример о том как новая батарея залила кипятком 5 этажей.

После выбора наиболее подходящего оборудования для дизайна помещения и своих потребностей, вы можете начать расчет радиаторов.


Для расчета количества секций и батарей отопления вам понадобится:

  • рулетка
  • калькулятор

Кроме того вам нужно ознакомиться со свойствами выбранного источника тепла и узнать мощность секции радиатора.

* Мощность одной секции биметаллического радиатора равна 122 Вт

Прежде чем рассчитать количество секций радиаторов, нужно рассчитать необходимую мощность для отопления помещения.

Расчет мощности батареи

Для начала определим площадь помещения. Для этого нужно просто умножить ширину помещения на его длину. Для простоты расчетов все измерения проводятся в метрах. После измерения высоты потолка необходимо посчитать количество дверей и окон, определить материал, из которого они изготовлены, выяснить самую низкую температуру наружного воздуха в зимний период. Кроме того, расчет радиатора требует знания температуры подогревающей жидкости.

Согласно «СНиП«, чтобы нагреть каждый квадратный метр жилой площади требуется от 100 Вт. Поэтому, для того, чтобы рассчитать необходимую мощность, должна быть общая площадь комнаты умноженная на 100 Вт и значение, полученное с помощью специальных коэффициентов увеличения и уменьшения мощности.

Коэффициенты регулировки мощности и факторы снижения итоговой стоимости

  1. Если в помещении установлены пластиковые окна, стоимость должна быть снижена на 20%.
  2. С высотой потолка три метра уменьшается мощность на коэффициент, который рассчитывается как соотношение высоты к фактическому положению на стандарт (в нашем случае — 3 метра). То есть, если высота потолков составляет 4 метра, коэффициент равен 4/3 = 1.33
  3. Когда температура котла выше нормы, каждые 10 «лишних» градусов приведет к снижению мощности на 15%.

* Наличие на окнах стеклопакета, снижает теплопотери для надлежащего отопления на 20%


Коэффициенты увеличения мощности

Когда потолки выше трех метров, мощность должна быть увеличена на коэффициент, расчет производится аналогично расчету для потолков высотой менее трех метров.

  1. Если квартира имеет угловое расположение, мощность увеличивается на коэффициент 1.7
  2. Если в помещении не более двух окон, мощность также увеличивается в 1,8 раза.
  3. На каждые 10 градусов ниже, чем стандартная температура хладагента, увеличился на 17%.
  4. При очень низких температурах зимой мощность должна быть увеличена в 2 раза.

Совет: при расчете нужно учитывать возможность различных случайных факторов, для этого необходимая мощность должна быть увеличена еще на 20%

Если вы поняли что расчет мощности самостоятельно вам не осилить то все работы нужно доверить специалистам, наша компания с радостью поможет вам с выбором и остальными нюансами связанными с монтажом радиаторов отопления, при том, что вам для этого даже не придется выходить из дома, достаточно позвонить нам по телефону 2-921-920 и оформить заявку ны выезд инженера. Подобрать и купить радиаторы отопления со скидкой можно у нас в интернет магазине.
Установка а также замена радиаторов и батарей отопления это наша профессиональная компетенция.

Сколько секций нужно для отопления?

Существует несколько способов осуществить расчет радиаторов отопления в комнате:

  1. Расчет секций радиаторов, обычный способ. После расчета необходимой мощности для отопления полученное значение делим на мощность одной секции (это указывается в спецификации). Например, мощность секции радиатора составляет 200 Вт, а требуемая мощность для обогрева помещений — 2400 Вт. Значит вы должны установить в 2400 Вт / 200 Вт = 12 секций.
  2. Расчет объема радиаторов. Если вы знаете, сколько кубических метров способна обогреть одна секция подогревателя, количество радиаторов можно рассчитать следующим образом: объем помещения (вспомним, что для нахождения этой величины нужно перемножить значения длины, ширины и высоты помещения) делится на количество кубов.
  3. Примерный способ расчета. Как правило, все секционные батареи имеют стандартный размер, небольшая разница не играет почти никакой роли. Опытные люди уже давно заметили, что с высотой потолка 2,7 метра, достаточно разделить для обогрева 1,8 кв. м. То есть, если общая площадь составляет 25 кв. м., необходимо (25 / 1.8 = 13.9) в итоге получается 14 секций батареи.

* Не забудьте применить уменьшающие коэффициенты

Конечно, используя наши методы расчета, вы сможете достичь необходимого уровня тепла в вашем доме, но не забывайте, что все детали в расчете в состоянии учесть только настоящие профессионалы. Даже небольшая ошибка в расчетах или пренебрежение хотя бы одним фактором, влияющим на температуру в доме, может вас заставить страдать зимой от пронизывающего холода.


Для избежания ошибок в расчете батарей отопления и последующем их монтаже, мы рекомендуем обратится в нашу компанию и заказать вызов инженера для надежного решения вопросов связанных с отоплением ваших помещений.

Звоните и заказывайте монтаж систем отопления в Красноярске 2-921-920

Как рассчитать количество секций радиатора отопления: формулы и общепринятые правила

Со временем любое оборудование изнашивается. И радиатор не является исключением. С истечением его срока эксплуатации, а бывает и раньше, прибор приходится менять. Конечно, некоторые замену проводят и когда устройство еще в хорошем состоянии, просто есть желание установить более новую и современную модель, которая лучше впишется в общий интерьер.

В любом случае очень важен правильный расчет. Правда, данная задача не из легких. Но зная, какие размеры может иметь батарея отопления как выбрать количество секций, выбор изделия можно будет сделать гораздо легче, покупка будет совершена более грамотно. Поэтому стоит рассмотреть тему расчета обогревательных агрегатов более подробно.

Зачем нужен расчет?

Важно знать, как определить необходимое количество секций батареи. От этого напрямую зависит то, какой микроклимат в доме будет зимой. Если количество секций недостаточное, помещение не будет отапливаться на должном уровне и в нем будет холодно, неуютно. Если же радиатор будет чересчур большим, это повлечет за собой расходы не только на его покупку, но и на эксплуатацию. Поэтому, только зная, как рассчитать количество секций радиатора отопления, можно создать эффективную систему теплоснабжения.

Конечно, расчет следует проводить с учетом типа помещения. Для стандартных зданий подойдут и простые методы, позволяющие узнать необходимое число секций. Для некоторых домов важно учитывать ряд нюансов, чтобы результат был более точным.

Каких размеров и форм бывают радиаторы?

При выборе батареи для обогрева комнаты надо учитывать такие критерии, как форма, размер и количество секций. Так, радиаторы отопления размеры по высоте могут иметь разные. У типичных сооружений высота подоконника составляет 800 мм. Поэтому наиболее ходовыми являются модели с высотой 600 мм. Самыми высокими считаются батареи, высота которых достигает 2400 мм. Такие изделия подходят для помещений, в которых многосекционный длинный обогреватель не помещается.

Низкими считаются пластинчатые изделия, высота которых всего 300 мм. Правда есть и более низкие, эксклюзивные версии. Для нестандартных помещений идеальны такие радиаторы отопления высота 200 мм которых позволяет провести их установку под низким подоконником либо у витражей. Агрегаты данного типа не привлекают особого внимания. И к тому же позволяют создать широкую тепловую завесу. Обогрев будет проводиться более эффективно.

В зависимости от конструкции выделяют радиаторы отопления секционные, панельные, колончатые, стеновые и потолочные. Наибольшей популярностью пользуются стандартные секционные модели.

Секционные модели могут быть изготовлены из разных материалов:

  • стали;
  • чугуна;
  • алюминия;
  • биметалла.

Многие сегодня отдают предпочтение именно биметаллическим вариантам. И связано это с тем, что радиатор биметаллический секционный соединяет в себе свойства двух металлов, и отличается высокой теплоотдачей, надежностью, устойчивостью к гидроударам, долговечностью. Более подробно о биметаллических радиаторах можно прочитать здесь.

Как провести расчет числа секций?

Не зависимо от того, какие бывают радиаторы отопления расчет количества секций проводится одинаково. Чаще всего используют упрощенные методы. Если помещение является стандартными и имеет обычную высоту потолка, то одна секция прибора сможет обогреть 1,8 кв.м.

Принято считать, что 1 кВт мощности батареи обеспечивает оптимальный температурный режим на участке, площадью 10 кв.м.

Если же квартира расположена в угловой части дома, есть две наружные стены, то расчет проводится по-другому. На 10 кв.м. уже требуется около 1,3 кВт мощности. Как правило, для обогрева 10 кв.м. надо 5 секций. Но если дом не утеплен или дверь в комнату остается постоянно открытой, то специалисты советуют добавлять еще одну секцию. Применяется такой способ крайне редко. Поскольку характеризуется высокой степенью погрешности.

Также на биметаллические радиаторы размеры секции и их количество определяются с учетом тепловых потерь в здании. Например, угловая комната нагревается медленнее, а тепло отдает быстрее. В этом случае расчет теплоотдачи батареи проводится с запасов примерно 20%.

Более точным считается объемный расчет. При этом учитывается объем отапливаемой комнаты. Так секция радиатора мощностью в 200 Вт способна обогреть 5 куб.м. помещения. Чтобы узнать необходимое число секций, надо объем квартиры разделить на мощность одной секции обогревательного прибора. Зная, как рассчитать количество секций биметаллических радиаторов отопления по приведенному способу, можно получить наиболее достоверные данные.

Сколько стоит одна секция?

Сегодня типов и моделей радиаторов на рынке очень много. Есть импортные варианты, есть отечественные. Выбор зависит от предпочтений покупателя. И конечно, его финансового положения. Ведь стоимость разных вариантов батарей разная.

Зависит на секционные батареи отопления цена от ряда факторов:

  1. Типа устройства и модели.
  2. Материала изготовления. Например, чугунные изделия являются самыми дешевыми, а биметаллические – самые дорогостоящие.
  3. Качества. Более качественными считаются импортные приборы.
  4. Мощности оборудования.
  5. Фирмы-производителя. Сегодня рынок предлагает покупателям батареи от разных компаний.
  6. Количества секций. Данная величина определяется для каждого помещения индивидуально.

Указывается на любой радиатор отопления цена за секцию, поэтому правильный расчет размера батареи еще важен и в плане экономии. Ведь, выбрав батарею больше, чем нужно, покупателю придется отдать больше финансовых средств. Причем такие затраты будут неоправданными. Отопление выйдет дороже. Рыночная цена данных приборов начинается от 6 долларов. Отечественные изделия стоят дешевле. Но у зарубежных аналогов от известного бренда, качество и срок службы выше. Например, отлично зарекомендовали себя радиаторы из Италии, Германии.

Так, на итальянский агрегат цена за секцию составляет порядка 10 долларов. Допустим, требуется около 8 секций. На радиаторы биметаллические 8 секций цена будет составлять от 80 долларов. Ниже 10 долларов такой радиатор стоить точно не будет. Поскольку изделие достаточно дорогое в производстве.

Стоит остерегаться дешевых приборов от известных производителей: вероятнее всего это китайская подделка под именитый бренд.

Из более дешевых вариантов можно назвать российские аналоги. Например, радиатор биметаллический Rifar Forza 500 12 секций является наиболее востребованным среди всех моделей отечественного производства, представленных на рынке. Высота такого изделия составляет 570 мм. Одна секция весит порядка 1,84 кг. В продажу выпускаются обогреватели с количеством секций от 4 до 14.

Конечно, на секции батарей отопления цена будет в разы ниже, чем на аналоги импортного производства. При этом качество является неплохим. Многие пользователи отдают предпочтение именно продукции Рифар потому, что она отличается оптимальным сочетанием качества и цены, во время работы устройства не возникает проблем.

Таким образом, зная, какие бывают радиаторы отопления как рассчитать необходимую высоту и количество секций, можно оборудовать эффективную систему обогрева, которая позволит создать комфортный микроклимат в доме.

Емкость батареи — обзор

20.2.3 Емкость батареи

Емкость батареи соответствует количеству электрического заряда, который может быть накоплен во время заряда, сохранен во время пребывания в разомкнутой цепи и высвобожден во время разрядки обратимым образом . Он получается путем интегрирования тока разряда, начиная с полностью заряженной батареи и заканчивая процесс разряда при определенном пороге напряжения, часто обозначаемом как напряжение отсечки или U cut_off , достигнутом в момент t cut_off .В этом случае она обозначается как разрядная емкость или C d , а в случае электрохимии свинцово-кислотных аккумуляторов она может быть выражена как

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

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

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

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

(20.6a) Cd = K · I1 − n

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

(20.6b) td = K · I − n

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

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

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

Другой термин, связанный с емкостью батареи, — это «номинальная емкость» (или емкость, указанная на паспортной табличке), обозначенная как C n . Определение C n часто связано с определенным приложением или стандартом тестирования батарей. Например, номинальная емкость свинцово-кислотных аккумуляторов для запуска, освещения и зажигания обычно совпадает с 20-часовой номинальной емкостью C 20h . Номинальная емкость может использоваться для выражения плотности тока заряда и разряда в виде рейтинга C, представленного как отношение между номинальной емкостью и « целевой » длительностью разряда или заряда (последняя отличается от реальной продолжительности заряда или продолжительности заряда). увольнять).Таким образом, для тока, предназначенного для зарядки или разрядки аккумулятора в течение 10 часов, плотность тока выражается как C n /10 час. Более высокие токи, такие как C n /1 ч, обозначаются как 1 C, C n 900 10/30 мин как 2 C, C n 900 10/15 мин как 4 C и т. Д. позволяет применять одинаковые условия тестирования к батареям разного размера и надежно сравнивать полученные результаты. Удобство такого подхода связано с большой разницей между возможностями тестирования аккумуляторов в лаборатории, на которую возложена задача разработки BMS, и фактическими размерами установки для аккумулирования энергии.Обычно стенды для проверки аккумуляторных батарей предназначены для проверки ячеек в диапазоне напряжений 0–5 В и тока ± 5–50 А (чем выше ток, тем дороже оборудование). Во многих реальных аккумуляторных установках для хранения возобновляемой энергии и поддержки сети типичный диапазон постоянного напряжения составляет 400 В, а токи могут достигать 500–1000 А в случае, когда используются огромные аккумуляторные элементы, что свидетельствует о том, что BMS фактически экстраполирует лабораторные характеристики элементов и батарей меньшего размера, чтобы контролировать и прогнозировать работу крупногабаритных аккумуляторов энергии.

Уход, обслуживание и безопасность солнечных батарей: не прикасайтесь к клеммам!

Если вы новичок в использовании возобновляемых источников энергии и не знаете, что означают такие термины, как удельный вес и сульфатация, вы попали в нужное место. В нашей недавней статье о солнечных батареях мы познакомили вас с различными типами батарей, которые могут вам понадобиться для вашей солнечной энергетической системы .

Связанная статья : Системы хранения на солнечных батареях: если вы не можете отличить AGM от геля

Теперь, когда вы выбрали батарейки, вы определенно захотите позаботиться о них, чтобы продлить срок их службы.Забота о ваших солнечных батареях — один из лучших способов продлить срок службы ваших батарей и снизить эксплуатационные расходы вашей автономной солнечной системы электроснабжения. При неправильном обращении аккумуляторы могут выйти из строя в течение нескольких недель, оставив вас сломанным и в темноте. Эта статья будет разбита на два раздела. Во-первых, мы рассмотрим основную теорию свинцово-кислотных аккумуляторов, чтобы вы могли понять, что происходит, и, что более важно, что может пойти не так в вашей системе. Далее мы расскажем, как безопасно обращаться со своими батареями, независимо от того, залиты ли они (FLA) или регулируются клапаном (VRLA).Батареи с клапанным регулированием включают как гелевые, так и AGM-батареи.

Знакомство с солнечной батареей — немного электрохимии

Если ваши глаза закатываются, когда вы начинаете думать о химии в средней школе, вы можете перейти к следующему разделу, но для тех, кому нужен учебник по батареям, читайте здесь. Батарея состоит из трех основных частей: электродов , электролита и сепаратора . В батарее всегда есть как минимум два электрода, одна положительная клемма и одна отрицательная клемма.Положительный вывод называется катодом (вы можете запомнить это, написав как ca + hode). Отрицательный вывод называется анодом. Электролит — это жидкость, в которую помещены электроды. Он позволяет заряду течь между катодом и анодом. Сепаратор предотвращает прямое соединение анода и катода. Это означает, что электроны должны пройти через провод, чтобы завершить электрохимическую реакцию.

Свинцово-кислотные батареи состоят из ряда свинцовых пластин (электродов) в разбавленном растворе серной кислоты (электролите).При разряде атомы кислорода из оксида свинца (PbO 2 ) в положительной пластине реагируют с атомами водорода из серной кислоты (H 2 SO 4 ) в электролите. Как вы, наверное, догадались, они будут производить воду (H 2 O). Между тем сульфат свинца (PbSO 4 ) также образуется на катоде и аноде. Итак, в целом можно сказать, что во время разряда сульфат-ионы покидают электролит и образуется вода. Во время зарядки реакция идет в обратном направлении, образуя оксид свинца на катоде.При перезарядке может выделяться водород, что создает риск взрыва, поскольку водород легко воспламеняется. Поэтому правильное обращение и уход за батареями имеют решающее значение.

Понимание различных стандартов и терминов, используемых для описания аккумуляторов, будет иметь решающее значение при уходе за аккумулятором. В таблице ниже представлены те, с которыми вы, скорее всего, столкнетесь.

Общий уход и обслуживание: как максимально эффективно использовать солнечные батареи

Целью ухода за аккумулятором и технического обслуживания является повышение производительности и срока службы аккумулятора.Срок службы батареи — это очень изменчивое свойство, которое зависит от всех видов факторов, таких как температура хранения и глубина разряда (DOD).

Около 80% отказов вызвано сульфатированием , процессом, при котором кристаллы серы образуются на свинцовых пластинах батареи и предотвращают химические реакции. Сульфатирование происходит, когда аккумулятор имеет низкий заряд или уровень электролита. Из-за опасности сульфатирования очень важно отслеживать, поддерживать и контролировать эти два фактора в затопленных аккумуляторах .Для этого вам понадобится дистиллированная вода, цифровой вольтметр, термокомпенсирующий ареометр и соответствующие средства защиты.

Помните, вы не можете и не должны проверять уровень жидкости и удельный вес в AGM и гелевых батареях. Итак, первые два шага применимы только к залитым батареям.

Как проверить уровень жидкости

Вы делаете это только для негерметичных аккумуляторов (FLA) — это свинцово-кислотные аккумуляторы с жидким электролитом. Откройте крышку батарейного отсека и загляните внутрь. В ячейки следует добавлять дистиллированную воду так, чтобы не было видно металлических поверхностей свинца.У большинства батарей есть «линия заполнения», указывающая, где должен быть уровень электролита. Максимальный уровень жидкости примерно на 1/2 дюйма ниже крышки. Не переполняйте батареи, вы не хотите, чтобы они пролились!

Как проверить уровень заряда

Определите степень заряда или глубину разряда (DOD), проверив удельный вес и напряжение аккумулятора. Приведенная ниже таблица удельного веса поможет вам определить уровень заряда аккумулятора. Если ваши батареи на 6 В вместо 12 В, просто разделите напряжение на два.Аналогичным образом удвойте значения напряжения для системы 24 В.

Если вы не контролируете эти два фактора должным образом, ваша батарея подвергнется значительной сульфатации. Если это произойдет, вы можете перезарядить аккумулятор, как показано в этом видео на YouTube, чтобы минимизировать потери эффективности. Но это не могло полностью изменить ущерб.

Как заряжать аккумуляторы

Все домовладельцы, не использующие солнечную энергию, должны иметь общее представление о цикле зарядки аккумулятора. Есть три фазы зарядки: поплавок, насыпь и абсорбция.Вам нужно знать только основы этих фаз:

  • Плавающая зарядка, также называемая непрерывной зарядкой, заключается в зарядке аккумулятора с той же скоростью, с которой он разряжается. Это просто держит батареи полностью заряженными.
  • Массовая зарядка происходит, когда вы начинаете заряжать разряженную батарею. Напряжение повышается до максимально допустимого уровня.
  • Абсорбционная зарядка следует за объемным этапом. Напряжение поддерживается постоянным на максимальном уровне, а ток начинает уменьшаться до тех пор, пока аккумулятор не будет полностью заряжен.

Если вы устанавливаете регулируемый контроллер заряда, вам нужно будет установить плавающее, объемное и абсорбционное напряжение заряда. Убедитесь, что они такие же, как рекомендованные производителем батареи. Для солнечных систем электричества время, в течение которого происходит зарядка от солнечных панелей, может быть слишком коротким для прохождения полной фазы накопления и поглощения. В этом случае можно обойтись установкой одинакового напряжения для обеих фаз. Для получения информации о конкретных значениях зарядного напряжения обратитесь к производителю или обратитесь к паспорту аккумулятора.

Как чистить батареи

Клеммы аккумулятора необходимо регулярно очищать смесью пищевой соды и дистиллированной воды с помощью щетки для очистки клемм аккумулятора. Затем промойте клеммы водой, убедитесь, что все соединения герметичны, и нанесите на металлические компоненты коммерческий герметик или высокотемпературную смазку. Конечно, перед чисткой обязательно снимите зажимы (сначала отрицательные).

Как заменить батареи

При замене старых батарей имейте в виду, что их работа может быть снижена из-за «смешивания».Когда старые и новые батареи используются вместе, новые батареи быстро ухудшаются до качества старых. По этой причине смешивание старых и новых батарей — огромная трата ваших денег. Избегайте этого, правильно ухаживая за батареями, чтобы у всех был хороший срок службы.

Как безопасно использовать батареи

Как упоминалось ранее, свинцово-кислотные батареи выделяют водород, который воспламеняется в присутствии кислорода. Фактически, ракеты Сатурн V использовали водород и кислород в качестве топлива на своих верхних ступенях.Чтобы предотвратить накопление ракетного топлива в вашем аккумуляторном блоке, подключите коробку к улице с помощью вентиляционных труб и убедитесь, что система хорошо вентилируется. В некоторых системах также используются вентиляторы для удаления газов.

Если у вас есть система резервного питания от батарей, которая срабатывает при отключении электроэнергии, она должна работать после нескольких месяцев или даже лет простоя. Чтобы убедиться, что он будет работать, батареи должны оставаться полностью заряженными. Если вы позволите батарее просто сидеть там, она постепенно разряжается.Режим зарядки, при котором аккумуляторы остаются заряженными, называется непрерывной зарядкой. Итак, чтобы позаботиться о резервном банке аккумуляторных батарей, лучше всего использовать аккумуляторы AGM, которые мы обсудим ниже, потому что они практически не требуют обслуживания, и подзарядить их от небольшой солнечной панели или другого источника электроэнергии. Если вы используете хорошую настройку, ваши солнечные батареи могут прослужить 8 лет.

Батареи опасны

Необходимо соблюдать надлежащие меры предосторожности, когда вы находитесь рядом с аккумуляторным блоком.Используйте толстые перчатки и защитные очки и снимите все металлические предметы. Меньше всего вам нужно, чтобы вас обожгло кислотой или ударило током. На случай утечки кислоты убедитесь, что рядом с батареями есть пищевая сода и вода. Их можно использовать для нейтрализации кислоты.

Солнечные батареи VRLA и FLA: разные требования к обслуживанию и уходу

Солнечные батареи следует обслуживать, как мы описали выше, но также существуют некоторые другие требования в зависимости от того, какой у вас аккумулятор: гелевый, AGM или залитый.В этом разделе мы укажем на некоторые из этих различий.

Батареи FLA (залитые)

Большую часть того, что вам нужно знать о негерметичных свинцово-кислотных аккумуляторах, можно найти выше. Наиболее важное различие между FLA и VRLA заключается в том, что залитые батареи необходимо повторно заправлять. Давайте перейдем к конкретным рекомендациям по уходу за залитыми свинцово-кислотными батареями.

  • Зарядка аккумуляторов FLA — Залитые аккумуляторы имеют самый большой допуск по напряжению заряда среди аккумуляторов, которые мы обсуждаем в этой статье.Чтобы правильно зарядить батареи FLA, купите соответствующий контроллер заряда и используйте соответствующую программу зарядки.
  • Заправка батарей FLA — Не прикасайтесь к электролиту и не используйте морскую воду для заправки батарей. Используйте только дистиллированную воду. Когда в ячейку добавляется морская вода, происходит химическая реакция, в результате которой образуется газообразный хлор. Этот газ очень опасен и использовался в химической войне Первой мировой войны. Что касается электролита, то свинцово-кислотные аккумуляторы содержат концентрированный кислотный электролит, который обожжет вас при прикосновении.
  • Ориентация батарей FLA — Залитые свинцово-кислотные батареи никогда не должны храниться на боку. В отличие от батарей VRLA, они предназначены только для работы в вертикальном положении.
  • Вентиляционные батареи FLA — Эти батареи необходимо хранить в хорошо вентилируемых помещениях. Если у вас есть какие-либо проблемы с вентиляцией аккумуляторной батареи, не рекомендуется использовать залитые элементы. См. Предыдущий раздел для получения полной информации о вентиляции.
VRLA (гель и AGM)

После установки батареи VRLA не требуют такого ухода, как батареи FLA, поскольку их не нужно повторно заряжать. Также нельзя измерить степень заряда с помощью ареометра. Поэтому первые две темы в разделе выше не относятся к этим батареям. Однако есть и другие важные различия между залитыми батареями и гелевыми / AGM батареями.

  • Зарядка аккумуляторов VRLA — Зарядное напряжение для аккумуляторов AGM очень точное и должно поддерживаться, чтобы они имели приличный срок службы.Слишком высокое напряжение приведет к нагреву батарей, выделению газообразного водорода и необратимому повреждению (утечки газообразного водорода необратимы в негерметичных элементах). Это особенно верно для гелевых аккумуляторов, где чувствительность к зарядному напряжению является очень частым источником сбоев. Вы также должны быть осторожны при зарядке аккумуляторов AGM, хотя они имеют больший допуск. В обоих случаях купите контроллер заряда, предназначенный для вашего типа аккумулятора.
  • Заправка батарей VRLA — Это невозможно.Батареи VRLA герметичны, поэтому их нельзя заправлять водой или контролировать удельный вес. Но не волнуйтесь, батареи сконструированы таким образом, что в этих этапах обслуживания нет необходимости.
  • Ориентация батарей VRLA — VRLA спроектирована таким образом, что они могут работать на своих сторонах. Это дает вам больше гибкости при хранении батарей.
  • Вентиляционные батареи VRLA — Батареи VRLA очень универсальны.Им требуется меньше вентиляции, чем залитым батареям, потому что они разряжают газ только при перезарядке. Если вы устанавливаете батареи в зоне с несовершенной вентиляцией, AGM или гелевые батареи могут быть более безопасным способом. Это не означает, что не следует предпринимать никаких мер предосторожности.

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Возобновляемое отопление помещений | Возобновляемое отопление и охлаждение: преимущество тепловой энергии


О обогреве помещений

Отопление помещений — это основное использование энергии в зданиях по всей стране.Последние данные показывают, что на отопление помещений приходится около 42 процентов энергопотребления в жилых домах США и около 36 процентов энергопотребления в коммерческих зданиях США. 1,2

Домовладельцы тратят примерно 73 миллиарда долларов, или 29 процентов своих общих затрат, связанных с энергией, только на отопление помещений, в то время как коммерческие здания тратят более 27 миллиардов долларов или 15 процентов ежегодно. 3 Однако преобладающим топливом, используемым для отопления помещений, является природный газ; в некоторых регионах страны широко используются другие виды топлива.Например, газовые компании, как правило, не обслуживают большую часть сельских районов, а большая часть северо-востока не имеет газоснабжения. Многие клиенты в этих регионах используют топочный мазут или пропан.

В 2010 году отопление помещений в жилом секторе произвело примерно 324 миллиона метрических тонн выбросов углекислого газа, а коммерческие здания добавили дополнительно 161 миллион метрических тонн в год. 4

Требования к системам отопления зависят от размера и сложности помещений, которые необходимо отапливать.

Эти проценты основаны на энергии «на месте» или «доставленной» энергии, которая представляет собой общую стоимость энергии в британских тепловых единицах в момент ее поступления в здание.

Источники данных:

Начало страницы

Как работает возобновляемое отопление помещений

Возобновляемые технологии отопления помещений работают во многом так же, как и обычные системы отопления помещений, за исключением того, что они используют возобновляемые ресурсы для выработки тепла, а не из конечных ископаемых видов топлива, таких как природный газ.

Одним из факторов, который следует учитывать при оценке технологий возобновляемого отопления, является то, что одни обеспечивают тепло с перерывами, а другие — с постоянной и надежной скоростью, независимо от времени суток или сезона. Технологии возобновляемого отопления не всегда полностью заменяют существующую систему отопления здания, а вместо этого используют существующую обычную систему отопления в качестве резервной, когда возобновляемых ресурсов недостаточно для удовлетворения потребностей здания в отоплении. Системы отопления на биомассе являются исключением, поскольку они могут полностью заменить существующую систему отопления в здании.

Можно интегрировать возобновляемые технологии отопления помещений во многие различные типы существующих традиционных систем доставки тепла на основе ископаемого топлива. Обычные традиционные системы подачи тепла включают принудительный нагрев горячим воздухом, нагрев горячей водой (или водяным охлаждением) и нагрев паром. В системах возобновляемого отопления часто используется теплообменник для передачи полезного возобновляемого тепла в систему отопления помещения.

Из-за нескольких факторов часто финансово желательно проектировать систему отопления с использованием возобновляемых источников энергии, чтобы уменьшить только самую дорогую добавочную единицу традиционного использования энергии.Таким образом, многие возобновляемые системы отопления предназначены просто для «предварительного нагрева» или для сокращения наиболее дорогостоящих дополнительных единиц обычного топлива.

Начало страницы

Совместимые возобновляемые технологии

Некоторые технологии хорошо подходят для обогрева помещений. Ниже приводится краткое описание потенциальных технологий-кандидатов.

Солнечные технологии

Как плоские, так и вакуумные трубчатые солнечные коллекторы являются распространенными технологиями, используемыми для обогрева помещений.Эти технологии масштабируемы, так что даже большие здания могут получить выгоду от обогрева помещений, если в них достаточно места для установки коллекторов. Основными ограничениями для технологий солнечного обогрева помещений являются верхние пределы температуры (см. Диаграмму ниже) и доступность солнечного света относительно времени, когда энергия для обогрева наиболее необходима. Разработчики систем могут оптимизировать угол падения массива солнечных коллекторов, чтобы решить проблему сезонной доступности. В некоторых случаях проектировщик может использовать вакуумные трубчатые коллекторы для улавливания малоуглового солнечного света, обычного в зимние месяцы, или для получения более высоких температур для удовлетворения потребностей здания в отоплении.

Еще одна технология солнечного обогрева помещений — это коллектор, который непосредственно нагревает воздух и доставляет его через существующие воздуховоды и систему вентиляции здания. Солнечные коллекторы могут собирать до 60-70 процентов солнечной энергии, которая попадает в коллекторы, что делает их очень эффективными для передачи низкотемпературного тепла. Эта технология идеально подходит для зданий, у которых стена выходит на юг рядом с точкой доступа к существующим воздуховодам здания.

Геотермальные технологии

Наземные тепловые насосы могут использоваться по всей территории Соединенных Штатов в качестве дополнения к системам отопления помещений.В настоящее время, по оценкам, более миллиона домов используют геотермальные тепловые насосы для отопления и охлаждения. Тепловые насосы могут эффективно поставлять энергию как для отопления, так и для охлаждения. Тепловые насосы обычно ограничены площадью, доступной для установки подземных трубопроводных контуров. Для более крупных приложений, таких как большие здания или централизованное теплоснабжение, геотермальный пар может быть особенно эффективным источником возобновляемого тепла, если он доступен.

Технология биомассы

Древесная биомасса может сжигаться вместо ископаемого топлива для обогрева зданий, начиная от частных домов и заканчивая крупными промышленными объектами.Системы отопления на биомассе, такие как бойлеры, часто могут заменить существующую обычную инфраструктуру отопления. Одной из проблем, связанных с использованием древесной биомассы, является обеспечение стабильных поставок топлива, а также обеспечение хранения и переработки топлива из биомассы на месте.

Интерактивная диаграмма ниже показывает, какие возобновляемые технологии могут использоваться для отопления жилых или коммерческих помещений. Вы можете щелкнуть любую из технологий, чтобы перейти на новую страницу с более подробной информацией.

Возобновляемые технологии обогрева помещений и их применение

Понимание схемы

На приведенной выше диаграмме показаны технологии и приложения для обогрева помещений с точки зрения приблизительного диапазона «рабочих температур», который представляет собой требуемую температуру жидкого теплоносителя в возобновляемой системе отопления.Рабочая температура не обязательно совпадает с конечной температурой конечного продукта (в данном случае нагретого воздуха или воды, которые в конечном итоге доставляются). Например, для некоторых обычных систем отопления коммерческих помещений требуется рабочая температура 100-200 ° F, даже если система нагревает здание только примерно до 70 ° F.

На приведенной выше диаграмме показаны приблизительные диапазоны рабочих температур. Точные требования к рабочей температуре для конкретного здания или системы отопления будут зависеть от таких факторов, как тип системы, размер и местоположение.Рабочая температура, которую может обеспечить конкретная возобновляемая технология, также будет зависеть от факторов, специфичных для объекта. Например, количество тепла, которое может обеспечить система солнечных коллекторов, будет зависеть от того, сколько солнечного света она получает и под каким углом.

Подробнее о возобновляемом обогреве помещений

Ключевые возобновляемые технологии

Начало страницы


1 Управление энергетической информации США.2012. Исследование потребления энергии в жилищном секторе за 2009 год. Таблица CE3.1. Конечное потребление энергии на территории домохозяйства в США, общее и среднее значение, 2009 г. Эти итоговые значения основаны на энергии «на месте» или «доставленной» энергии, которая представляет собой общую стоимость энергии в британских тепловых единицах в момент ее поступления в здание.
2 Управление энергетической информации США. 2008. Исследование энергопотребления в коммерческих зданиях за 2003 год. Таблица E1A. Основной расход топлива (БТЕ) ​​конечным использованием для всех зданий. Эти итоговые значения основаны на энергии «на месте» или «доставленной» энергии, которая представляет собой общую стоимость энергии в британских тепловых единицах в момент ее поступления в здание.
3 Министерство энергетики США. 2011. Книга данных по энергии в зданиях. По состоянию на октябрь 2014 г. Данные о расходах за 2010 г.
4 Министерство энергетики США. 2011. Книга данных по энергии в зданиях. По состоянию на октябрь 2014 г. Данные о выбросах за 2010 г.

Начало страницы

Рекуперация конденсата | Прошивка Steam

Типичные области применения мгновенного пара

Спрос и предложение пара мгновенного испарения по шагам

Это дает максимальное использование имеющегося пара мгновенного испарения.Батарея воздухонагревателя, показанная на рис. 14.6.5, является одной из таких систем, но аналогичные устройства применимы для многих других применений, таких как системы отопления помещений с использованием либо излучающих панелей, либо блочных обогревателей.

На рисунке 14.6.6 изображена система, в которой несколько нагревателей снабжены паром высокого давления. Конденсат примерно из 90% нагревателей собирается и направляется в сосуд мгновенного восстановления. Это подает пар низкого давления к оставшимся 10% нагревателей.

В этой системе общая тепловая мощность системы незначительно снижается, так как 10% нагревателей работают при более низком давлении пара. Однако редко можно найти установку, которая не имеет достаточного запаса мощности выше нормальной нагрузки, чтобы принять такое небольшое снижение.

Иногда возникает проблема, когда для использования имеющегося пара мгновенного испарения может потребоваться более одного нагревателя, но менее двух. В этом случае было бы лучше подключить два нагревателя к источнику пара мгновенного испарения, чем выпускать избыточный пар мгновенного испарения в отходы.Два нагревателя вместе обычно снижают давление вспышки до более низкого уровня, даже до уровня ниже атмосферного. Чтобы справиться с этим, подача пара мгновенного испарения может быть дополнена свежим паром от редукционного клапана.

Еще один пример, когда спрос и предложение «согласованы», — водонагреватель-накопитель горячей воды с водяным обогревом. Некоторые из них включают в себя второй змеевик, установленный рядом с дном резервуара, рядом с тем местом, где поступает холодная питательная вода.

Конденсат и пар мгновенного испарения из уловителя на первичном змеевике проходят непосредственно во вторичный змеевик.Здесь любой мгновенный пар, образующийся при падении давления в ловушке, конденсируется, отдавая свое тепло питательной воде. Типичная компоновка показана на рисунке 14.6.7.

Другой пример этой идеи показан на рис. 14.6.8. Здесь обычный водонагреватель с паром конденсат сливает конденсат через поплавковый уловитель в меньший кожухотрубный теплообменник (называемый конденсатором мгновенного испарения), в котором пар мгновенного испарения конденсируется в переохлажденный конденсат. Агрегат установлен таким образом, чтобы трубопровод вторичного потока был включен последовательно как с калорифером, так и с конденсатором.Это позволяет предварительно нагреть вторичную возвратную воду конденсатором, тем самым снижая потребность в свежем паре в первую очередь.

Если конденсат в конденсаторе мгновенного испарения может быть ниже атмосферного, требуется механический насос для подъема конденсата в любую более высокую возвратную линию. Рабочий пар, выходящий из насоса, сам конденсируется в конденсаторе мгновенного испарения. В этом случае откачка конденсата осуществляется практически бесплатно.

Необходимо учитывать напор наполнения насоса, так как он должен быть больше, чем падение давления в трубках конденсатора мгновенного испарения в условиях полной нагрузки.Обычно это достигается при минимальном напоре 600 мм.

Спрос и предложение пара мгновенного испарения не синхронно

Схема на рисунке 14.6.9 представляет собой пример рекуперации пара мгновенного испарения, где спрос и предложение не всегда «совпадают».

Конденсат из трех поддонов с рубашкой и дренажного кармана выпускает мгновенный пар, но его можно использовать только для увеличения подачи пара в систему обогрева помещения. Это вполне удовлетворительно во время отопительного сезона, если тепловая нагрузка превышает наличие пара мгновенного испарения.

В летний сезон отопительное оборудование не будет использоваться, и даже весной и осенью тепловая нагрузка может быть не в состоянии использовать весь доступный пар мгновенного испарения. Расположение неидеально, хотя экономия пара за зимний период вполне может оправдать стоимость оборудования для регенерации пара мгновенного испарения.

Иногда излишки пара мгновенного испарения должны сбрасываться в атмосферу, и, как указано, для этой цели больше подходит избыточный клапан, чем предохранительный клапан, который обычно имеет функцию «хлопка» или «включение / выключение» и конструкцию седла. для нечастой операции.Избыточный клапан будет настроен так, что он начнет открываться немного выше нормального давления в системе. Когда тепловая нагрузка падает и давление в системе начинает расти, редукционный клапан, подающий подпиточный пар, закрывается. Затем допускается дальнейшее повышение давления, возможно, на 0,15–0,2 бар, прежде чем избыточный клапан начнет открываться для выпуска избыточного пара мгновенного испарения.

Предохранительный клапан может все еще потребоваться, если избыточный клапан выходит из строя. Он должен быть настроен на открытие при давлении между избыточным давлением срабатывания клапана и расчетным давлением системы.Обычно на расширительный сосуд удобно устанавливать предохранительный клапан.

Иногда в летних условиях может быть предпочтительнее обойти систему вспышки с помощью ручного клапана (не показан на рис. 14.6.9). Конденсат и связанный с ним пар мгновенного испарения будут затем проходить непосредственно в приемник конденсата, где пар мгновенного испарения будет выпущен в атмосферу.

Системы рекуперации тепла продувкой котла

Непрерывная продувка котловой воды необходима для контроля уровня общего содержания растворенных твердых веществ в котле.Непрерывная продувка способствует рекуперации теплоты продувочной воды и позволяет добиться значительной экономии.

Продувка котла содержит огромное количество тепла, которое можно легко утилизировать в виде пара мгновенного испарения. После прохождения через регулирующий клапан продувки вода с более низким давлением поступает в испарительный сосуд. На этом этапе пар мгновенного испарения очищен от загрязнений и отделяется от конденсата, и его можно использовать для нагрева питательной емкости котла (см. Рисунок 14.6.10).

Остаточный конденсат, стекающий из испарительного сосуда, можно пропустить через пластинчатый теплообменник, чтобы утилизировать как можно больше тепла, прежде чем оно будет сброшено в отходы. Таким образом можно утилизировать до 80% общего тепла, содержащегося в непрерывной продувке котла.

Спрей конденсационный

Наконец, следует учитывать те случаи, когда пар мгновенного испарения неизбежно образуется при низком давлении, но при отсутствии подходящей нагрузки, которая могла бы его использовать.

Вместо того, чтобы просто отводить пар мгновенного испарения в отходы, можно использовать схему, показанную на рис. 14.6.11.

Такое расположение может быть полезно там, где вентиляционное отверстие приемника конденсата не может быть выведено наружу, и где присутствие пара мгновенного испарения может быть вредным, если его оставить для сброса в производственном помещении.

Легкая камера из нержавеющей стали прикреплена к вентиляционному отверстию приемного бака. Холодная вода распыляется в камеру в количестве, достаточном для конденсации пара мгновенного испарения.Поток охлаждающей воды регулируется простым автоматическим регулятором температуры, регулируемым таким образом, чтобы из вентиляционного отверстия выходило минимальное количество пара мгновенного испарения. В процессе будет использоваться примерно 6 кг охлаждающей воды на 1 кг конденсированного пара мгновенного испарения.

Если охлаждающая вода пригодна для питания котла, то подогретая вода добавляется к конденсату в ресивере и используется повторно. Это позволит экономить воду в течение всего года.

Если охлаждающая вода не подходит для рекуперации, можно установить распылительный трубопровод, как показано пунктиром.Охлаждающая вода и конденсированная вспышка будут выброшены.

Советы по продлению срока службы батареи

Обслуживание батареи гольф-мобиля очень важно для обеспечения максимальной производительности вашего гольф-мобиля.

Независимо от того, есть ли у вас Club Car, Yamaha, EZGO или одна из других доступных моделей гольф-каров, ниже приведены основные советы по обслуживанию аккумуляторов гольф-каров, которые помогут поддерживать любые гольф-кары или аккумуляторы гольф-каров в отличном рабочем состоянии.

1) Полностью заряжайте аккумуляторы после каждого периода использования. Заряжайте аккумуляторы в течение 8–10 часов с помощью зарядного устройства для гольфмобилей соответствующего типа. Лучше всего заряжать в течение ночи после того, как вы закончили использовать тележку в течение дня. Даже если вы использовали тележку всего 5 минут, вы захотите подзарядить батареи тележки для гольфа.

Если ваши батареи будут находиться в состоянии низкого заряда в течение продолжительного времени, уменьшится их емкость и срок службы.Всегда не забывайте использовать зарядное устройство с одинаковым напряжением и систему аккумуляторных батарей. Зарядное устройство меньшего размера никогда не справится со своей задачей, независимо от того, как долго аккумулятор остается на зарядке.

2) Очистка Правильное обслуживание аккумуляторной батареи гольф-мобиля необходимо для правильной работы вашего автомобиля. Кажется, что батареи притягивают пыль, грязь и сажу. Содержание в чистоте поможет обнаружить признаки проблем, когда они появляются, и избежать проблем, связанных с грязью.

Следите за тем, чтобы верхняя часть каждого аккумулятора тележки для гольфа была сухой, чистой и герметичной.Вы можете очистить батареи щеткой из щетины и раствором пищевой соды и воды, но обязательно наденьте защитные очки и резиновые перчатки.
Можно также обработать кабели антикоррозийным спреем для предотвращения коррозии и ржавчины.
▪ Разъемы аккумулятора всегда должны быть плотно затянутыми.
▪ Рекомендуется периодическая проверка.
▪ Вентиляционные колпачки должны оставаться на своих местах и ​​плотно прилегать во время эксплуатации и зарядки автомобиля.
3) Регулярно поливайте батареи.
Залитые батареи или батареи с жидкими элементами требуют периодического полива. Проверяйте батареи раз в месяц после установки, чтобы определить правильный график полива. Добавьте воду после полной зарядки аккумулятора и используйте дистиллированную воду. Что еще более важно, полив должен производиться в нужное время и в нужном количестве, иначе ухудшатся характеристики и долговечность аккумулятора.

Воду следует добавлять после полной зарядки аккумулятора. Перед зарядкой должно быть достаточно воды, чтобы покрыть пластины.Если аккумулятор разряжен (частично или полностью), уровень воды также должен быть выше пластин. Поддержание правильного уровня воды после полной зарядки избавит от необходимости беспокоиться об уровне воды при другом уровне заряда.

В зависимости от местного климата, методов зарядки, области применения и т. Д. Мы рекомендуем проверять батареи один раз в месяц, пока вы не почувствуете, как часто ваши батареи нуждаются в поливе.

4) Чтобы сохранить максимальную ёмкость аккумуляторов вашего гольф-автомобиля, часто используйте аккумуляторы для гольф-каров.Всегда не забывайте делать подзарядку каждые 45-60 дней, а в жарком климате даже чаще. Это может быть сложно сделать, если вы используете свой гольф-мобиль только сезонно, но если вы используете зарядное устройство для аккумулятора гольф-мобиля с функцией расширенного режима хранения, вы будете получать автоматическую подзарядку на регулярной основе, пока зарядное устройство подключен к вашей тележке для гольфа, пока вас нет.
▪ Батареи не должны быть разряжены ниже 80% от их номинальной емкости для максимального срока службы батарей.Правильная зарядка аккумуляторов поможет избежать чрезмерной разрядки.
▪ По мере старения батарей меняются и требования к их обслуживанию. Обычно более старые батареи нуждаются в воде чаще и требуют более длительного времени зарядки. Емкость также снижена.

5) Хранение Периоды простоя могут быть чрезвычайно опасны для свинцово-кислотных аккумуляторов. Помещая аккумулятор на хранение, следуйте приведенным ниже рекомендациям, чтобы аккумулятор оставался исправным и готовым к использованию.

ПРИМЕЧАНИЕ: Хранить, заряжать или эксплуатировать аккумуляторы на бетоне совершенно нормально.

Пошаговая процедура хранения

  1. Полностью зарядите аккумулятор перед хранением.
  2. Храните аккумулятор в прохладном сухом месте, защищенном от атмосферных воздействий.
  3. Во время хранения следите за удельным весом (залитый водой) или напряжением. Аккумуляторы, находящиеся на хранении, должны получить повышенный заряд, если они показывают уровень заряда 70% или меньше.
  4. Полностью зарядите аккумулятор перед повторной активацией

Самые важные вещи, которых следует избегать

  1. Замораживание.Избегайте мест, где ожидается отрицательная температура. Поддержание высокого уровня заряда аккумулятора также предотвратит замерзание. Замораживание приводит к непоправимому повреждению пластин и контейнера аккумулятора.
  2. Heat. Избегайте прямого воздействия источников тепла, таких как радиаторы отопления или обогреватели. Температура выше 80 ° F (26,6 ° C) ускоряет саморазряд батареи.

6) Не перезаряжайте аккумуляторы вашего гольф-мобиля. Лучше всего, если у вас есть автоматическое зарядное устройство для гольфмобиля, чтобы вас это не беспокоило!

Батареи следует полностью зарядить при первой возможности.Избегайте эксплуатации частично заряженных аккумуляторов. Это уменьшит их емкость и сократит срок их службы.
7) Не разряжайте батареи гольф-кара более чем на 80% .
Мы рекомендуем вам разряжать батареи вашего гольф-мобиля до 50-80 процентов, не превышайте 80 процентов или до точки, когда батареи вашего гольф-мобиля полностью разряжаются, поскольку это не способствует увеличению срока службы батареи. Периодические испытания — важная процедура профилактического обслуживания.Показания ареометра каждой полностью заряженной ячейки показывают баланс и истинный уровень заряда. Дисбаланс может означать необходимость выравнивания, а также является признаком возможной неправильной зарядки или неисправного элемента. Тесты напряжения (обрыв цепи, заряд и разряд) могут выявить неисправный или слабый аккумулятор. Нагрузочное тестирование выявит неисправную батарею, когда другие методы не сработают. Слабая батарея вызовет преждевременный выход из строя дополнительных батарей.
8) Запишите напряжение каждой аккумуляторной батареи гольф-кара для использования в будущем.

Важно помнить

  1. Не допускайте контакта пластин с воздухом. Это приведет к повреждению (коррозии) пластин.
  2. Не доливайте воду в заливное отверстие до крышки. Это, скорее всего, вызовет переполнение батареи кислотой, что приведет к потере емкости и возникновению коррозионного беспорядка.
  3. Не используйте воду с высоким содержанием минералов. Используйте только дистиллированную или деионизированную воду.

Батареи для гольф-мобилей должны работать 4-5 лет.Так что через 4–5 лет, если вы обнаружите, что ваш гольф-мобиль становится вялым, возможно, пришло время заменить комплект батарей. Для достижения наилучших результатов мы рекомендуем приобретать батареи марки Trojan или US Battery. Зарядное устройство слишком большого размера вызовет чрезмерное выделение газов и нагревание, что может привести к взрывам или другому повреждению аккумуляторов или вашего гольф-кара. Храните аккумуляторы и эксплуатируйте их в прохладном сухом месте. На каждые 18 ° F (10 ° C) повышения температуры выше комнатной (77 ° F или 25 ° C) срок службы батареи сокращается на 50%.

Зарядка кардиостимуляторов с использованием энергии тела

J Pharm Bioallied Sci. Январь-март 2010 г .; 2 (1): 51–54.

Динеш Бхатиа

Департамент биомедицинской инженерии, Университет науки и технологий Динбадху Чотту Рам, Муртал, Сонепат, Харьяна-131039, Индия

Свити Байраги

Департамент биомедицинской инженерии, Технологический университет Динбадху Чотту Рам, Университет науки и технологий Murthal, Sonepat, Haryana-131 039, India

Sanat Goel

Департамент биомедицинской инженерии, Университет науки и технологий Deenbadhu Chottu Ram, Murthal, Sonepat, Haryana-131 039, India

Manoj Jangra

Департамент биомедицинской инженерии , Deenbadhu Chottu Ram University of Science and Technology, Murthal, Sonepat, Haryana-131 039, India

Департамент биомедицинской инженерии, Deenbadhu Chottu Ram University of Science and Technology, Murthal, Sonepat, Haryana-131 039, India

Поступило в 2010 г. 13 января; Пересмотрено 22 февраля 2010 г .; Принята в печать 9 марта 2010 г.

Авторские права: © Журнал фармации и биологических наук

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями Creative Commons Attribution-Noncommercial-Share Alike 3.0 Unported, что разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии оригинальная работа правильно цитируется.

Эта статья цитируется в других статьях в PMC.

Abstract

Спасательные медицинские имплантаты, такие как кардиостимуляторы и дефибрилляторы, сталкиваются с большим недостатком, заключающимся в том, что их батареи в конечном итоге разряжаются, и пациентам требуется частая операция для замены этих батарей.С появлением технологий для таких операций могут появиться альтернативы. Для питания этих устройств могут использоваться методы сбора энергии тела. Некоторые из источников энергии — это сердцебиение пациента, кровоток внутри сосудов, движение частей тела и температура тела (тепло). Используются различные типы датчиков, например, для измерения энергии сердцебиения используются пьезоэлектрические и полупроводниковые связанные нанопровода, которые преобразуют механическую энергию в электричество.Точно так же для измерения энергии кровотока используются наногенераторы, приводимые в действие ультразвуковыми волнами, которые обладают способностью напрямую преобразовывать гидравлическую энергию человеческого тела в электрическую. Еще одним соображением является использование тепла тела с помощью биотермической батареи для выработки электричества с использованием нескольких массивов термоэлектрических генераторов, встроенных в имплантируемый чип. В этих генераторах используется хорошо известный эффект термопары. Для работы биотермического устройства необходимо, чтобы на нем была разница температур 2 ° C.Но есть много частей тела, где существует разница температур в 5 ° C — обычно в нескольких миллиметрах под кожей, где планируется разместить это устройство. В этом исследовании основное внимание уделяется использованию тепла тела в качестве альтернативного источника энергии для подзарядки батарей кардиостимуляторов и других медицинских устройств и предотвращения риска для жизни во время повторных операций.

Ключевые слова: Биотермальная батарея, кардиостимуляторы, термоэлектрические генераторы

При работе с хирургическими медицинскими приборами всегда следует учитывать две концепции: риск для жизни и деньги.Таким образом, для помощи людям в отношении таких устройств может быть придумана новая идея. Это включает в себя концепцию сбора энергии. Сбор энергии можно определить как извлечение энергии из одной формы в другую полезную форму, и эти устройства преобразуют энергию окружающей среды в электрическую. Используя концепцию сбора энергии, мы можем запустить электродвигатель от энергии ветряной мельницы; гидравлическая энергия и т. д. То же самое можно использовать и в случае самого человеческого тела. Существуют различные способы применения вышеупомянутой концепции для помощи людям с кардиостимуляторами.[1] Он включает энергию, полученную от самого тела. Поскольку тело представляет собой различные виды энергии, его можно использовать в качестве источника энергии для работы таких устройств. Тело имеет базовые энергии, такие как сердцебиение, кровоток в артериях и венах, движение тела и тепло тела, которое может быть собрано для получения электрической энергии для работы кардиостимулятора с напряжением 6 В в случае сердечной недостаточности. [1,2]

У людей часто случается, что части тела не работают из-за некоторых внутренних сбоев, например, в случае сердца, естественный кардиостимулятор, сино-предсердный узел (узел SA), может работать неправильно. , что приводит к ненормальному сердцебиению.Эти аритмии могут быть очень серьезными, вызывая сердечные приступы и даже смерть. Чтобы смазать колеса жизни пациента, кардиостимулятор поддерживает адекватную частоту сердечных сокращений либо потому, что собственный кардиостимулятор сердца работает недостаточно быстро, либо потому, что в системе электрической проводимости сердца есть блокировка. Сердце схемы кардиостимулятора — это аккумулятор. Он обеспечивает энергией всю цепь кардиостимулятора для работы. Есть много типов батарей, которые можно использовать для работы системы. Некоторыми примерами из них являются свинцовые батареи; предполагаемый срок службы этих батарей составляет 8–10 лет.По истечении этого периода времени эти батареи выходят из строя из-за различных причин, таких как старение, механические недостатки, системы качества и управление качеством, изменение физических характеристик (морфологии) рабочих химикатов, химические потери из-за испарения и т. Д.

Итак, по истечении определенного интервала этого периода времени их необходимо заменить. Эта повторяющаяся операция вызывает дискомфорт и риск для жизни пациента. Поскольку эти искусственные кардиостимуляторы имплантируются в организм с помощью хирургической процедуры и требуют замены, мы можем подумать о некоторых альтернативах, которые помогут избежать подобных инцидентов.Само тело может использоваться как источник энергии. [2,3] В этой статье мы обсудим тело как источник энергии.

Тело как источник энергии

Как обсуждалось ранее, чтобы иметь альтернативный источник для зарядки устройств, таких как кардиостимулятор или дефибриллятор, с низким энергопотреблением, можно рассматривать использование различных видов деятельности тела в качестве источника энергии. Мы можем разделить методы производства электроэнергии, основанные на этих вышеупомянутых действиях, на две основные категории [4,5]: (i) производство электроэнергии с использованием пьезоэлектрического элемента и (ii) производство электроэнергии с использованием термопары.

Производство энергии с использованием пьезоэлектрического элемента

В этой категории используется пьезоэлектрический кристалл для измерения энергии тела от таких источников, как сердцебиение, кровоток и движение тела. Он преобразует эти различные формы энергии в электрическую.

Принцип

Основной принцип заключается в использовании пьезоэлектрических и полупроводниковых связанных нанопроволок, таких как оксид цинка, для преобразования механической энергии в электричество. Пьезоэлектрические кристаллы работают по принципу деформации кристалла за счет изменения состояния параметров тела и преобразуют энергию давления в электрическую.Так же; Полупроводниковый наногенератор может напрямую преобразовывать энергию давления в человеческом теле, создаваемую кровотоком, сердцебиением и сокращением кровеносных сосудов, в электрическую энергию. В настоящее время эти наногенераторы способны генерировать электричество в биосовместимой жидкости под действием ультразвуковых волн. Он состоит из нанопроволок оксида цинка (ZnO). [4] Когда система подвергается вибрациям, она преобразует эти механические колебания в электрические сигналы.

Наногенератор с врезанными в генератор нанопроволочками размером порядка 2 мм 2 .В каждом из этих генераторов более 1 миллиона нанопроволок. На массив ориентированных нанопроволок ZnO наносился зигзагообразный кремниевый электрод, покрытый платиной. Платина используется для увеличения проводимости электрода. Когда химически выращенные проволоки, помещенные на конец электрода, изгибаются в ответ на вибрацию, ионы перемещаются. Это разбалансирует заряды и создает электрическое поле, которое производит ток, когда нанопроволока подключена к цепи, и может использоваться в качестве потенциального источника энергии.[5] Эти результаты подтверждают теорию о том, что нанопровода из оксида цинка демонстрируют мощный пьезоэлектрический эффект, то есть выработку электричества в ответ на механическое давление. Если мы сможем преобразовать часть этого, мы сможем запитать электронное устройство. Было подсчитано, что мы можем преобразовать 17–30% этой энергии в полезную. С помощью различных исследований было установлено, что при ходьбе вырабатывается 67 Вт энергии. Движение пальца дает мощность 0,1 Вт, а дыхание — 1 Вт.[4,5] Все эти потенциальные источники энергии могут использоваться для производства энергии.

Производство энергии с помощью термопары

В этой категории используются термопары для измерения тепла тела. Термопара преобразует тепло в разность потенциалов, которую можно использовать для зарядки аккумулятора. Считается, что на основе разницы температур в человеческом теле будет разработана термоэлектрическая система питания. [6] Была разработана инновация в термоэлектрических материалах (ТМ) с использованием наноразмерных тонкопленочных материалов для преобразования тепла тела в электрическую энергию.Полученная мощность может быть использована для «непрерывной зарядки» аккумуляторов для устройств средней мощности, таких как дефибрилляторы, или для непосредственного питания устройств с низким энергопотреблением, таких как кардиостимуляторы. Эти системы питания могут работать до 30 лет — пятикратное увеличение срока службы по сравнению с существующими технологиями — и, таким образом, могут сократить количество медицинских процедур, необходимых для замены имплантата на протяжении всей жизни пациента, снижая затраты и возможные осложнения. Используются полупроводниковые материалы, которые производят электрическую энергию в результате разницы температур между горячей и холодной поверхностями материала.[7]

Принцип

Батарея должна превращать собственное тепло тела в электричество. Он будет вырабатывать электричество, используя массивы из тысяч термоэлектрических генераторов, встроенных в имплантируемый чип. В этих генераторах используется хорошо известный термоэлектрический эффект, при котором создается небольшое напряжение, когда соединения между двумя разнородными материалами поддерживаются при разных температурах [7].

Базовая концепция

В биотермической батарее используются ТМ, состоящие из полупроводникового теллурида висмута.Материал легирован примесями, которые придают одной стороне термопары обилие электронов (отрицательного или n-типа), тогда как другая сторона содержит примеси без электронов (положительный или p-тип). Передача тепла обычно происходит от объекта с высокой температурой к объекту с более низкой температурой. Теплообмен изменяет внутреннюю энергию обеих систем (объектов). В ТМ есть свободные носители, которые несут как электрический заряд, так и тепловую энергию. Если два объекта, поддерживаемые при разных температурах, соединены посредством TM, молекулы (свободные носители) на высокотемпературном конце будут диффундировать дальше, чем молекулы на более холодном конце, вызывая чистое накопление молекул (более высокая плотность) на холодном конце. .Этот градиент плотности заставляет молекулы диффундировать обратно к горячему концу. В установившемся режиме градиент плотности противодействует влиянию градиента температуры, чтобы минимизировать чистый поток молекул. [8] С другой стороны, когда молекулы заряжены, накопление заряда на холодном конце создает отталкивающую электростатическую силу (и, следовательно, электрический потенциал), толкая заряды обратно к горячему концу. Для положительных свободных зарядов материал называется p-типом и накапливает положительный заряд на холодном конце, что приводит к положительному потенциалу.Аналогично, для отрицательных свободных зарядов материал называется n-типом и накапливает отрицательный заряд на холодном конце, что приводит к отрицательному потенциалу []. Если горячие концы материалов n-типа и p-типа электрически соединены, а нагрузка подключена к холодным концам, создаваемое напряжение заставляет ток течь через нагрузку, генерируя термоэлектрическую энергию []. Хорошие ТМ обычно представляют собой сильно легированные полупроводники. Также единый тип носителя обеспечивает оптимизацию выработки термоэлектрической энергии.Смешанная проводимость n-типа и p-типа также приводит к отрицательному эффекту и низкой термоэдс. [9]

Схематическое изображение образования (а) положительных / отрицательных зарядов из-за разницы температур и (б) положительных / отрицательных потенциалов, возникающих из-за разницы температур [6]

Наблюдения

Для получения полезного напряжения необходимо расположите тысячи полупроводниковых элементов последовательно. Устройство имеет около 4000 последовательно соединенных термопар, каждая из которых генерирует несколько микровольт на каждый 1 ° C разницы температур.Типичная батарея имеет массив 2,5 см 2 , всего около 6,0 см 2 площадей со всех сторон, который генерирует 4 В и обеспечивает мощность 100 мкВт. Устройство предназначено для продления срока службы имплантируемого кардиовертера-дефибриллятора (ИКД) и батареи кардиостимулятора до более чем трех десятилетий за счет их непрерывной подзарядки. [10] Возможно, он даже сможет напрямую питать некоторые кардиостимуляторы малой мощности. Для работы биотермического устройства [] необходимо, чтобы на нем была разница температур 2 ° C.Эту разницу температур можно легко получить, поместив устройство на несколько миллиметров ниже поверхности кожи; поскольку существует множество частей тела, где существует разница температур до 5 ° C. [10,11]

Биотермальная батарея: PN-переход [2]

Технические проблемы и конкуренты в области технологий

Задача состоит в том, чтобы создать термоэлектрический модуль мощностью 100 мкВт при 3 В с разницей температур 1 ° C. Для термоэлектрического модуля требуется примерно 4000 элементов на 6-сантиметровой поверхности 2 .

На рынке доступны различные технологические конкуренты. Литий-ионный аккумулятор обеспечивает возможность перезарядки и увеличенный срок службы аккумулятора. Кроме того, в середине 90-х была разработана технология литиево-углеродных монофторидных батарей, хотя она не получила широкого распространения. Были разработаны нанокристаллические катодные компоненты, которые продлевают срок службы литиевых батарей. Ни один из этих конкурентов в настоящее время не может обеспечить срок службы около 30 лет. [12]

Базовая схема зарядки

показывает схему, в которой используется принцип зарядки биотермической батареи для кардиостимулятора.В этой схеме контролируется уровень напряжения аккумуляторной батареи. Он автоматически прерывает процесс зарядки, когда его выходное напряжение на клеммах превышает заданный уровень. Таймер IC NE555 используется для зарядки и контроля уровня напряжения в аккумуляторе. Контроль контактный напряжения 5 IC 1 снабжен опорным напряжением 5,6 В стабилитроном ZD 1 . На вывод 6 порога подается напряжение, установленное VR 1 , а на вывод 2 триггера — напряжение, установленное VR 2 .Когда разряженная батарея подключена к цепи, напряжение, подаваемое на контакт 2 триггера IC 1 , ниже 1/3 В постоянного тока, и, следовательно, триггер в ИС включается, чтобы на выходном контакте 3 был высокий уровень. Когда батарея полностью заряжена, выходное напряжение на клеммах увеличивает напряжение на выводе 2 микросхемы IC 1 выше порогового значения точки срабатывания. Это выключает триггер, и на выходе устанавливается низкий уровень, чтобы завершить процесс зарядки. Пороговый вывод 6 IC 1 соответствует 2/3 Vcc, установленному VR 1 .Транзистор T 1 используется для увеличения зарядного тока в цепи. Резистор R 3 имеет решающее значение для обеспечения необходимого зарядного тока. Для резистора сопротивлением 39 Ом зарядный ток составляет приблизительно 180 мА. [11,12] Эта схема получает питание от матрицы полупроводниковых термопар, установленных на микросхеме. Эти термопары (основанные на микросхеме) прикреплены к корпусу в двух точках, одна из которых считается холодной, а другая — горячей. Эти точки можно найти, взяв одну на поверхности тела, а другую примерно на 3 дюйма.ниже кожи, чтобы можно было достичь соответствующей разницы температур для создания необходимой разности потенциалов для зарядки аккумулятора кардиостимулятора.

Алгоритм зарядного устройства

Зарядное устройство аккумулятора реализует трехэтапный алгоритм зарядки. [] Процесс зарядки начинается с этапа предварительной зарядки; затем, когда напряжение батареи достигает определенной точки, она переключается на стадию полной зарядки. Затем процесс зарядки завершается на этапе абсорбции (постоянное напряжение).После этого зарядное устройство может поддерживать заряд аккумулятора в плавающем режиме. По умолчанию, когда зарядное устройство отключено от сети, оно автоматически выключается в течение 1 минуты. Это защищает аккумулятор от разряда электроникой зарядного устройства. [11,12]

Трехэтапный алгоритм зарядки [11]

Заключение

Человеческая энергия — это форма возобновляемой энергии с низкой плотностью, которая имеет большой потенциал генерации из-за его широкой доступности. Из-за высоких затрат, связанных с приобретением технологии, необходимой для восстановления небольшого количества энергии человека, потраченной на отдых, применение ограничено экономической целесообразностью.Усовершенствование и разработка технологии извлечения могут привести к повышению эффективности и снижению капитальных затрат, тем самым уменьшив ограничения, вызванные экономической целесообразностью. Рост затрат на электроэнергию может также сделать восстановление более возможным за счет сокращения сроков окупаемости капитальных затрат на технологию рекуперации [13].

С наступлением революции в нанотехнологиях появилась возможность разместить тысячи этих небольших полупроводниковых узлов, преобразующих тепло в электричество, в небольшом пространстве, размером с одну или две почтовые марки.Ученые считают, что батарею можно вживлять в кожу, где существует перепад температур до 5 ° C. Затем это устройство может быть использовано для питания кардиостимуляторов, а также других устройств, таких как крошечные нейротрансмиттеры, которые имплантируются в мозг для лечения болезни Паркинсона. [13,14] Следовательно, можно было бы заменить существующие токсичные батареи на естественные и безопасные зарядные устройства, которые могут вообще не требовать замены, и, следовательно, хирургические процедуры, тем самым повышая безопасность пациентов за счет сведения к минимуму риска.

Сноски

Источник поддержки: Нет,

Конфликт интересов: Не объявлен.

Ссылки

1. Crespi AM, Somdahl SK, Schmidt CL, Skarstad PM.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*