Site Loader

Содержание

Расчет мощности домашнего инвертора и емкости АКБ для котла

Для нужд резервного питания системы отопления частного дома, обычно не требуется проектных расчетов и сложных вычислений. Однако у наших покупателей часто возникают проблемы с правильным подбором комплектующих. Постараемся объяснить как это сделать без сложных формул и нудных расчетов.

Современные электрические отопительные котлы по сравнению со старыми газовыми моделями более производительны и выгодны, но имеют некоторые недостатки. Они оснащены автоматикой и насосом, работающим от электросети, и требующим постоянной подачи энергии. Кроме того, напряжение должно соответствовать паспортному, потому что иначе котел будет работать нестабильно.

Вопрос перепадов напряжения будет закрыт, если подключить оборудование к стабилизатору, но при полном отключении электроэнергии стабилизатор не спасает, автоматическая защита отключает насос и электронику. В холодное время это может привести к серьезным проблемам с замерзшими трубами.

Даже при стабильной подаче электричества никто полностью не защищен от стихии и аварий на линии. А низкое напряжение в частном секторе – достаточно распространенное явление. Чтобы избежать неприятностей, рекомендуем подключить котел системы отопления через домашнюю систему резервного питания, состоящую из аккумуляторов, инвертора и зарядного устройства. Все вместе это называется ИБП – источник бесперебойного питания.

Как высчитать требуемую мощность инвертора и емкость аккумуляторов – об этом статья.

Что нужно знать, выбирая инвертор и АКБ для отопления

Очевидное решение – использовать аккумулятор, но тут возникает несколько вопросов. Подключить специальный аккумулятор глубокого разряда или привычный от автомашины непосредственно к системе не выйдет, требуется ток переменного типа, 220 Вольт, а аккумулятор — это 12 Вольт постоянного тока. Поэтому для наладки автономного электропитания бытовых приборов нужен специальный преобразователь – инвертор.

Инверторы — это недорогие, но эффективные ИБП, дающие на выходе правильную и стабилизированную синусоиду. Применяя их, вы можете быть полностью уверены в защите вашей техники от перепадов напряжения. Инвертор может заменить топливный генератор электрического тока, кроме того, не образует выхлопов от сжигаемого топлива, и стоит значительно дешевле.

Для обеспечения электричеством отопительной системы частного дома достаточно небольшого инвертора мощностью до 5 кВт.

Система работает без вмешательства человека, и гарантирует безударный переход на самостоятельное электроснабжение без прерывания питания котла. При возобновлении подачи энергии она автоматически отключается и запускает подзарядку аккумуляторов.

Типы источников бесперебойного питания

Первый вариант — это ИБП системы off-line. Ток из электросети проходит через систему напрямую и не стабилизируется. К этому типу относятся самые бюджетные решения. Они спасают только от полного выключения электроэнергии, но не защищают систему отопления от колебаний в сети. На данный момент это устаревшие системы и на рынке встречаются редко. Не рекомендуем прибегать к их использованию.

On-line – работают постоянно. Напряжение стабилизируется инвертором двойного преобразования. Сперва 220 Вольт преобразуются в 12 Вольт, а потом, при перепадах в сети – обратно.

Такое оборудование хорошо защищает от скачков и перепадов, ИБП дает стабильное электронапряжение в любых условиях. Кроме этого, у таких бесперебойников более качественная синусоида, поэтому они не перепрыгивают в режим аккумулятора и обратно при незначительных колебаниях, а значит экономят ресурс батареи.

Что еще надо знать об ИБП

Недорогие бесперебойники выдают прямоугольный сигнал, и это плохо для техники, имеющей мощный электродвигатель. Для насосов отопления лучше подходят более профессиональные решения.

Не стоит применять автомобильные аккумуляторы стартерного типа. В зависимости от типа они могут выделять кислотные испарения. Они не дают постоянного напряжения при глубоких разрядах, гораздо дешевле специализированных аккумуляторов для источников бесперебойного питания, но срок работы автомобильного аккумулятора с инвертором – около 1 года. Для более продолжительного срока службы их рекомендуется разряжать не более 50% остаточной емкости, что явно недостаточно даже для небольших домашних систем резервного питания.

Подбор инвертора бесперебойного питания

Для питания отопительного котла или топливного насоса достаточно маломощного ИБП на 300-600 Вт. Но часто спектр важного для жизнедеятельности оборудования не ограничивается указанным, поэтому нужен запас. Чтобы самостоятельно рассчитать систему, не обращаясь за помощью к специалистам, и не совершить досадную ошибку, нужно некоторое понимание вопроса.

Мощность инвертора под внешние аккумуляторы рассчитывается исходя из общей максимальной нагрузки подключенных потребителей, в то время как емкость аккумуляторов для системы подбирается исходя из желаемого времени резервирования. Нужно знать сколько Ватт может потребоваться в максимуме, и какую мощность смогут выдать наши аккумуляторы в определенном временном диапазоне.

У котлов бытового типа до 25 кВт стоит один насос. Такой котел потребляет примерно 100-160 Вт, и хватит инвертора до 350 Вт, учитывая запас 20-30% по остаточной емкости батареи.

Важный момент – мощность устройства подзарядки, которым должен быть оснащен инвертор. Иначе зарядное устройство прийдется покупать отдельно! По теории, для заряда более емких аккумуляторов нужна большая сила электротока, примерно – 1 к 10. То есть, чтобы зарядить 50 Ач нужен пятиамперный ток или не на много больше. Но повышение вызывает износ и порчу элементов пластин. Если ток слабее, то заряжать придется дольше, и будет происходить закоксовывание и преждевременная выработка ресурса.

Рекомендации моделей для ИБП отопительных систем

Переходя от теории к конкретным рекомендациям, сфокусируем ваше внимание на качественных брендах, которые соответствуют всем заявленным характеристикам, имеют сервисные центры для выполнения гарантийных обязательств и при правильном подборе компонентов не приведут к поломке подключенной техники. Наши рекомендации касаются моделей среднего ценового диапазона, предназначенных для среднестатистических нужд домашнего хозяйства без претензий на профессональное использование.

В интернете можно найти калькуляторы автоматического расчета времени работы инвертора, по заданным параметрам, но для общего понимания не будет лишним узнать какие соображения «под капотом» у этих расчетов.

Выбор мощности инвертора

Расчет мощности инвертора подбирается исходя из суммарной нагрузки подключенных к нему потребителей. Эти данные можно получить из паспортных данных оборудования или при помощи специальных клещей для измерения нагрузки. Если с этим возникнут сложности, то лучше обратиться за помощью к электрику.

  • Pulsar серия RX — для отопительных нужд и сигнализации.
  • Pulsar серия IR — мощные инверторные системы до 5 кВт для более широкого спектра подключенного оборудования, рекомендуются для использования в складских и офисных условиях.
  • Stark (читается «Штарк») и LogicPower в ассортименте есть инверторы для настенного монтажа, что удобно для установки в тесных помещениях.

Для справки: При накоплении энергии из альтернативных источников (солнце, ветер, тепло земли, энергия прибоя) и зеленого тарифа лучше использовать оборудование со специальным MPPT или PWM- контроллером.

Подбор аккумуляторов

Обычно емкость аккумуляторов подбирают исходя из желаемого времени резервирования. Для этого нужно потребляемую мощность разделить на напряжение, затем умножить на желаемое время резервирования и добавить коэффициент остаточной емкости АКБ.

Например, чтобы система на основе инвертора Pulsar RX 600W обеспечила питанием отопительную систему на протяжении 3 часов при полной нагрузке, нужно произвести такой расчет: 600 Вт / 12 Вольт = 50 Амер в час * 3 часа = 150 Ампер + 30% = 195 Ампер. Поэтому для подобной системы мы будем рекомендовать использовать один аккумулятор EverExceed DP-12200 или другой модели емкостью 200 Ач или два по 100 Ач.

Все свинцово-кислотные АКБ для ИБП 12-вольтовые. Инверторам, в зависимости от своей мощности, может понадобиться больше одной батареи, чтобы обеспечить необходимое время резервирования. В этом случае 24/48/96 Вольт входного напряжения можно сделать, объединив батареи в общую цепь.

  • Последовательное подключение (плюс на минус) для получения большего напряжения.
  • Параллельное подключение (плюс на плюс) для получения большей емкости.

Обладая этими знаниями можно собрать систему для довольно продолжительного времени резервирования. Если в систему предполагается ставить более одной батареи, предупредите об этом продавца — мы подберем АКБ из одной партии, чтобы обеспечить максимальную эффективность работы в стеке.

  • Для домашнего использования обратите внимание на производителей: EverExceed, Challenger, Ventura.
  • Для офисного и промышленного применения: Trojan, B.B. Battery, Sonnenscnein.

Если планируете собрать серьезную систему из нескольких аккумуляторов, рекомендуем познакомиться с батареями фронт-терминального формфактора. Они удобны для монтажа в стеках из нескольких АКБ и установки в телекоммуникационные стойки.

В большинстве случаев, для домашних нужд ИБП достаточно использовать качественные свинцово-кислотные герметизированные аккумуляторы, выполненные по технологии AGM VRLA.

Для альтернативных источников энергии используются гелевые аккумуляторы

, которые обеспечивают длительный срок службы в буферном режиме, обладают увеличенным циклическим ресурсом и возможностью нормальной эксплуатации при расширенных температурных требованиях.

Заключение

В целом, подобрать систему резервного питания не так уж и сложно. Используйте информацию этой статьи и у вас все получится. А если возникают сомнения – проконсультируйтесь со специалистом нашего интернет-магазина и получите оптимальное решение для вашего дома.

Расчет емкости аккумуляторной батареи

При расчете системы автономного электроснабжения очень важно правильно выбрать емкость аккумуляторной батареи (АКБ).

Для предварительного расчета Вы можете руководствоваться следующими простыми правилами.

емкость, которую должна выдавать АКБ, рассчитывается исходя из количества электроэнергии в Вт*ч, потребляемого от АКБ в режиме разряда.

Допустим емкость 1 АКБ 100 АЧ, и вольтаж 12 В. Соответственно полная емкость составит 100 АЧ *12 В=1200 Вт*ч. Беда в том, что если разрядить такой АКБ на 100% он выйдет из строя. Поэтому нужно оставлять 30% емкости. Соответствено 100 АЧ * 12 В * 0.7=840 Вт*ч

Если батарей несколько — то количество энергии в них складывается.

в общем случае нужно руководствоваться следующими параметрами: допустимая глубина разряда не должна превышать 30-40% для герметичных необслуживаемых батарей, и не более 50% для стартерных батарей. При циклических режимах работы аккумулятора нужно применять гелевые аккумуляторы или специальные аккумуляторы с жидким электролитом. При буферном режиме работы (т.е. если основное время аккумуляторы находятся в заряженном состоянии и иногда, при пропадании электрической сети, отдают свою энергию) можно применять аккумуляторы AGM. Необходимо учитывать, что степень заряда аккумулятора не зависит жестко от его напряжения. При быстром разряде большими токами допускается более низкое конечное напряжение батарей (до 9,8В), а если аккумулятор разряжается малым током длительное время, то он может быть разряжен на 100% даже при напряжении на нем более 11,5В.

емкость АКБ понижается с понижением температуры Гелевые аккумуляторы меньше теряют емкость при понижении температуры, AGM и стартерные обычно имеют емкость в 2 раза ниже номинальной уже при 0°C и при дальнейшем понижении температуры их полезная емкость резко падает.

срок службы АБ понижается при увеличении температуры окружающей среды выше 25 °C.

Иногда, информация о том до какого напряжения проседает АКБ при разряде разными токами указывает производитель в пасспорте на аккумулятор.

 

 

Предположим, что нам нужно обеспечить работу прибора мощностью 2000 Вт в течении 5 часов — т.е. его потребление будет 10000Вт*ч. и  для этого  мы хотим использовать  аккумуляторы на рабочее напряжение 12В и емкостью 100 АЧ. 

Давайте рассчитаем  сколько таких АКБ нам потребуется.

 

 Количество запасенной энергии у заряженного аккумулятора будет равно:

 

P=RxV=100Ачx12В=1200 Вт. ч

 

Такое количество энергии можно получить при полном разряде полностью заряженного аккумулятора. Но, аккумуляторы могут быть и не полностью заряженными. Кроме того, глубокий полный разряд после небольшого количества циклов заряд-разряд, быстро выведет аккумуляторы из строя. Например, обычный хороший аккумулятор при разряде на 30 % его емкости и последующей сразу после разряда зарядке способен выдержать 1000 таких циклов. Если при разряде отобрать 70% емкости, то количество циклов уменьшится примерно до 200. Поэтому, при расчетах нужно вводить коэффициент, который учитывает глубину разряда.

 

Извлекаемое количество энергии в АКБ равно

 

P=RxVxk

 

P=100Ачx12Вx0.7

 

Соответственно, для определения емкости нужно количество потребляемой энергии разделить на напряжение аккумулятора умноженное на коэффициент емкости.

 

Тогда формула определения необходимой емкости будет иметь такой вид:

 

E=Q / (V x k)

 

Где Е — необходимая общая емкость аккумуляторов в Ач;

 

Q- количество энергии, которую нужно получить от аккумуляторов в Вт. ч;

 

V-напряжение каждого из аккумуляторов;

 

k-коэффициент использования емкости, учитывающий, какую часть энергии всех используемых аккумуляторов можно реально использовать потребителям.

 

Разобравшись с теорией, можно определить необходимую емкость аккумуляторов по заданным параметрам.

 Для того чтобы определить, какую емкость можно отобрать от аккумуляторов, чтобы получить электрическую энергию в количестве 10000 Вт. ч, делим это количество энергии на рабочее напряжение каждого аккумулятора равное 12В. В результате получаем, что надо отобрать 833 А.ч от имеющейся емкости аккумуляторов. Если применить коэффициент емкости равный 0, 7 , учитывающий то обстоятельство , что недопустимо часто полностью разряжать кислотные аккумуляторы, то получаем значение необходимой установленной емкости аккумуляторов равное 1190 Ач.

 

E=10000Вт.ч/(12Вх07)=1190 Ач

 

Поскольку мы в нашем примере хотели использовать АКБ 100 Ач, то в этом случае необходимо будет 12 АКБ  такой емкости.

 

← Какой аккумулятор выбрать гелевый или AGM? Преимущества и недостатки  | 

Как сбросить 1в (6в на 5в)? — Оборудование

Рно

#1

Привет всем,

Я хотел бы использовать вход 6 В, который у меня есть, для моего двигателя, чтобы также питать фотон, чтобы избежать двух источников питания. Как лучше сбросить 1В? Я думал об использовании делителя напряжения, но я читал, что стабилитрон также может работать. Все это для меня ново, и я не хочу разрушать свой Фотон…

Большое спасибо за помощь!

1 бит

#2

Используйте понижающий преобразователь до 5 В

Rno

#3

Спасибо @1bit!

Я просмотрел форум в поисках денег на понижение и нашел здесь Photon Power Supply Идею, что мне, возможно, придется добавить колпачки, чтобы не повредить Photon.

После просмотра Adafruits я рассматривал возможность покупки этого https://www.adafruit.com/products/1385?

РББ

#4

@Rno Вот преобразователь Buck + Boost 5 В, который будет обеспечивать питание, даже если входное напряжение 6 В упадет ниже.

Помните, что для правильной работы понижающего преобразователя входное напряжение должно быть как минимум на 1 В выше, чем выходное. Поэтому, если ваш вход может провисать ниже 6 В, вы должны быть осторожны, если вам нужен стабильный выход 5 В.

pololu.com

Повышающий/понижающий регулятор напряжения Pololu 5 В S18V20F5

Этот мощный повышающий/понижающий регулятор эффективно обеспечивает фиксированное выходное напряжение 5 В при входном напряжении от 3 В до 30 В, допуская типичный выходной ток до 2 А, когда входное напряжение близко к выходному напряжению, и предлагает типичный…

1 Нравится

Рно

#5

О, спасибо @RWB!

Я думаю, что 6 В должно быть стабильным, так как оно поступает от настенного блока питания.

6В также питает двигатель. Если я подключу все параллельно, 6 В должно быть стабильным для Фотона, верно?

Харрисон Джонс

#6

Двигатели печально известны тем, что плохо влияют на их источники питания (большие ± скачки напряжения). Вы можете буферизовать их с помощью более крупных конденсаторов и использовать хороший buck + boost, чтобы постоянно получать 5 В.

РББ

#7

Трудно сказать. Некоторые блоки питания обеспечивают стабильное напряжение, а некоторые нет. Проводка от источника питания к устройству также может вызвать падение напряжения из-за потерь в проводке.

Блок питания должен обеспечивать достаточный ток для питания устройства частиц при максимальной нагрузке вместе с максимальной нагрузкой двигателей без падения выходного напряжения 5 В.

peekay123

#8

Ребята, самый простой способ понизить напряжение — использовать старые добрые диоды типа 1N4001. У вас может быть один или модовый диод последовательно, и каждый будет падать на 0,7 вольта. Или используйте линейный LDO-регулятор для простоты.

3 лайков

KegRaider

#9

Поскольку я летаю на авиамоделях, я много раз использовал модули UBEC. Они принимают от 6 В до 23 В и поддерживают стабильные 5 В при приличной силе тока, так что вы можете питать практически все остальное. Имейте в виду, если бы у меня не было UBEC, я бы сделал именно так, как предложил @peekay123, и добавил несколько дешевых диодов последовательно с положительной линией, пока мультиметр не покажет 5 В (почти).

Хобби

Turnigy 3A UBEC с низковольтным зуммером

Turnigy 3A UBEC с низковольтным зуммером

1 Нравится

1 бит

#10

На самом деле фотон МОЖЕТ потреблять МАКСИМАЛЬНОЕ входное напряжение до 6,5 В… в любом случае полипредохранитель понизит это примерно на 0,500 В, так почему бы вообще НЕ убивать птиц, фотон имеет МАКСИМАЛЬНОЕ входное напряжение… используйте полипредохранитель. Удержание 500 мА, отключение 1А SMD. и пусть фотонный регулятор даст вам 3,3 В

2920L050DR

Я предложил BUCK только потому, что помимо фотона могут быть и другие вещи, которые вам нужны для питания… например, звуковые сигналы и свет BEEP BEEP… вы могли бы использовать предохранитель в любом случае, вероятно. судя по звуку.

JOPO

Рно

#11

Большое спасибо всем за помощь, я действительно многому здесь учусь.

Я до сих пор точно не знаю, какое из всех решений мне следует использовать. Кажется, все работает довольно хорошо, просто нужно выбрать один и протестировать, верно?

peekay123

#12

@1bit, @Rno, номинал 6,5 В является АБСОЛЮТНО МАКСИМАЛЬНЫМ и не должен использоваться в качестве рабочего значения. Рекомендуемое входное напряжение составляет от 3,6 В до 5,5 В. Кроме того, проблема с использованием предохранителя заключается в том, что это устройство защиты от тока, требующее задержки срабатывания, которая обычно составляет порядка секунд. Фотон может быть поврежден до срабатывания предохранителя. Наиболее распространенный вид отказа, который я видел в регуляторе Photon, — это саморазрушающая обратная связь, вызванная плохим источником питания USB или длинными проводами, вызывающими индуктивный «звон». Это обсуждалось в другой теме.

Учитывайте ваши требования к питанию в целом, включая Фотон и все периферийные устройства. Ваша «система в целом» должна определять необходимую вам конструкцию блока питания.

3 лайка

1 бит

№13

Я полагаю, он мог бы добавить шунт Зенера на 6,2 В для защиты фотона после предохранителя. но хороший запас обязателен.

1N5341B

Как уменьшить напряжение с 5В до 3В? – studiodessuantbone.com

Как уменьшить напряжение с 5В до 3В?

Простейшая схема понижающего преобразователя — резистивный делитель. Подключите свой выход 5 В к цепочке резисторов, от которых вы подключаетесь к логическому входу 3,3 В. Цепочка, состоящая из резистора 2,2 кОм и 3,3 кОм, должна давать выходное напряжение 3 В при подаче входного напряжения 5 В.

Как понизить 12В до 5В?

Подключите 12 В к контакту 1, контакт 2 — это земля, а контакт 3 дает 5 В. Не хотите использовать микросхему или не получаете ее, используйте делитель напряжения с двумя резисторами, и все готово. Подключите 12 В к последовательной комбинации резисторов 4,7 кОм и 6,8 кОм (легко доступный стандарт) и возьмите выход через 4,7 кОм.

Как рассчитать падение напряжения на резисторе?

Закон Ома гласит, что V=I*R, где V — напряжение, I — ток, а R — сопротивление. В последовательной цепи падение напряжения на каждом резисторе будет прямо пропорционально размеру резистора. В параллельной цепи падение напряжения на каждом резисторе будет таким же, как и на источнике питания.

Как уменьшить 24 В до 5 В с помощью резистора?

Вы можете использовать резисторы в соотношении 82 : 22, напряжение на резисторе 22 будет примерно 5,07 В. Этот метод будет полезен только в том случае, если вы хотите определить наличие напряжения 24 В с помощью микроконтроллера. Вам нужно выбрать значение резисторов в зависимости от силы тока, которую вы готовы рассеять.

Как уменьшить 5 В до 1,5 В?

Это схема понижающего преобразователя USB 5 В в 1,5 В/3 В. Используется вместо обычной батарейки АА. В схеме мы используем регулятор постоянного напряжения LM317. Чтобы уменьшить входное напряжение 5 В от USB-порта до 1,5 В при максимальном выходном токе 1,5 А… Схема преобразователя 5 В в 3 В.

Выход Р1 Р2
3,06 В 470 Ом 680 Ом
3,08 В 150 Ом 220 Ом

Как уменьшить 5 В до 3,7 В?

По идее, последовательно подключите резистор 3,7 Ом и резистор 5–3,7 = 1,3 Ом, при этом резистор 1,3 Ом подключите к источнику питания +5 В, а резистор 3,7 Ом подключите к земле (соединение – на источнике питания 5 В). ). Это даст вам 3,7 В на резисторе 3,7 Ом.

Можно ли использовать резистор для снижения напряжения?

Резисторы не уменьшают ток и напряжение, вместо этого они препятствуют протеканию тока и вызывают падение напряжения на клеммах.

Какова формула падения напряжения?

Ток силой 9 А протекает по цепи с сопротивлением 10 Ом. Определить падение напряжения в цепи. V= 90 v….Дано:

ФОРМУЛЫ Ссылки по теме
Формула стороны квадрата Формула расчета удельного веса
Вывод формулы расстояния Формула расчета pH

Насколько падает напряжение на резисторе?

Напряжение, падающее на резисторе, определяется законом Ома: V = I R. Таким образом, если вы точно знаете, какой ток будет потреблять ваше устройство, вы можете выбрать резистор, который будет падать точно на 7,5 В, а для вашего устройства оставить 4,5 В. устройство, когда этот ток проходит через него.

Резистор снижает напряжение или ток?

Как уменьшить 5 В до 1,5 В с помощью резистора?

Это схема понижающего преобразователя USB 5 В в 1,5 В/3 В. Используется вместо обычной батарейки АА. В схеме мы используем регулятор постоянного напряжения LM317. Чтобы уменьшить входное напряжение 5 В от USB-порта до 1,5 В при максимальном выходном токе 1,5 А… Схема преобразователя 5 В в 3 В.

Выход Р1 Р2
3,08 В 150 Ом 220 Ом

Какова формула делителя напряжения для резистора на 6 вольт?

В выход = 6 Вольт. Этот калькулятор делителя напряжения использует следующие формулы: Где, Vout = выходное напряжение (вольты), Vin = входное напряжение (вольты), R1 и R2 = номиналы резисторов (омы). Вас также может заинтересовать наш калькулятор цветового кода резистора или калькулятор трансформатора.

По какой формуле рассчитывается выходное напряжение резистора?

Формула для расчета выходного напряжения основана на законе Ома и показана ниже.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *