Сколько надо секций батареи на комнату: Сколько секций батарей поставить в комнату 16 квадратов?

Содержание

Как рассчитать количество секций радиатора на комнату

Чтобы поддерживать комфортную температуру в помещении, нужно правильно подобрать радиаторы. В этой статье мы рассмотрим один из аспектов выбора секционного радиатора.

Особенности секционных радиаторов

Радиаторы подразделяются на два вида: секционные и панельные. Последние различаются по типам в зависимости от количества пластин и оребрения (тип 22 – 2 пластины, 2 оребрения). Их размеры (толщина, ширина и высота) могут быть практически любыми. Совсем другое дело с секционными приборами – они в большинстве случаев имеют стандартную высоту и ширину, а наращивание мощности происходит за счет добавления секций.

Секционный радиатор

Эффективность работы радиатора напрямую связана с его размерами, поэтому такое оборудование всегда полезно приобретать с запасом.

Упрощенные способы расчета мощности радиатора.

Если попытаться точно определить необходимое количество энергии на прогрев помещения или целого дома, то потребуется выполнить немало сложных вычислений. При этом такая точность не очень и нужна конечному потребителю, поэтому рассмотрим более простые приемы.

Панельный радиатор

Выбор радиаторов по окнам

Считается, что через окна дом покидает наибольшее количество тепла, поэтому под ними в большинстве случаев ставят радиаторы. Если в помещении два окна, то желательно под каждым из них поставить по батарее. Если под проемом нет места, то прибор размещают рядом или на противоположной стене.

При выборе радиатора специалисты обычно советуют ориентироваться на внешний вид. С точки зрения мощности считается оптимальным размер не меньше 50 – 70% ширины светового проема, но чтобы не прогадать лучше брать 100%.

При этом нежелательно, чтобы радиатор вылезал за пределы линии окна, так как это плохо смотрится с точки зрения дизайна.

Если рама имеет световой проем шириной 640 мм, а одна секция батареи 80 мм, то на такое окно потребуется 8-секционный прибор.

Если в помещении есть теплый пол и два окна, то можно обойтись одним радиатором.

Такой метод достаточно условный, к тому же он не помогает в расчете секций в помещениях без окон (ванная, коридор).

Расчет секций по метражу

Этот расчет тоже не отличается точностью, обычно за основу берут приблизительные показатели теплопотерь и соотносят их с метражом помещения.

Теплопотери – это комплексная характеристика. Она отражает количество энергии, которое теряет здание. Например, если теплопотери помещения составляют 1500 Вт, мощность обогревателя должна быть выше этой цифры, чтобы их покрыть.

  • Расчет с запасом200 Вт на 1 м.кв. В этом случае метраж надо умножить на 200, в результате для комнаты 15 м.кв потребуется радиатор 3 кВт. Если одна секция будет иметь теплоотдачу 196 Вт, то потребуется 2 батареи по 8. Этот способ расчета очень приблизительный, так как он не учитывает климатическую зону, конструкцию здания и расположение помещения. Целесообразность такой прикидки рассмотрим ниже в отдельном разделе.
  • Расчет по количеству стен – тут учитывается количество стен, которые выходят на улицу. В комнате с одной наружной стеной и окном нужно закладывать 100 Вт/м.кв., с двумя стенами и одним окном – 120 Вт/м.кв., с двумя стенами и двумя окнами 130 Вт/м.кв.
  • Расчет через оконный коэффициент – учитывает качество остекления в комнате. Вычисление количества секций производим по формуле:

S (комнаты) х H (высота комнаты) х оконный коэффициент (40 – обычные окна – 35 — стеклопакеты)/теплоотдача одной секции

Почему лучше ставить более мощный радиатор?

На практике недооценка теплопотерь хуже, чем переоценка, поэтому такие способы расчета, как 200 Вт на м.кв., оправдывают себя. Мощный радиатор дает преимущества, именно по этой причине не стоит высчитывать теплоотдачу приборов без запаса.

  • Работа на низкой температуре теплоносителя – мощному радиатору достаточно прогреть жидкость до небольшой температуры (30 – 40 градусов), чтобы в помещении стало тепло. Маленькому прибору придется работать на температурах до 90 градусов. Соприкосновение с такой раскаленной батареей неприятно и некомфортно.
  • Меньше расход газа в частном доме – если для отопления используется котел, то работа на небольших температурах повышает КПД – газ расходуется более экономично. Что позволяет уже через несколько лет использования полностью компенсировать затраты на покупку более широкой батареи.
  • Высокая температура теплоносителя быстро изнашивает трубы, так как при нагреве материал сильно расширяется. При крупном радиаторе можно снижать температуру теплоносителя.

Из этого следует, что в радиаторе с большим количеством секций больше плюсов, чем минусов.

Как рассчитать теплопотери?

Чтобы полностью просчитать тепловые потери комнаты или всего дома потребуется собрать большое количество информации о строении. Сами вычисления можно выполнить вручную по СП 50.13330.2012 или в любом онлайн-калькуляторе.

  • Считаем площадь окон, берем площадь с рамой. Если в комнате два окна, то складываем общую площадь.
  • Измеряем общую длину наружных стен, а затем умножаем полученную величину на высоту потолка.
  • Отнимаем от площади стен площадь окон.
  • Считаем площадь полов для определения тепловых потерь через инфильтрацию (продувание через технологические отверстия).
  • Нужно знать тип окон: например, двухкамерный стеклопакет, обычное окно с двойной рамой и т.д.
  • Определяем материал наружных стены. Например, кирпич с утеплением минеральной ватой.

Тепловые потери через внутренние стены и перегородки обычно не учитывают.

  • Для определение тепловых потерь через пол нужно знать конструкцию перекрытия первого этажа: полы по грунту, пол над техническим подпольем или подвалом и т.д.
  • Для расчета потерь через потолок нужно знать структуру перекрытия и его периметр.

Если над первым этажом есть «теплый» чердак, отапливаемый этаж, то при расчете для первого этажа не учитывают потери для потолка. Утечки энергии через пол учитывают только на первом этаже. Если рассчитывают теплопотери для мансарды, то вместо потолка добавляют убыль энергии через кровлю.

В частных домах наибольшие потери тепла приходятся на мансардные этажи, так как он соприкасается с крышей. Наименьшая мощность требуется для прогрева комнат на втором этаже, если над ними располагается «теплый» чердак. На первом этаже обычно холоднее из-за входной двери и потерь через полы.

Как правильно определить мощность радиатора

Мощность прибора зависит от дельты T – среднего значения температуры в радиаторе с вычетом температуры помещения.

Дельта T = (Тп+То)/2 – Т помещения

  • Тп – температура подачи, с которой теплоноситель поступает в радиатор.
  • То – температура обратки, с которой жидкость покидает прибор.

В паспорте любого радиатора мощность должна быть указана для какого-то определенного параметра дельта Т (обычно 70). В реальности при таких значениях прибор работать не будет и изначальная температура теплоносителя окажется ниже. Некоторые производители включают переводные таблицы для других значений (для дельта T 50, 40 и т.д.).

Более реалистичные значения: 80 – 60 – 22, где 80 – подача, 60 – обратка, а 22 – температура в комнате. Подставим эти значения в формулу.

(80+60)/2 – 22 = 48

Паспортная мощность одной секции при дельта Т 70 = 196 ВТ, теперь узнаем поправочный коэффициент. Для этого паспортную мощность разделим на дельта Т.

196/70 = 2,8

Теперь с помощью поправочного коэффициента мы сможем получить реальную мощность при конкретной температуре теплоносителя.

48*2,8 = 134,4 Вт

Если обратиться к предыдущему расчету, где мы использовали паспортную мощность, то оказывается, что двух 8 – секционных радиаторов будет недостаточно при теплопотерях в 200 Вт с 1 м.кв. Фактически на помещение потребуется не меньше 23 секций.

Определение числа секций батарей отопления

В качестве отопительных устройств для жилища разными хозяевами выбираются различные модификации радиаторов – от привычных, проверенных временем чугунных до современных биметаллических и иных моделей. Чтобы не ошибиться в выборе батареи, необходимо учитывать характеристики системы отопления, размеры, высоту и другие показатели каждой в отдельности комнаты.

Также далеко не всегда благоприятные микроклиматические условия в жилище определяются материалом изготовления и качественными характеристиками радиатора. Требуется учитывать мощность и число отопительных устройств.

Какие критерии брать во внимание?

Чтобы упростить задачу с определением числа и мощности батарей, выделяется ряд положений, которые следует учитывать при проведении расчетов:

  • площадь отапливаемого помещения;
  • для многоквартирных домов важен этаж, на котором находится квартира;
  • высота потолков;
  • есть ли иные приборы для отопления.

Грамотно проведенный расчет теплоотдачи не только поможет создать благоприятный температурный режим, но и сэкономить средства.

Проведение расчета числа секций радиатора отопления

Существует регламент, принятый СНиП, по которому ведется расчет для радиаторов отопительных систем. Формула несложная, и любой хозяин жилища без проблем сам сможет справиться с расчетом, без привлечения специалистов. Не следует считать для жилой площади в целом: все вычисления должны вестись для отдельно взятого помещения, это позволит учитывать все характеристики отопительной системы и конкретной комнаты.

Для угловой с большими окнами, балконом придется нарастить мощность теплоотдачи, а для комнаты, где установлены стеклопакеты допустимо монтировать меньше секций батареи, поскольку потери тепла в данном варианте будут меньше. С рабочей мощностью секций можно ознакомиться в техпаспорте, прилагаемом к прибору.

Высчитывать нужное число секций батареи для комнаты определенной можно тремя способами

1. Стандартный

Производится в соответствии с формулой, принятой в СНиП: для нормального обогрева 1 м2 помещения со стандартной высотой потолков (2,7 м), нужно 100Вт. Решается простая арифметическая задача школьного уровня по формуле: K= Sх100:P, где К – количество секций; S- площадь комнаты; Р – мощность секции.

Допустим, площадь комнаты 15 м2 при высоте потолков 2,7 м, а мощность секции составляет 160 Вт, тогда К = 15х100:160 = 9,375 секций. Дробное число секций быть не может, необходимо округлить в сторону меньшего – 9 секций.

Если потолки трехметровые и выше, то требуется учитывать показатель высоты Н, тогда формула приобретает следующий вид: К = SхHх40:P. Предыдущий пример при тех же значениях будет выглядеть так: К=15х3х40:160=11,25. При округлении получается, что потребуется батарея с 11-ю секциями.

2. Примерный

Основывается эта техника расчета на данных техпаспорта: к примеру, одной секции достаточно для обогрева 1,8 м2 для комнаты с высотой потолков 2,7 м. Расчет производится по формуле: К = S:1,8. При той же площади 15м2 получаем следующее выражение: К=15:1,8=8,3, то есть для обеспечения оптимального температурного режима потребуется 8 секций батареи.

3. Если помещение нестандартного типа

Для нестандартных помещений берется во внимание объем. Чтобы обогреть 1 м3, нужна мощность 41 Вт. Объем обозначается буквой V и вычисляется умножением высоты на ширину и длину помещения. К примеру: высота потолка 3 м; длина помещения 6 м; ширина 5 м, тогда V=3х6х5=90 м3. Найденное значение используется далее: К=90х41:160=23,06. После округления получается, что потребуется батарея с 23 секциями для обеспечения обогрева нестандартного помещения.

Таким образом, произведя несложные расчеты, можно определить соответствующее число секций батареи для каждого отдельно взятого жилого помещения. Это значительно облегчит выбор батареи при покупке и позволит с наименьшими затратами выбрать оптимальный вариант для квартиры или частного дома.

Как рассчитать количество батарей на комнату

Методика расчета секций радиаторов отопления

При установке и замене радиаторов отопления обычно встает вопрос: как правильно рассчитать количество секций радиаторов отопления, чтобы в квартире было уютно и тепло даже в самое холодное время года? Сделать расчет самостоятельно совсем несложно, нужно лишь знать параметры помещения и мощность батарей выбранного типа. Для угловых комнат и помещений, имеющих потолки выше 3 метров или панорамные окна, расчет несколько отличается. Рассмотрим все методики расчета.

Расчет количества секций радиаторов отопления

Помещения со стандартной высотой потолков

Расчет числа секций радиаторов отопления для типового дома ведется исходя из площади комнат. Площадь комнаты в доме типовой застройки вычисляют, умножив длину комнаты на ее ширину. Для обогрева 1 квадратного метра требуется 100 Вт мощности отопительного прибора, и чтобы вычислить общую мощность, необходимо умножить полученную площадь на 100 Вт. Полученное значение означает общую мощность отопительного прибора. В документации на радиатор обычно указана тепловая мощность одной секции. Чтобы определить количество секций, нужно разделить общую мощность на это значение и округлить результат в большую сторону.

Комната с шириной 3,5 метра и длиной 4 метра, с обычной высотой потолков. Мощность одной секции радиатора – 160 Вт. Необходимо найти количество секций.

  1. Определяем площадь комнаты, умножив ее длину на ширину: 3,5·4 = 14 м 2 .
  2. Находим общую мощность отопительных приборов 14·100 = 1400 Вт.
  3. Находим количество секций: 1400/160 = 8,75. Округляем в сторону большего значения и получаем 9 секций.

Также можно воспользоваться таблицей:

Таблица для расчета количества радиаторов на М2

Для комнат, расположенных с торца здания, расчетное количество радиаторов необходимо увеличить на 20%..

Помещения с высотой потолков более 3 метров

Расчет количества секций отопительных приборов для комнат с высотой потолков более трех метров ведется от объема помещения. Объем – это площадь, умноженная на высоту потолков. Для обогрева 1 кубического метра помещения требуется 40 Вт тепловой мощности отопительного прибора, и общую его мощность вычисляют, умножая объем комнаты на 40 Вт. Для определения количества секций это значение необходимо разделить на мощность одной секции по паспорту.

Комната с шириной 3,5 метра и длиной 4 метра, с высотой потолков 3,5 м. Мощность одной секции радиатора – 160 Вт. Необходимо найти количество секций радиаторов отопления.

  1. Находим площадь комнаты, умножив ее длину на ширину: 3,5·4 = 14 м 2 .
  2. Находим объем комнаты, умножив площадь на высоту потолков: 14·3,5 = 49 м 3 .
  3. Находим общую мощность радиатора отопления: 49·40 = 1960 Вт.
  4. Находим количество секций: 1960/160 = 12,25. Округляем в большую сторону и получаем 13 секций.

Также можно воспользоваться таблицей:

Как и в предыдущем случае, для угловой комнаты этот показатель нужно умножить на 1,2. Также необходимо увеличить количество секций в случае, если помещение имеет один из следующих факторов:

  • Находится в панельном или плохо утепленном доме;
  • Находится на первом или последнем этаже;
  • Имеет больше одного окна;
  • Расположена рядом с неотапливаемыми помещениями.

В этом случае полученное значение необходимо умножить на коэффициент 1,1 за каждый из факторов.

Угловая комната с шириной 3,5 метра и длиной 4 метра, с высотой потолков 3,5 м. Расположена в панельном доме, на первом этаже, имеет два окна. Мощность одной секции радиатора – 160 Вт. Необходимо найти количество секций радиаторов отопления.

  1. Находим площадь комнаты, умножив ее длину на ширину: 3,5·4 = 14 м 2 .
  2. Находим объем комнаты, умножив площадь на высоту потолков: 14·3,5 = 49 м 3 .
  3. Находим общую мощность радиатора отопления: 49·40 = 1960 Вт.
  4. Находим количество секций: 1960/160 = 12,25. Округляем в большую сторону и получаем 13 секций.
  5. Умножаем полученное количество на коэффициенты:

Угловая комната – коэффициент 1,2;

Панельный дом – коэффициент 1,1;

Два окна – коэффициент 1,1;

Первый этаж – коэффициент 1,1.

Таким образом, получаем: 13·1,2·1,1·1,1·1,1 = 20,76 секций. Округляем их до большего целого числа – 21 секция радиаторов отопления.

При расчетах следует иметь в виду, что различные типы радиаторов отопления имеют разную тепловую мощность. При выборе количества секций радиатора отопления необходимо использовать именно те значения, которые соответствуют выбранному типу батарей .

Для того чтобы теплоотдача от радиаторов была максимальной, необходимо устанавливать их в соответствии с рекомендациями производителя, соблюдая все оговоренные в паспорте расстояния. Это способствует лучшему распределению конвективных потоков и уменьшает потери тепла.

Читайте также:

  • Расход дизельного котла отопления
  • Биметаллические радиаторы отопления
  • Как сделать расчет тепла на отопление дома
  • Расчет арматуры для фундамента

Главная » Отопление » Как рассчитать количество секций радиатора

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: 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 средине 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

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 количества секций радиаторов отопления: разбор 3-х различных подходов + примеры

Правильный расчет радиаторов отопления — довольно важная задача для каждого домовладельца. Если будет использовано недостаточное количество секций, помещение не прогреется во время зимних холодов, а приобретение и эксплуатация слишком больших радиаторов повлечет неоправданно высокие расходы на отопление. Поэтому при замене старой отопительной системы или монтаже новой необходимо знать как рассчитать радиаторы отопления. Для стандартных помещений можно воспользоваться самыми простыми расчетами, однако иногда возникает необходимость учесть различные нюансы, чтобы получить максимально точный результат.

Расчет по площади помещения

Предварительный расчет можно сделать, ориентируясь на площадь помещения, для которого покупаются радиаторы. Это очень простое вычисление, которое подходит для комнат с низкими потолками (2,40-2,60 м). Согласно строительным нормам для обогрева понадобится 100 Вт тепловой мощности на каждый квадратный метр помещения.

Вычисляем количество тепла, которое понадобится для всей комнаты. Для этого площадь умножаем на 100 Вт, т. е. для комнаты в 20 кв. м. расчетная тепловая мощность составит 2000 Вт (20 кв.м Х 100 Вт) или 2 кВт.

Правильный расчет радиаторов отопления необходим, чтобы гарантировать достаточное количество тепла в доме

Этот результат нужно разделить на теплоотдачу одной секции, указанную производителем. Например, если она равна 170 Вт, то в нашем случае необходимое количество секций радиатора будет составлять:

2000 Вт / 170 Вт = 11,76, т. е. 12, поскольку результат следует округлить до целого числа. Округление обычно осуществляется в сторону увеличения, однако для помещений, в которых теплопотери ниже среднего, например, для кухни, можно округлять в меньшую сторону.

Обязательно следует учесть возможные теплопотери в зависимости от конкретной ситуации. Разумеется, комната с балконом или расположенная в углу здания теряет тепло быстрее. В этом случае следует увеличить значение расчетной тепловой мощности для комнаты на 20%. Примерно на 15-20% стоит повысить расчеты, если планируется скрыть радиаторы за экраном или монтировать их в нишу.

А чтобы вам было удобнее считать, мы сделали для вас этот калькулятор:

Расчеты в зависимости от объема помещения

Более точные данные можно получить, если сделать расчет секций радиаторов отопления с учетом высоты потолка, т. е. по объему помещения. Принцип здесь примерно такой же, как и в предыдущем случае. Сначала вычисляется общая потребность в тепле, затем рассчитывают количество секций радиаторов.

Если радиатор будет скрыт экраном, нужно увеличить потребность помещения в тепловой энергии на 15-20%

Согласно рекомендациям СНИП на обогрев каждого кубического метра жилого помещения в панельном доме необходим 41 Вт тепловой мощности. Умножив площадь комнаты на высоту потолка, получаем общий объем, который умножаем на это нормативное значение. Для квартир с современными стеклопакетами и наружным утеплением понадобится меньше тепла, всего 34 Вт на кубический метр.

Например, рассчитаем необходимое количество тепла для комнаты площадью 20 кв.м. с потолком высотой 3 метра. Объем помещения составит 60 куб.м (20 кв.м. Х 3 м.). Расчетная тепловая мощность в этом случае будет равна 2460 Вт (60 куб.м. Х 41 Вт).

А как рассчитать количество радиаторов отопления? Для этого нужно разделить полученные данные на указанную производителем теплоотдачу одной секции. Если взять, как и в предыдущем примере, 170 Вт, то для комнаты будет нужно: 2460 Вт / 170 Вт = 14,47, т. е. 15 секций радиатора.

Производители стремятся указывать завышенные показатели теплоотдачи своей продукции, предполагая, что температура теплоносителя в системе будет максимальной. В реальных условиях это требование соблюдается редко, поэтому следует ориентироваться на минимальные показатели теплоотдачи одной секции, которые отражены в паспорте изделия. Это сделает расчеты более реалистичными и точными.

Что делать если нужен очень точный расчет?

К сожалению, далеко не каждая квартира может считаться стандартной. Еще в большей степени это относится к частным жилым домам. Возникает вопрос: как рассчитать количество радиаторов отопления с учетом индивидуальных условий их эксплуатации? Для это понадобится учесть множество различных факторов.

При расчете количества секций отопления нужно учесть высоту потолка, количество и размеры окон, наличие утепления стен и т.п.

Особенность этого метода состоит в том, что при вычислении необходимого количества тепла используется ряд коэффициентов, учитывающих особенности конкретного помещения, способные повлиять на его способность сохранять или отдавать тепловую энергию. Формула для расчетов выглядит так:

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

КТ — количество тепла, необходимого для конкретного помещения;
П — площадь комнаты, кв. м.;
К1 — коэффициент, учитывающий остекление оконных проемов:

  • для окон с обычным двойным остеклением — 1,27;
  • для окон с двойным стеклопакетом — 1,0;
  • для окон с тройным стеклопакетом — 0,85.

К2 — коэффициент теплоизоляции стен:

  • низкая степень теплоизоляции — 1,27;
  • хорошая теплоизоляция (кладка в два кирпича или слой утеплителя) — 1,0;
  • высокая степень теплоизоляции — 0,85.

К3 — соотношение площади окон и пола в помещении:

К4 — коэффициент, позволяющий учесть среднюю температуру воздуха в самую холодную неделю года:

  • 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.

К5 — корректирует потребность в тепле с учетом количества наружных стен:

К6 — учет типа помещения, которое расположено выше:

  • холодный чердак — 1,0;
  • отапливаемый чердак — 0,9;
  • отапливаемое жилое помещение — 0,8

К7 — коэффициент, учитывающий высоту потолков:

Такой расчет количества радиаторов отопления включает практически все нюансы и базируется на довольно точном определении потребности помещения в тепловой энергии.

Остается полученный результат разделить на значение теплоотдачи одной секции радиатора и полученный результат округлить до целого числа.

Некоторые производители предлагают более простой способ получить ответ. На их сайтах можно найти удобный калькулятор, специально предназначенный для того, чтобы сделать данные вычисления. Чтобы воспользоваться программой, нужно ввести необходимые значения в соответствующие поля, после чего будет выдан точный результат. Или же можно воспользоваться специальным софтом.

Когда получали квартиру не задумывались о том, какие у нас радиаторы и подходят ли они к нашему дому. Но со временем потребовалась замена и тут уже стали подходить с научной точки зрения. Так как мощности старых радиаторов явно не хватало. После всех вычислений пришли к выводу, что 12 достаточно. Но нужно еще учесть вот какой момент — если ТЕЦ плохо выполняет свою работу и батареи чуть теплые, то тут уже никакое количество вас не спасет.

Последняя формула для более точного расчета понравилась, но не понятен коэффициент К2. Как определить степень теплоизоляции стен? Например, стена толщиной 375мм из пеноблока «ГРАС», это низкая или средняя степень? А если добавить снаружи стены 100мм плотного строительного пенопласта, это будет высокая, или все еще средняя?

Ок, последняя формула добротная вроде бы, окна учитываются, но а если в помещении еще и дверь есть наружная? А если это гараж в котором 3 окна 800*600 + дверь 205*85 + гаражные секционные ворота толщиной 45мм размерами 3000*2400?

Если делать для себя — я бы увеличил кол-во секций и поставил бы регулятор. И вуаля — мы уже значительно в меньшей степени зависим от прихотей ТЭЦ.

Источники: http://stroyvopros.net/vodosnab_otopl/raschet-kolichestva-sektsiy-radiatorov-otopleniya.html, http://stroychik.ru/otoplenie/raschet-sekcij-radiatorov, http://aqua-rmnt.com/otoplenie/raschety/raschet-radiatorov-otopleniya.html

Батарейные шкафы

и аккумуляторные стойки

Это седьмой модуль из серии, посвященный той роли, которую играет батарея в системе бесперебойного питания (ИБП).

На раннем этапе проектирования ИБП необходимо принять решение о том, следует ли устанавливать батареи в стойках или в шкафах. У обоих есть плюсы и минусы. Ниже приведены типичные соображения по проектированию.

Аккумуляторная техника

Свинцово-кислотные батареи с вентиляцией (VLA) (часто называемые «затопленными» или «жидкими элементами»), которые иногда используются в очень больших системах ИБП, ВСЕГДА монтируются в стойку.

Свинцово-кислотные батареи с клапанным регулированием (VRLA) можно устанавливать на стеллажи или в шкафы. В оставшейся части этого документа будут рассмотрены соображения по размещению VRLA.

Размер

Вообще говоря, чем больше батарея (как физически, так и по ампер-часам), тем вероятнее будет рассмотрена конфигурация стойки. Не существует жестких и быстрых правил, но обычно, когда емкость батареи (одноэлементной или многоэлементной) превышает 100 Ач, предпочтение отдается монтажу в стойку. Ниже следует рассмотреть возможность монтажа в шкафу.

Номер

«Число» относится как к количеству ячеек в строке, так и к количеству строк. Системы ИБП часто работают при высоких напряжениях постоянного тока (например, от 250 до 800 вольт). Необходимо провести анализ того, следует ли иметь минимальное количество цепочек батарей с использованием физически больших блоков или иметь несколько цепочек из физически меньших блоков. Такое решение выходит за рамки данной статьи, но оно будет включать анализ надежности (например, где и сколько могут быть единичные сбои?) и ремонтопригодности (например.g., когда единица измерения слишком велика для человека, что требует специального оборудования для обработки?). Каждое соединение между ячейками является потенциальной единственной точкой отказа. Избыточность может повысить или понизить надежность в зависимости от количества точек отказа. Все, что весит более 23 кг (50 фунтов), вероятно, слишком тяжело для безопасного подъема. Для определения точного порогового значения следует обращаться к местным и региональным нормам безопасности на рабочем месте.

Местоположение

Аккумуляторы ИБП

должны быть как можно ближе к ИБП.Они могут находиться по адресу:

  • помещение электрооборудования; или
  • аккумуляторная; или
  • компьютерный зал

Аккумуляторы, установленные на открытых стеллажах, почти всегда требуют установки в аккумуляторном помещении. Иногда они устанавливаются в том же помещении, что и ИБП (т. е. в помещении с электрооборудованием). Местные или региональные правила могут определять, разрешены ли батареи в электрощитовой.

Меньшие системы ИБП (например, до 250 кВА) обычно устанавливаются непосредственно в машинном зале вместе с соответствующими аккумуляторными шкафами.ИБП и/или аккумуляторные шкафы могут быть сконфигурированы так, чтобы они выглядели как стандартные стойки для компьютерного оборудования.

Опасности

Существуют две основные опасности: поражение электрическим током и возгорание.

Аккумуляторы открытого типа подвергают воздействию потенциально смертельного напряжения любого человека, вступающего с ними в контакт. Поэтому они должны быть установлены в аккумуляторных помещениях, доступ в которые разрешен только уполномоченному персоналу. Уполномоченный персонал должен быть обучен технике безопасности при работе с батареями.

Аккумуляторные шкафы должны содержать батареи за запертыми дверями, доступными только для уполномоченного персонала.Пока шкафы остаются запертыми, они могут быть расположены в компьютерном зале или других помещениях, доступных для техников, не работающих с батареями.

Поскольку даже батареи VRLA могут выделять газообразный водород (горючий и, возможно, взрывоопасный), вентиляция (т. е. обмен воздуха в час) должна быть достаточной, чтобы гарантировать, что при нижнем пределе воспламеняемости (LFL) не могут скопиться газовые карманы. Местные правила определяют запас прочности, который обычно не менее чем на 50% ниже LFL. Аккумуляторные помещения должны быть оборудованы вытяжными устройствами, которыми обычно является вентилятор, выбрасывающий воздух наружу здания.Требования будут установлены местными и региональными нормами пожарной безопасности.

Поскольку воздухообмен в большинстве компьютерных залов намного превышает вентиляцию нормальной рабочей среды, размещение аккумуляторных шкафов в компьютерном зале редко вызывает проблемы.

Электрические аспекты

Как упоминалось ранее, аккумуляторы должны располагаться как можно ближе к ИБП. На это есть две причины: (1) чем длиннее кабель, тем больше падение напряжения; и (2) чем длиннее кабель, тем больше вероятность повреждения и/или короткого замыкания.Аккумуляторные помещения открытой стойки должны быть смежными с помещением ИБП. Батарейные шкафы должны располагаться рядом с оборудованием ИБП. Длины кабелей от нескольких шкафов должны быть как можно более одинаковыми, чтобы предотвратить колебания падения напряжения.

Один шкаф должен вмещать как минимум одну полную цепочку ячеек. Лучшей практикой является то, что струны не должны быть разделены между двумя кабинетами, чтобы обеспечить надежность всей струны.

Рисунок 1. Батарейный шкаф с верхними клеммными ячейками

Выключатель аккумулятора должен располагаться как можно ближе к концу цепочки.На открытых аккумуляторных стойках разъединитель может быть установлен непосредственно на стойке. В батарейных шкафах выключатель должен быть установлен на двери, чтобы можно было отключить батарею от ИБП до того, как дверь будет открыта. Эта передовая практика предназначена для защиты рабочего от смертельного напряжения или дугового разряда в случае неисправности внутри шкафа.

Комфорт

Простота использования является одним из основных преимуществ аккумуляторных шкафов.Удобно обслуживать оборудование, когда ИБП и аккумулятор(ы) находятся рядом друг с другом. И наоборот, неудобно выходить в отдельное помещение при установке батарей открытого типа.

Доступность

Доступность должна учитывать две потенциальные опасности: электрическую и механическую. Наилучшая электрическая конструкция сведет к минимуму риск для работника случайного контакта с ячейками противоположной полярности своим телом или инструментом. Наилучшая механическая конструкция минимизирует риск падения блока во время установки, обслуживания или демонтажа.Это также сведет к минимуму риск получения травмы из-за подъема тяжестей выше уровня плеч. Рекомендуется подъемное оборудование, специально предназначенное для установки и снятия аккумуляторов. Обратитесь к местным правилам безопасности для конкретных ограничений.

С точки зрения обслуживания батареи открытого типа обычно проще и безопаснее в эксплуатации. Стойки могут быть спроектированы как «ярусы» (т. е. один ряд ячеек непосредственно над другим), или они могут быть «ступенчатыми» (т. е. каждый ряд отстоят от ряда под ним, так что терминалы доступны с минимальным риском случайное замыкание на ряд выше.) Многоуровневые стойки должны обеспечивать достаточный зазор между верхней частью ячеек на одном уровне и ярусом выше, чтобы технический специалист мог безопасно работать с устройством, не создавая токопроводящего пути между ячейкой и стойкой. Многоуровневые стойки могут минимизировать занимаемую площадь, но они увеличивают нагрузку на пол. Ступенчатые стойки распределяют вес, но занимают больше места.

Рисунок 2 – Двухступенчатый открытый стеллаж с верхними клеммными ячейками

Аккумуляторные шкафы часто критикуют за отсутствие верхнего зазора.Например, в шкафу, содержащем несколько рядов батарей с низким ампер-часом, может быть несколько полок, на каждой из которых находится один ряд элементов. Ячейки на каждой полке могут быть расположены на две, три и более ячеек в глубину. Это затрудняет доступ к терминалам сзади для техника. Достаточный верхний зазор для рук и инструментов становится критическим.

Одной из альтернатив (обычно используемой в телекоммуникационных приложениях, но иногда встречающейся в ИБП) является доступ с внешнего терминала.Вместо того, чтобы клеммы располагались сверху ячеек, клеммы обращены наружу. Это обеспечивает самый легкий доступ для обслуживания, но требует крышки (обычно прозрачной) или дверей для предотвращения случайного контакта с шиной постоянного тока под напряжением. Передние клеммные системы обычно предварительно конфигурируются производителем аккумуляторов.

Сейсмостойкость

В районах, географически отнесенных к сейсмическим зонам, потребуются дополнительные конструктивные особенности. Во время землетрясения батарея может получить серьезные механические повреждения, в том числе:
— коробление или поломка межэлементных и межъярусных разъемов
— повреждение контейнеров блоков, приводящее к утечке или разливу электролита
— короткие замыкания, приводящие к искрению и/или возгоранию
— соскальзывание аккумуляторных блоков с полок
— опрокидывание стеллажей или шкафов

Аккумуляторные стойки должны иметь утвержденные производителем сейсмические характеристики.Обычно они включают в себя прочные рамы и направляющие, чтобы батареи не соскальзывали с полок. Направляющие добавляют еще одну процедуру установки и снятия аккумуляторных блоков (см. рис. 3). Из-за своей длины аккумуляторная стойка может испытывать одновременно разные крутящие моменты в разных частях батареи. Хорошая конструкция предвосхищает эти горизонтальные и вертикальные крутящие моменты и обеспечивает некоторую гибкость, включая гибкие межэлементные соединители. Жесткость может привести к повреждению. Стойки обычно сейсмостойко закреплены на бетонном полу.Проконсультируйтесь с местными нормами, чтобы узнать, какие полы и крепления являются приемлемыми.

Рисунок 3. Трехъярусная открытая стойка с верхними клеммными ячейками

Закрытый шкаф снижает вероятность соскальзывания батарей с полок, но весь шкаф может двигаться, особенно если он установлен на фальшполе (что типично для центров обработки данных). Двери шкафа должны быть заперты все время, когда шкаф не обслуживается. Различные подходы к креплению батарейного шкафа включают рамы или ремни под фальшполом.Для крепления к бетонному полу к каркасам подполья предъявляются те же требования строительных норм и правил, что и к стойкам. Они фактически поднимают центр тяжести, тем самым увеличивая возможность раскачивания. Ленты также должны быть сейсмостойко закреплены на бетонном полу, но они обладают гибкостью, чтобы выдерживать некоторую степень одновременного вертикального и горизонтального перемещения.

Привлечь инженера-сейсмолога к проектированию любой аккумуляторной системы в сейсмоопасной зоне.

Температура

Как упоминалось в предыдущих блогах (см. № 4 и № 5 для режимов отказа и окружающей среды соответственно), необходимо также учитывать температуру.Для стоечных батарей обычно достаточно охлаждения и вентиляции помещения. Конструкция шкафа, напротив, должна решать проблему отвода тепла, а также любого газовыделения из батареи. Можно ожидать, что батареи VRLA, установленные в шкафу, будут работать в более теплой среде, чем в стойке, что может сократить срок службы батареи. Для батарейного шкафа редко требуется дополнительное охлаждение, но шкаф должен иметь (1) беспрепятственные проходы внутри шкафа для подъема горячего воздуха и (2) соответствующие отверстия для выхода горячего воздуха и газообразного водорода в помещение.Объем воздухообмена и температура воздуха, вдуваемого в правильно кондиционируемый машинный зал, обычно превышает требования, предъявляемые к аккумуляторным шкафам.

Аккумуляторные – Аварии ждут своего часа?

Опасные условия существуют в аккумуляторных по всей стране, но сами батареи не представляют опасности. Опасности возникают из-за условий труда, которые часто небезопасны из-за ограниченных путей выхода или эвакуации, плохого освещения, отсутствия рабочих зазоров, отсутствия ограждений для открытых токоведущих частей и слабой или отсутствующей вентиляции.Электромонтажнику часто бывает трудно обесточить аккумуляторную систему для технического обслуживания, ремонта или замены оборудования. Даже при отключении от остальной части батареи отдельные аккумуляторы остаются под напряжением; однако при подключении к банку напряжения могут быть высокими, а сила тока еще выше, что означает наличие значительной запасенной электроэнергии. Заземленные бетонные или цементные поверхности часто окружают аккумуляторную батарею, увеличивая опасность рабочего места. Знает ли рабочий о риске для безопасности?

В этой статье обсуждается, как можно уменьшить эти потенциально серьезные проблемы безопасности.

Фото 1

 

Батареи

используются для аварийного, требуемого законом, дополнительного питания, пожарной сигнализации, безопасности, телекоммуникаций, дымовой сигнализации и фотоэлектрических систем, а также во многих других электрических целях. Например, раздел 700.12(A) разрешает использовать аккумуляторные батареи в качестве источника аварийного питания, если они имеют подходящую емкость и могут нести нагрузку в течение как минимум 1,5 часов, а также могут поддерживать напряжение системы на приемлемом уровне. Раздел 700.4 охватывает испытания систем аварийного электропитания и требует испытаний в присутствии свидетелей, периодических испытаний, испытаний под нагрузкой и технического обслуживания. Письменные записи о техническом обслуживании должны храниться в файле. Если аккумуляторные батареи используются как часть системы аварийного электроснабжения, применяются эти требования.

Объем

Область применения NEC 480 «применяется ко всем стационарным установкам аккумуляторных батарей», что важно, и многие специалисты-электрики могут этого не осознавать. На электропроводку и оборудование, питаемые аккумуляторными батареями, распространяются те же применимые положения настоящего Кодекса, что и на другое оборудование, работающее при том же напряжении (480.3). Например, применяются требования к рабочему зазору в разделе 110.26, но также применяются требования, содержащиеся в разделах 110.11, 110.12, 110.13, 110.14, 110.16, 110.18, 110.22, 110.26 и 110.27, и это лишь некоторые из них.

Защита от перегрузки по току

Фото 2. Блок аккумуляторов с отключением и защитой от перегрузки по току

Аккумуляторные батареи, за исключением тех, которые рассчитаны на 50 вольт, которые используются для запуска, зажигания или управления первичными двигателями, такими как, например, электрические генераторы, требуют защиты от перегрузки по току.Дело в том, что для большинства установок с аккумуляторными батареями требуется защита от перегрузки по току. Вопрос в том, защищает ли предохранитель или автоматический выключатель проводники батареи от перегрузки по току в установках, на которых вы работаете? Часто при расследовании вы можете обнаружить, что защита от перегрузки по току отсутствует или предусмотрена для нее в установке, даже несмотря на то, что Кодекс требует защиты от перегрузки по току в редакции 2002 года. Требования существуют по уважительной причине. Ток в системах аккумуляторных батарей может быть очень высоким и может представлять серьезную опасность для тех, кто работает на оборудовании или рядом с ним.Перед работой с любой системой аккумуляторных батарей или рядом с ней необходимо всегда проявлять осторожность и думать.

Средства разъединения

В NEC -2008 были добавлены новые требования к средствам отключения всех незаземленных проводников от стационарной аккумуляторной системы, рассчитанной на напряжение более 30 вольт (см. РП 13-21). Отключающие средства должны быть легко доступны и находиться в пределах видимости аккумуляторной системы. В пределах видимости, как определено в статье 100, означает «видимый и удаленный не более чем на 15 м (50 футов).Это новое требование возникло в связи с необходимостью наличия квалифицированных специалистов для безопасного отключения электроэнергии от аккумуляторных систем для проведения технического обслуживания. Наличие локализованных средств отключения помогает выполнять техническое обслуживание более безопасным образом.

Средства разъединения не обязательно должны иметь средства блокировки, которые остаются на месте как часть оборудования, хотя это было бы полезно для безопасности. Правила OSHA требуют процедур блокировки и маркировки, которые являются дополнением к NEC, но не включены в него.

Работающие аккумуляторные батареи могут питать нагрузку или перезаряжаться. Другими словами, они могут подавать питание на нагрузку или получать питание через какую-либо систему зарядки аккумуляторов; или они могут быть подключены, например, к системе бесперебойного питания. Здесь необходимо учитывать как минимум две проблемы безопасности, если работа с системой требуется, когда система находится под напряжением: (1) отключение или удаление/замена батарей с помощью гаечных ключей или других ручных инструментов и (2) присутствие водорода или другие газы.Поэтому квалифицированные специалисты должны следовать безопасным методам работы, носить надлежащие средства индивидуальной защиты (СИЗ), использовать все доступные защитные приспособления и резиновые изолирующие коврики, а также использовать инструменты с соответствующим классом изоляции по напряжению.

Завершения

Фото 3. Повреждены клеммы проводки, неправильные наконечники для тонкожильных проводов.

NEC 110.14(A) требует «абсолютно хорошего соединения без повреждения проводников». Тонкие многожильные проводники, используемые и связанные с системами аккумуляторных батарей, требуют подключения к наконечнику соответствующего размера и номинала.Стандартные готовые механические наконечники, предназначенные для использования с одножильными или многожильными проводниками большего размера для сборки проводов в электроустановках, могут вызвать проблемы с неплотным соединением, когда они используются с тонкопроволочными проводниками.

Стойки и лотки

Стойки для аккумуляторных батарей должны быть жесткими и прочными и изготавливаться либо из (1) металла, покрытого коррозионностойким материалом, либо (2) из ​​непроводящих материалов, таких как стекловолокно. Лотки представляют собой рамы, такие как ящики или неглубокие ящики, сделанные из дерева или других непроводящих материалов, которые сконструированы или обработаны так, чтобы противостоять разрушающему действию электролита; требуются лотки (см. 480.8).

Расположение батарей

Аккумуляторные помещения обычно требуют вентиляции и диффузии газов для предотвращения накопления взрывоопасной смеси. Части, находящиеся под напряжением, как правило, должны быть защищены от контакта с людьми; например, перегородкой или перегородками, которые являются постоянными, так что только квалифицированные лица имеют доступ к токоведущим частям. Размер любых отверстий в перегородках должен быть таким, чтобы защитить людей и токопроводящие предметы от соприкосновения с ними.

Установки должны соответствовать главам с 1 по 4 Кодекса.Статья 480 не выделяется как «рейнджер-одиночка». Раздел 110.3(B) требует от установщиков и обслуживающего персонала соблюдения требований и указаний, содержащихся в инструкциях производителя аккумуляторов. NEC 110.12 требует, чтобы системы устанавливались качественно. Происходит ли это в установках аккумуляторных батарей, которые вы видите, обслуживаете или проверяете?

Являются ли батареи герметичными или вентилируемыми?

Фото 4. Повреждены клеммы проводки, неправильные наконечники для тонкожильных проводников.

Каждая батарея с вентилируемыми элементами должна иметь пламегаситель для предотвращения разрушения элемента из-за внешней искры или воспламеняющих газов, которые могут выделяться из элемента при нормальных условиях эксплуатации. Батареи с герметичными элементами должны иметь клапан для сброса давления, чтобы предотвратить накопление избыточного давления газа, или элементы должны быть спроектированы таким образом, чтобы предотвратить разлет частей элементов в случае взрыва.

Все требования производителей должны быть прочитаны и соблюдены конечным пользователем продукта.Например, один производитель ИБП поставил ИБП онлайнового типа для диспетчерского центра 911 небольшого городка с населением 26 000 человек. Производитель батарей заявил в своей литературе, что герметичные батареи прослужат 3–5 лет. Ровно через три года большинство аккумуляторов вышли из строя. Произошло следующее: одна ячейка в одной батарее вышла из строя, напряжение на этой ячейке поднимется до 56 В постоянного тока, поднимется напряжение в 48-вольтовой системе постоянного тока, и герметичная батарея будет выпускать неприятные газы в здание.Комната проветривалась, но недостаточно, чтобы справиться с этим непредвиденным обстоятельством. После этого батареи были заменены незадолго до трехлетнего срока, а вентиляция помещения была усилена.

Газообразный водород может быть взрывоопасным в больших концентрациях. Большинство мест размещения аккумуляторных батарей не будут считаться классифицированными, что потребует соблюдения статьи 501. В большинстве случаев будет достаточно установки необходимой вентиляции в соответствии с разделом 480.9.Классификация зон зависит от ряда факторов — в данном случае от количества и типа установленных батарей, количества газообразного водорода, выделяемого батареями, размера площади или помещения, инженерного проектирования, инструкций изготовителя и работы или другой деятельности, происходящей в этом районе.

Распространенные нарушения правил для аккумуляторных систем

Основной целью этой статьи является повышение осведомленности об электробезопасности при установке батарей. К установкам аккумуляторных батарей применяются общие требования, изложенные в главах с 1 по 4 Кодекса.В качестве одного очень важного примера, приведенного ранее, многие электрики еще не осознали, что требования к минимальному безопасному рабочему зазору в 110.26 применяются ко всем установкам аккумуляторных батарей, находящимся под юрисдикцией NEC. Переполненные аккумуляторные помещения, где у рабочего нет безопасного рабочего пространства для установки, добавления, ремонта или обслуживания оборудования, являются обычным явлением; и эти ситуации могут представлять серьезную опасность для работника. Открытые части, находящиеся под напряжением, а также бетонные или кирпичные/цементные стены и/или поверхности пола считаются заземленными поверхностями, которые повышают вероятность поражения электрическим током [см.27, 480,9(В) и 110,26(А)(1), условие 2 по таблице 110.26]. Электромонтажники должны всегда помнить, что даже при отключенном средстве отключения (выключателе) отдельная батарея или группа батарей остаются под напряжением и могут представлять опасность для работы из-за накопленной электрической энергии. Существующее освещение и вентиляция могут быть недостаточными для установки или обслуживания аккумуляторной системы, не создавая при этом опасности. Хорошее освещение и вентиляция необходимы для безопасности [см. 480.9(А) и (В)].

Установки не должны быть небезопасными. Тем не менее небезопасные условия в аккумуляторных установках существуют по ряду причин. Хотя установка могла соответствовать минимальным стандартам Кодекса в более ранней редакции, (1) установка могла быть добавлена; или (2) первоначальный проектировщик мог иметь благие намерения, но не знал о требованиях безопасности; или (3) какое-либо чрезвычайное происшествие, стихийное бедствие, серьезное отключение электроэнергии или другое непредвиденное событие могли потребовать временных мер по резервному питанию от аккумуляторных батарей; или (4) были открыты токоведущие части; или (5) эти временные меры никогда не предназначались для продолжения или, по крайней мере, никогда не предназначались для такого завершения.Могут быть и другие причины, пока не упомянутые. Посмотрим правде в глаза, небезопасные ситуации часто унаследованы от предыдущих владельцев, установщиков или групп управления и оставлены на усмотрение других. Независимо от того, как возникла ситуация, приложив немного усилий и инициативы, можно повысить безопасность рабочих и здания.

Внесение исправлений/улучшений

Что можно сделать, чтобы улучшить небезопасное состояние существующей аккумуляторной батареи? При рассмотрении вопроса о внесении исправлений в существующие установки вы должны оценивать каждую установку отдельно по ее достоинствам.Следует определить, когда произошла установка и в соответствии с какой редакцией электротехнических норм она была произведена. Информация от местного AHJ может оказаться полезной при определении того, какие исправления потребуются, если таковые имеются. Надеемся, что AHJ разумен и поможет вам, ответив на ваши вопросы и разобравшись с существующими условиями, которые далеки от идеального кода.

Оптимальным может быть совершенно новая аккумуляторная или реконструированное помещение. Если есть вариант с новой аккумуляторной комнатой, отлично! Однако часто приходится делать все возможное, чтобы улучшить существующую установку и сделать ее более безопасной.Незаземленные поверхности, такие как фанера или гипсокартон, прикрепленные к существующим бетонным или иным образом заземленным стенам, например, могут удалить заземленную поверхность из рабочего пространства Условия 2 и повысить безопасность рабочего (см. Таблицу 110.26). (При таком подходе также необходимо учитывать показатели огнестойкости поверхностей зданий, но если все сделано правильно, существует немедленная возможность повышения безопасности рабочих). Там, где существуют рабочие места, указанные в таблице 110.26, условия 3, их можно улучшить, установив изолирующий материал или улучшив защиту токоведущих частей.

Поможет установка лучшего освещения, рассчитанного на окружающую среду, и обеспечение или улучшение вентиляции. На некоторых предприятиях сталкивались с потерей времени и жалобами работников на загрязненный воздух для дыхания в результате вентиляции «герметичных» аккумуляторов, когда возникали непредвиденные проблемы или когда не выполнялись инструкции по техническому обслуживанию.

Улучшение системы стеллажей или поддонов, защита токоведущих частей, установка защиты от перегрузки по току и средства отключения в пределах видимости установки — все это повысит безопасность рабочих.Идентификация напряжений, систем и средств отключения для отключения питания, а также идентификация всех систем аккумуляторных батарей, если в одном и том же месте существует более одной, также могут повысить безопасность.

Могут быть и другие требования Кодекса, такие как механические и структурные нормы, которые также применимы к этому типу установки. Во многих случаях NEC не является единственным применимым набором правил.

В этой статье мы кратко обсудили установку аккумуляторных батарей в соответствии с NEC-2008, защиту от перегрузки по току, средства отключения, заделки, стойки и лотки, расположение батарей, герметичные или вентилируемые батареи, распространенные нарушения Кодекса и внесение исправлений/улучшений.Есть надежда, что осведомленность о требованиях Кодекса и возможных опасностях, присутствующих в этих типах установок, была повышена с целью установки новых установок таким образом, чтобы способствовать безопасности работников, а также дать некоторое направление для улучшения существующих установок.

Подержанные литий-ионные аккумуляторы | Агентство по охране окружающей среды США

Литий-ионные аккумуляторы и устройства, содержащие эти аккумуляторы, должны НЕ выбрасываться в бытовой мусор или в мусорные баки.

Литий-ионные аккумуляторы СЛЕДУЕТ сдавать в отдельные пункты утилизации или сбора опасных бытовых отходов.

Во избежание возгорания заклейте клеммы аккумулятора и/или поместите литий-ионные аккумуляторы в отдельные пластиковые пакеты.

На этой странице:


Общая информация

Литий-ионные (Li-ion) аккумуляторы

используются во многих продуктах, таких как электроника, игрушки, беспроводные наушники, ручные электроинструменты, малая и крупная бытовая техника, электромобили и системы хранения электроэнергии.При неправильном обращении в конце срока службы они могут причинить вред здоровью человека или окружающей среде.

Повышенный спрос на литий-ионные аккумуляторы на рынке в значительной степени объясняется высокой «энергетической плотностью» химического состава этих аккумуляторов. «Плотность энергии» означает количество энергии, которое система хранит в определенном пространстве. Литиевые батареи могут быть меньше и легче, чем батареи других типов, при том же количестве энергии. Эта миниатюризация привела к быстрому увеличению потребления потребителем портативных и беспроводных устройств меньшего размера.


Информация для потребителей

Существует два типа литиевых батарей, которые потребители в США используют и которым необходимо управлять в конце срока их службы: одноразовые, неперезаряжаемые литий-металлические батареи и перезаряжаемые литий-полимерные элементы (литий-ионные, литий-ионные). ионные клетки).

Щелкните изображение, чтобы увеличить его. Литий-ионные аккумуляторы изготовлены из таких материалов, как кобальт, графит и литий, которые считаются критически важными минералами. Важнейшие минералы – это сырье, имеющее экономическое и стратегическое значение для США.S., подвержены высокому риску перебоев в поставках и для которых нет простых заменителей. Когда эти батареи выбрасываются в мусор, мы полностью теряем эти критически важные ресурсы. Для получения дополнительной информации о важнейших полезных ископаемых посетите веб-сайт Геологической службы США.

Кроме того, если батарея или электронное устройство, содержащее батарею, выбрасывается в мусор или помещается в муниципальный мусорный бак вместе с бытовыми вторсырьями, такими как пластик, бумага или стекло, они могут быть повреждены или раздавлены при транспортировке или в результате обработки и сортировки. оборудование, создающее пожарную опасность.

Поэтому литий-ионные аккумуляторы

или содержащиеся в электронных устройствах следует перерабатывать в сертифицированных центрах по переработке аккумуляторной электроники , которые принимают аккумуляторы, а не выбрасывают их в мусор или помещают в муниципальные мусорные баки.

Одноразовые неперезаряжаемые батареи
  • Изготовлены из металлического лития и обычно используются в таких продуктах, как камеры, часы, пульты дистанционного управления, портативные игры и детекторы дыма.
  • Эти батареи может быть трудно отличить от обычных щелочных батарей, но они также могут иметь особую форму (например,например, батарейки-таблетки или батарейки-таблетки) для определенного оборудования, например, для некоторых типов камер: ищите слово «литий» на батарейке, чтобы идентифицировать их.
Аккумуляторные литий-полимерные элементы (литий-ионные, литий-ионные элементы)
  • Обычно встречается в мобильных телефонах, электроинструментах, цифровых камерах, ноутбуках, детских игрушках, электронных сигаретах, мелкой и крупной бытовой технике, планшетах и ​​электронных книгах.
  • Некоторые литий-ионные аккумуляторы можно легко извлечь из продуктов, от которых они питаются, другие — нет.

Утилизация литий-ионных аккумуляторов для потребителей

Рекомендация Агентства по охране окружающей среды: найдите место для переработки литий-ионных аккумуляторов и продуктов, содержащих литий-ионные аккумуляторы, по одной из предложенных ссылок; не выбрасывайте их в мусорные или муниципальные мусорные баки.

Литий-ионные аккумуляторы в электронике:  Отправьте электронные устройства, содержащие литий-ионные аккумуляторы, сертифицированным переработчикам электроники, участвующим розничным продавцам и переработчикам в службах приема электроники или обратитесь в местную программу сбора твердых или опасных бытовых отходов, чтобы получить дополнительные варианты.

Литий-ионные аккумуляторы, которые легко отделяются от изделия (например, электроинструменты):  Найдите ближайший к вам пункт утилизации, чтобы надлежащим образом утилизировать литий-ионные аккумуляторы. Отправьте отдельные батареи специализированным переработчикам батарей или розничным продавцам, которые участвуют в услугах по возврату, или обратитесь в местную программу твердых отходов или опасных бытовых отходов, чтобы получить дополнительные варианты.

Два ресурса для поиска переработчика — это база данных Earth 911 и Call2Recycle.

Меры предосторожности при обращении: Поместите каждую батарею или устройство с батареей в отдельный пластиковый пакет.Наклейте непроводящую ленту (например, изоленту) на клеммы аккумулятора. Если литий-ионный аккумулятор поврежден, обратитесь к производителю аккумулятора или устройства за информацией по обращению с ним. Даже использованные батареи могут иметь достаточно энергии, чтобы причинить вред или вызвать пожар. Не все аккумуляторы съемные или обслуживаемые пользователем. Обращайте внимание на маркировку батареи и продукта, касающуюся безопасности и использования.

Утилизация средних и крупных литий-ионных аккумуляторов

Рекомендация Агентства по охране окружающей среды: обратитесь к производителю, автомобильному дилеру или в компанию, которая установила литий-ионный аккумулятор, чтобы узнать о вариантах управления; не выбрасывайте его в мусорное ведро или муниципальные мусорные баки.

Из-за размера и сложности этих аккумуляторных систем потребитель не сможет удалить средние и крупные литий-ионные аккумуляторы. Обратитесь к инструкциям производителя и обратите внимание на предупреждения и инструкции по технике безопасности.

  • Автомобиль: обратитесь к продавцу автомобилей, в магазин или на свалку, где был приобретен аккумулятор.
  • Аккумулятор энергии: обратитесь к производителю оборудования для накопления энергии или в компанию, установившую аккумулятор.

‘Избегайте искры.Будьте разумны в вопросах безопасности аккумуляторов». Кампания

В связи с увеличением числа пожаров на предприятиях по переработке и утилизации отходов по всей стране отраслевые группы совместно разработали «Избегайте искры». Будьте разумны в вопросах безопасности аккумуляторов». Кампания . Эта кампания направлена ​​на информирование американских потребителей о безопасности аккумуляторов и надлежащем обращении с использованными литий-ионными аккумуляторами. Основной посыл кампании заключается в том, что батареи можно и нужно утилизировать, когда срок их службы подходит к концу. Для получения дополнительной информации посетите веб-сайт Call2Recycle.

Кампания Департамента транспорта (DOT) «Отметьте ячейку»

Кампания DOT «Отметьте ячейку» — это кампания по повышению осведомленности общественности, направленная на предотвращение серьезных инцидентов путем повышения осведомленности общественности о предметах повседневного обихода, которые считаются опасными материалами при транспортировке, включая батареи, которые упаковываются и отправляются на переработку или утилизацию. Перед отправкой на переработку или утилизацию батареи должны быть правильно идентифицированы, упакованы и промаркированы маркировкой на упаковке.Для получения дополнительной информации перейдите к кампании DOT Check the Box и посмотрите видео кампании.


Информация для предприятий

Некоторые литий-ионные батареи могут подпадать под определение опасных отходов в соответствии с Законом о сохранении и восстановлении ресурсов (RCRA), если они проявляют характеристики опасных отходов, такие как воспламеняемость, реакционная способность или токсичность при утилизации. Лица, которые производят отходы, которые определяются как опасные в соответствии с RCRA , называются «производителями опасных отходов».«Эти правила не применяются к домохозяйствам, потому что в соответствии с RCRA опасные отходы, выбрасываемые домашними хозяйствами, обычно не подпадают под действие правил обращения с опасными отходами. Напротив, коммерческие предприятия несут ответственность за определение того, являются ли любые производимые ими отходы опасными отходами, включая литий-ионные аккумуляторы в конце срока их службы.

Литий-ионные аккумуляторы с разным химическим составом могут выглядеть почти одинаково, но иметь разные свойства. Кроме того, некоторые выброшенные литий-ионные аккумуляторы с большей вероятностью будут иметь опасные свойства, если они содержат значительный заряд, однако такие аккумуляторы могут казаться пользователю полностью разряженными.По этим причинам производителю может быть сложно определить, какие из его отработанных литий-ионных аккумуляторов считаются опасными отходами при утилизации. Поэтому при наличии неопределенности Агентство по охране окружающей среды рекомендует предприятиям рассмотреть вопрос об утилизации литий-ионных аккумуляторов в соответствии с федеральными правилами «универсальных отходов» в разделе 40 Свода федеральных правил (CFR), часть 273.

Правила обращения с универсальными отходами содержат упорядоченный набор требований к производителям конкретных типов обычных опасных отходов (например,например, люминесцентные лампы, содержащие ртуть, батареи) из самых разных коммерческих установок. Требования различаются в зависимости от того, накапливаете ли вы меньше или больше 5000 кг универсальных отходов на площадке за один раз, но они включают инструкции о том, как обращаться с отходами, как маркировать контейнеры, как долго отходы могут накапливаться на площадке и куда отходы могут быть отправлены, среди прочего. Универсальные правила обращения с отходами не требуют отгрузки с использованием декларации об опасных отходах, но требуют, чтобы отходы направлялись на разрешенное предприятие по удалению опасных отходов или на переработку.Международные поставки литий-ионных аккумуляторов, с которыми обращаются как с универсальными отходами, также должны соответствовать требованиям RCRA в отношении экспорта и импорта универсальных отходов. Агентство по охране окружающей среды США рекомендует предприятиям консультироваться со своими государственными агентствами по твердым и опасным отходам для получения дополнительной информации о применимых правилах обращения с универсальными отходами.

Дополнительным соображением, особенно для малых предприятий или тех, которые производят небольшое количество опасных отходов в месяц, являются правила RCRA «производитель очень малого количества» (VSQG).Литий-ионные аккумуляторы, выбрасываемые предприятиями, производящими менее 100 кг (220 фунтов) опасных отходов в месяц, считаются отходами генераторов в очень небольшом количестве, и на них могут распространяться сниженные требования к опасным отходам. Прежде чем использовать освобождение от VSQG, сверьтесь с программой регулирования вашего штата, так как у них могут быть другие требования. Хотя Агентство по охране окружающей среды рекомендует обращаться со всеми аккумуляторами в соответствии с универсальными стандартами отходов, лица, собирающие или хранящие использованные литий-ионные аккумуляторы в домашних хозяйствах или на предприятиях VSQG в целях исключения, должны хранить их отдельно от других собираемых литий-ионных аккумуляторов, которые подлежат более жесткие требования.В противном случае они рискуют подвергнуть всю смешанную коллекцию более строгим требованиям (например, упрощенным требованиям к универсальным отходам или стандартным правилам для производителей опасных отходов).


Информация для работников

Управление по охране труда и гигиене труда (OSHA) выпустило информационный бюллетень по безопасности и гигиене труда: Предотвращение травм от пожара и/или взрыва от небольших и переносных устройств с питанием от литиевых батарей .Бюллетень носит рекомендательный характер, информационный по содержанию и предназначен для обучения работников и оказания помощи работодателям в обеспечении безопасных и здоровых условий труда.


Информация для перевозчиков

Правила перевозки опасных материалов Департамента транспорта (DOT)

Литиевые батареи являются опасными материалами и подпадают под действие Правил обращения с опасными материалами Министерства транспорта (HMR; 49 CFR, части 171–180). Это включает в себя упаковку и стандартные требования к информированию об опасности (например,g., маркировка, этикетки, транспортные документы, информация о реагировании на чрезвычайные ситуации) и требования к обучению сотрудников по опасным веществам. Требования к оповещению об опасности приведены в части 172 HMR, а требования, относящиеся к литиевым батареям, — в разделе 173.185 49 CFR.


Дополнительные ресурсы

Нехватка лития может остановить революцию электромобилей и закрепить лидерство Китая: отчет

Испарительные бассейны нового государственного комплекса по добыче лития, в южной зоне р… [+] Солончак Уюни, Боливия. (Фото ПАБЛО КОЗЗАГЛИО/AFP через Getty Images)

AFP через Getty Images

Революция электромобилей на Западе застопорится, если поставки важнейших элементов аккумуляторных батарей, таких как литий, не поспеют за прогнозируемым огромным ростом спроса. Это приведет к росту цен на батареи, сократит размер прибыли, а желанные 100 долларов за кВтч батареи, которые сигнализировали бы о появлении доступных экологически чистых автомобилей, останутся на стартовой площадке.

«Слабость Запада в цепочках поставок литий-ионных аккумуляторов замедлит внедрение электромобилей и продемонстрирует доминирование Китая на рынке электромобилей», — говорится в отчете GlobalData.ведущая компания по обработке данных и аналитике.

Такое давление может также задержать Теслу ТСЛА давно обещанный «доступный» электромобиль за 25 000 долларов.

В отчете говорится, что к 2026 году производство электромобилей «стремительно возрастет» до 12,76 млн автомобилей в год, причем более половины из них будет производиться в Китае.

«Поскольку цены на литий будут расти в течение следующего десятилетия, сектору электромобилей на Западе придется столкнуться с ростом стоимости аккумуляторов. Если они переложат расходы на потребителя, внедрение электромобилей, вероятно, будет ускоряться медленнее, чем ожидалось ранее», — говорится в отчете.

По оценкам Международного энергетического агентства (МЭА), рост числа электромобилей может привести к увеличению спроса на литий более чем в 40 раз к 2030 году, по данным Международной литиевой ассоциации (ILiA) . По данным Reuters, в прошлом году спрос на литий составлял около 320 000 тонн и, как ожидается, достигнет 1 миллиона к 2025 году и 3 миллионов к 2030 году.

Ранее в этом месяце LMC Automotive прогнозировала, что продажи электромобилей в Европе вырастут с 1,2 млн в 2021 году до 3,4 млн в 2024 году, 6,1 млн в 2027 и 10 годах.5 миллионов в 2030 году.

Американский инвестиционный бюллетень Люк Суини из Energy & Capital выразил это так: мировые лидеры спешат выполнить обещания в отношении экологически чистой энергии.

Команда автомобильных инженеров, работающая над платформой шасси электромобиля, принимающая меры, работающая с … [+] Программное обеспечение 3D CAD, анализ эффективности. Рама автомобиля с колесами, двигателем и аккумулятором.

гетти

«Они (лидеры) игнорируют триллионтонного слона в комнате. Безуглеродная энергетика и транспорт без бензина не могут существовать без добычи абсурдного количества лития.В настоящее время производство даже близко не отстает. Мы просто не добываем из-под земли достаточно лития, чтобы удовлетворить прогнозируемый спрос», — сказал Суини.

Даниэль Кларк, тематический аналитик GlobalData, сказал, что в 2020 году на долю Китая приходилось 80,5% мировых мощностей литий-ионных аккумуляторов, и даже при всех усилиях США и ЕС к 2026 году он по-прежнему будет доминировать с ожидаемой долей 61,4%.

«Рост цен на литий демонстрирует то, о чем многие в отрасли предупреждали в течение некоторого времени: растущее расхождение между спросом и предложением на литий.В конечном итоге это приведет к росту цен на электромобили, поскольку автопроизводители перекладывают расходы на потребителя», — сказал Кларк.

Средняя цена на карбонат лития была неустойчивой: сначала она падала вдвое, а затем снова удваивалась, и это заставило инвесторов опасаться вкладывать средства в новые мощности.

«Аккумуляторы уже являются самой дорогой частью электромобиля. Стоимость ячеек должна быть значительно ниже 100 долларов за киловатт-час, чтобы массовое производство могло начаться, но это маловероятно. Любое увеличение стоимости станет ударом по программе декарбонизации стран с развитой экономикой, а также приведет к замедлению декарбонизации автомобильной промышленности», — говорится в отчете Кларка.

В онлайн-интервью я спросил Кларка, означает ли перспектива цены на литий, что планы LMC Automotive по продажам электромобилей в Европе все еще возможны.

«Это очень сильно зависит от автопроизводителей. По оценкам, рост стоимости лития ударит по рынку электромобилей где-то между 2022 и 2024 годами. (Производителям) придется решить, покрывать ли стоимость или перекладывать ее на потребителя. Рынок станет в результате более конкурентоспособны.Вполне возможно, что (производители) с самыми глубокими карманами, такие как Toyota, смогут занять долю рынка, покрыв стоимость батареи и подорвав своих конкурентов, которые будут вынуждены повысить свои цены .Tesla, чей рынок электромобилей сосредоточен на автомобилях премиум-класса, скорее всего, не сильно пострадает, но потенциально заставит их пересмотреть свои планы относительно недорогой Tesla Model 2 за 25 000 долларов».

3D-рендеринг аккумуляторов и технологии аккумуляторов с быстрой перезарядкой электроэнергии высокой мощности … [+] поставка для запуска зеленого хранилища возобновляемых источников энергии в будущем

гетти

Кларк сказал, что литий составляет около 7% от общей стоимости батареи, но вам также понадобятся графит, марганец, никель, кобальт.Последние две цены также ненадежны из-за проблем с поставками.

«Кобальт используется в катоде, а катод — самая дорогая часть батареи, которая, в свою очередь, самая дорогая часть электромобиля. Однако потребность — мать изобретений, и во всем мире разрабатываются новые химические элементы аккумуляторов».

Аккумулятор на 100 кВтч теперь под угрозой?

«Трудно сказать. В недавних отчетах цена за кВтч составляет 105 долларов, но ожидается, что в следующем году она вырастет в результате действия вышеупомянутых сил.Дефицит лития усугубится в следующем году и может сохраниться до середины десятилетия. Важно помнить, что строительство литиевого рудника занимает семь лет, и многие автопроизводители хотят иметь высококачественные аккумуляторы. Шахты требуют огромных инвестиций, как и заводы по производству чипов, здесь не так много места для простого увеличения мощности… Большинство этих шахт в любом случае будут работать круглосуточно», — сказал Кларк.

По данным ILiA, природные минералы лития относительно многочисленны и встречаются во многих странах.В настоящее время в Австралии, Чили, Аргентине, Боливии, Китае, Бразилии, Зимбабве и Португалии есть крупные промышленные предприятия, которые производят литиевое сырье в значительных масштабах, хотя это число будет расти по мере увеличения производства лития для удовлетворения спроса. Эксперты говорят, что в процессах конверсии, необходимых для производства пригодного для использования лития, есть узкие места. Заводам требуются годы, чтобы выйти на полную мощность, и это, в сочетании с растущим спросом, означает, что поставки останутся ограниченными, а цены — высокими.

Крупные производители автомобилей и внедорожников изо всех сил пытаются заключить сделки, чтобы гарантировать поставки. У Tesla есть сделка с Piedmont Lithium из Северной Каролины. Дженерал Моторс гроссмейстер инвестирует в калифорнийский проект. Известно, что такие компании, как Stellantis, Renault и BMW, инвестируют в проекты, направленные на ускорение и улучшение процесса конверсии. Можно с уверенностью предположить, что каждый автооператор делает одно и то же.

Батарея

— Kerbal Space Program Wiki

Батарея может накапливать электрический заряд, чтобы ее можно было использовать для питания систем корабля, таких как радиопередачи, реактивные колеса и ядра зондов.В то время как блоки управления сохраняют некоторый электрический заряд, большинство аккумуляторов хранят гораздо больше. Каждый вид батарей имеет одинаковый заряд на единицу массы, 20 единиц электрического заряда на килограмм.

Доступные батареи

Zaltonic Electronics производит все доступные батареи в немодифицированной космической программе Kerbal. (Можно сказать, что они и игроки в отрасли.)

Назначение батареи

Функция батареи заключается в буферизации периодов, когда использование электрического заряда превышает генерацию, и в периодах, когда генерация превышает потребность, путем накопления заряда.Есть несколько обстоятельств, при которых спрос и предложение не совпадают.

Наиболее часто встречающийся сценарий — это когда транспортные средства с электроприводом, которые обычно получают энергию от солнечных батарей, должны работать ночью. Без достаточного количества аккумуляторных батарей такие транспортные средства должны будут остановиться до местного рассвета. Помните, что ночь бывает и в космосе!

Другой распространенный сценарий — радиопередача, когда для отправки научных данных требуется большое количество энергии в течение очень короткого времени.

Выбор батареи

Поскольку количество электрического заряда на единицу массы является постоянным, лучший выбор батареи зависит от стоимости, конструкции корабля и доступного места.

Наиболее экономичным способом накопления энергии является стекирование экземпляров аккумуляторной батареи Z-100, поскольку она имеет самую низкую стоимость за единицу заряда; однако, хотя этот подход может удовлетворить потребности больших ракет (разместить их в служебных отсеках) или космических станций, он может иметь практические недостатки из-за большого количества деталей в очень больших конструкциях или монтажного пространства на маленьких.Z-1k_Rechargeable_Battery_Bank (в десять раз больше) всего на 10% дороже на единицу заряда.

Для спутников или роверов, где место для установки ограничено, определите, сколько заряда вы хотите иметь, а затем выберите батарею, которая соответствует вашим требованиям к установке и имеет самую низкую стоимость единицы.

Отравление свинцом

Обзор

Свинец — природный токсичный металл, обнаруженный в земной коре. Его широкое использование привело к обширному загрязнению окружающей среды, воздействию на человека и серьезным проблемам общественного здравоохранения во многих частях мира.

Важные источники загрязнения окружающей среды включают добычу полезных ископаемых, выплавку, производство и переработку, а в некоторых странах постоянное использование этилированной краски и этилированного авиационного топлива. Более трех четвертей мирового потребления свинца для производства свинцово-кислотных аккумуляторов для автомобилей. Однако свинец также используется во многих других продуктах, например, в пигментах, красках, припое, витражах, посуде из свинцового хрусталя, боеприпасах, керамической глазури, ювелирных изделиях, игрушках и т. некоторые косметические средства и народные лекарства.Питьевая вода, подаваемая по свинцовым трубам или трубам, соединенным свинцовым припоем, может содержать свинец. Большая часть свинца в мировой торговле в настоящее время получается за счет вторичной переработки.

Маленькие дети особенно уязвимы к токсическому воздействию свинца и могут страдать от серьезных и необратимых неблагоприятных последствий для здоровья, особенно для развития мозга и нервной системы. Свинец также причиняет долговременный вред взрослым, в том числе повышенный риск высокого кровяного давления и повреждения почек. Воздействие на беременных женщин высоких концентраций свинца может вызвать выкидыш, мертворождение, преждевременные роды и низкий вес при рождении.

Источники и пути воздействия

Люди могут подвергаться воздействию свинца через профессиональные источники и источники окружающей среды. В основном это происходит в результате:

  • вдыхания частиц свинца, образующихся при сжигании материалов, содержащих свинец, например, при плавке, переработке, удалении свинцовой краски и использовании этилированного авиационного топлива; и

  • проглатывание загрязненной свинцом пыли, воды (из освинцованных труб) и пищи (из емкостей, покрытых свинцовой глазурью или спаянных свинцом).

Дополнительным источником воздействия является использование некоторых видов традиционной медицины и косметики. Например, сообщалось о высоком уровне содержания свинца в некоторых видах коль, а также в некоторых традиционных лекарствах, используемых в таких странах, как Индия, Мексика и Вьетнам. Поэтому потребители должны заботиться только о том, чтобы покупать и использовать регулируемые продукты.

Маленькие дети особенно уязвимы к отравлению свинцом, потому что они поглощают в 4-5 раз больше свинца из данного источника, чем взрослые.Более того, врожденная любознательность детей и соответствующее их возрасту поведение «из рук в рот» приводят к при проглатывании и проглатывании предметов, содержащих свинец или покрытых свинцом, таких как загрязненная почва или пыль и хлопья разлагающейся свинецсодержащей краски. Этот путь воздействия усиливается у детей с психологическим расстройством, называемым пика. (постоянная и навязчивая тяга к еде), которые могут срывать и есть свинцовую краску со стен, дверных косяков и мебели. Воздействие загрязненной свинцом почвы и пыли, образовавшейся в результате переработки аккумуляторов и добычи полезных ископаемых, вызвало массовые отравления свинцом и множественные смерти детей раннего возраста в Нигерии, Сенегале и других странах.

Попадая в организм, свинец распределяется по таким органам, как мозг, почки, печень и кости. В организме свинец хранится в зубах и костях, где он со временем накапливается. Свинец, хранящийся в костях, может попасть в кровь во время беременности. обнажение плода. Недоедающие дети более восприимчивы к свинцу, потому что их организм поглощает больше свинца, если им не хватает других питательных веществ, таких как кальций или железо. Дети, подвергающиеся наибольшему риску, — это очень маленькие дети (включая развивающийся плод). и экономически неблагополучных.

Влияние на здоровье детей

Воздействие свинца может иметь серьезные последствия для здоровья детей. При высоких уровнях воздействия свинец поражает мозг и центральную нервную систему, вызывая кому, судороги и даже смерть. Дети, пережившие тяжелое отравление свинцом, могут остаться с умственной отсталостью и поведенческими расстройствами. В настоящее время известно, что при более низких уровнях воздействия, не вызывающих явных симптомов, свинец вызывает целый ряд повреждений во многих системах организма. В частности, свинец может воздействовать на детей. развитие мозга, что приводит к снижению коэффициента интеллекта (IQ), поведенческим изменениям, таким как снижение концентрации внимания и усиление антисоциального поведения, а также к снижению уровня образования.Воздействие свинца также вызывает анемию, гипертонию, почечную недостаточность. нарушение, иммунотоксичность и токсичность для репродуктивных органов. Считается, что неврологические и поведенческие эффекты свинца необратимы.

Безопасная концентрация свинца в крови неизвестна; даже такие низкие концентрации свинца в крови, как 5 мкг/дл, могут быть связаны со снижением интеллекта у детей, поведенческими трудностями и проблемами с обучением. По мере увеличения воздействия свинца диапазон тяжесть симптомов и эффектов также увеличивается.

Обнадеживает тот факт, что успешный отказ от этилированного бензина в большинстве стран вместе с другими мерами по контролю за содержанием свинца привели к значительному снижению концентрации свинца в крови населения. По состоянию на июль 2021 года этилированный бензин для автомобилей и грузовики больше нигде в мире не продаются (1) . Однако для поэтапного отказа от свинцовой краски необходимо сделать еще больше: пока только 41% стран ввели юридически обязывающие меры контроля за свинцовой краской  (2) .

Бремя болезней 

По оценкам Института показателей и оценки здоровья (IHME), в 2019 году воздействие свинца стало причиной 900 000 смертей и 21 человека.Потеря 7 миллионов лет здоровой жизни (годы жизни с поправкой на инвалидность или DALY) во всем мире из-за долгосрочных последствий на здоровье. Наибольшее бремя было в странах с низким и средним уровнем дохода. IHME также подсчитал, что в 2019 году на воздействие свинца приходилось 62,5% глобального бремени умственной отсталости в связи с развитием, причина которой не очевидна, 8,2% бремя гипертонической болезни сердца, 7,2 % глобального бремени ишемической болезни сердца и 5,65 % глобального бремени инсульта 90 003 (3).

Ответ ВОЗ

ВОЗ определила свинец как одно из 10 химических веществ, вызывающих серьезную озабоченность в области общественного здравоохранения, требующих принятия мер государствами-членами для защиты здоровья рабочих, детей и женщин репродуктивного возраста. ВОЗ разместила на своем веб-сайте целый ряд информации по свинцу, включая информацию для политиков, техническое руководство и информационно-пропагандистские материалы.

ВОЗ также разработала руководство по клиническому лечению воздействия свинца и готовит руководство по предотвращению воздействия свинца, которое предоставит лицам, определяющим политику, органам общественного здравоохранения и специалистам в области здравоохранения основанные на фактических данных рекомендации. о мерах, которые они могут предпринять для защиты здоровья детей и взрослых от воздействия свинца.

Поскольку этилированная краска является постоянным источником воздействия во многих странах, ВОЗ объединилась с Программой Организации Объединенных Наций по окружающей среде, чтобы сформировать Глобальный альянс по ликвидации свинцовых красок. ВОЗ также является партнером проекта, финансируемого Глобальным Экологический фонд, целью которого является поддержка не менее 40 стран в принятии юридически обязывающих мер контроля за свинцовой краской (4) . Поэтапный отказ от использования свинцовых красок к 2020 году является одним из приоритетных действий правительств, включенных в «Дорожную карту» ВОЗ , для расширения участия сектора здравоохранения в Стратегическом подходе к международному регулированию химических веществ для достижения цели 2020 года и далее.



(1) Прекращение использования этилированного топлива станет «вехой для многосторонности», пресс-релиз 
Прекращение использования этилированного топлива станет «вехой для многосторонности» пресс-релиз; 2021
(2) Глобальная обсерватория здравоохранения: правила и меры контроля в отношении свинцовой краски.
Женева: Всемирная организация здравоохранения; 2021
(3) Институт показателей и оценки здоровья (IHME). ГБД Сравните.
Сиэтл, Вашингтон: IHME, Вашингтонский университет; 2019. 
(4) Проект SAICM GEF – Компонент «Свинец в краске»

 

Конструкция аккумуляторной батареи нового поколения: от блейд-ячейки BYD к бесмодульной аккумуляторной батарее | от BatteryBits | BatteryBits

Эту историю предоставили Синхуа Мэн и Эрик Ю.Zheng

  • Используя технологию «ячейка-в-упаковку», BYD разработала бесмодульный аккумуляторный блок с использованием Blade Cell.
  • Геометрия Blade Cell является ключом к реализации аккумуляторной батареи без модулей.
  • Благодаря бесмодульной конструкции упаковки VCTPR и GCTPR могут быть увеличены до более чем 60% и 80%.

В предыдущей статье мы описали концепцию, характеристики, плюсы и минусы BYD Blade Battery на уровне ячеек.Здесь мы объясняем, как эта новая конструкция реализована в бесмодульной батарее с использованием технологии Cell-to-Pack (CTP).

Обычный процесс производства батарей — от элемента к модулю, а затем от модуля к упаковке. На этом промежуточном этапе батарея разделяется на отдельные модули, каждый из которых может иметь свои независимые системы управления и диагностики батареи. Это позволяет контролировать неисправности ячеек на уровне модулей и позволяет заменять модули по отдельности, а не весь пакет.Кроме того, модули могут обеспечить некоторую структурную поддержку пакета. Компромисс этой конструкции заключается в том, что клеммные панели, боковые панели и внутренние разъемы модуля занимают место и вес. В обычном аккумуляторном блоке это ограничивает GCTPR (гравиметрическое соотношение элементов к блоку) до 77% или ниже, а VCTPR (объемное соотношение элементов к блоку) обычно составляет около 50%, но иногда даже ниже 40%. Дополнительные этапы, необходимые для сборки, также увеличивают стоимость производства.

Благодаря передовым технологиям изготовления на уровне материалов и элементов, а также обновленной системе управления батареями (BMS) бесмодульные батареи стали горячей темой.Благодаря технологии CTP аккумуляторные блоки собираются непосредственно из элементов без использования модулей. Многие производители аккумуляторов, такие как BYD Auto, CATL, LG Chem и SVOLT, изучают технологию CTP. Blade Battery — это реализация BYD концепции CTP (рис. 1).

Рис. 1. Структура Blade Battery от ячейки до упаковки.

В основе конструкции Blade Battery лежит геометрия ячеек, которая имеет гораздо более низкое соотношение сторон по сравнению с обычными цилиндрическими или призматическими ячейками.Согласно патентам BYD, глубина ячейки (ось Z) составляет 13,5 мм, а длина ячейки (ось X) может варьироваться от 600 мм до 2500 мм. Неактивные части ячейки, включая наконечник, полюс и шину, выровнены по оси X. Для большинства ячеек электромобилей пространство в направлении Z имеет большое значение из-за ограниченного пространства под пассажирскими сиденьями (рис. 2). Сверхдлинная ось X уменьшает объем, теряемый неактивными частями. В процессе CTP каждая ячейка подключается последовательно или параллельно по оси X.Большая площадь поверхности может увеличить тепловыделение ячеек.

Рис. 2. Схема аккумуляторной батареи, закрепленной под пассажирскими сиденьями в автомобиле.

Разработчики транспортных средств стремятся уменьшить пространство, необходимое для аккумуляторной батареи, и главной целью является высота.

Высота батареи Blade уменьшена примерно на 50 мм по сравнению со стандартной задней панелью LFP с модулями, что обеспечивает больше места для пассажиров и снижает коэффициент аэродинамического сопротивления (0,233 кд для BYD Han).

В направлении Z структура Blade Battery полностью отличается от обычных модульных батарейных блоков (рис. 3). Более низкий профиль Blade Battery обеспечивает большую гибкость в оптимизации дизайна и емкости. Кроме того, каждая ячейка используется не только для хранения энергии, но и для структурной поддержки аккумуляторной батареи. Конструкция массива обеспечивает чрезвычайно высокую прочность по оси Z. Как показано на рис. 4, прочность Blade Battery в сочетании с ячеистыми конструкционными панелями обеспечивает достаточную поддержку аккумуляторной батареи.Этот прорыв позволяет более эффективно использовать пространство, одновременно решая проблемы с креплением и прочностью без использования модулей.

Рис. 3. Сравнение конструкции по оси Z между обычным аккумуляторным блоком и аккумуляторным блоком BYD Blade. Рис. 4. Схема сотовых структурных панелей для аккумуляторного блока.

В последние несколько лет электромобили на базе LFP часто воспринимались как непривлекательные для потребителей высокого класса из-за их низкой объемной и гравиметрической плотности энергии, что приводит к более короткому диапазону.Что еще хуже, эта низкая объемная плотность энергии часто требует от конструкторов автомобилей создания места для большей упаковки.

Блейд-батарея без модулей, однако, использует преимущества своих блейд-ячеек для увеличения объемной плотности энергии до 50 %, что предполагает потенциальные значения VCTPR и GCTPR 62,4 % и 84,5 % соответственно.

Хотя Blade Battery подает большие надежды, геометрия лезвия не идеальна. Например, Blade Battery имеет сложный производственный процесс.При диаметре рулона электрода более 500 мм выравнивание рулона по рулону, ламинирование и контроль качества будут очень затруднены. Производственные несоответствия в ячейках могут свести на нет многие преимущества этой конструкции CTP. Эта бесмодульная конструкция также не является единственным вариантом CTP. Еще одно популярное решение предполагает замену традиционных модулей меньшего размера на более крупные. CATL и SVOLT, среди прочих, выбрали этот путь. Использование больших модулей может уменьшить вес и объем за счет уменьшения количества неактивных разъемов между модулями.

Независимо от наличия модулей, технология CTP направлена ​​на повышение плотности энергии за счет уменьшения веса и объема неактивных материалов, таких как оболочки модулей и разъемы. В дизайне Blade Battery от BYD реализована смелая концепция CTP с помощью бесмодульной упаковки.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

*