Батареи отопления регулятор температуры: виды, принцип работы, выбор и установка на батареи

принцип работы, выбор и установка

Ярким представителем управляющей арматуры отопительных систем является терморегулятор для батареи, иначе – радиаторный клапан или термостатический вентиль. Как и прочие новинки в сфере отопления, он пришел к нам из Европы, причем почти сразу был внесен в государственные строительные нормы как обязательный элемент любой водяной системы обогрева. Соответственно, цель данной статьи – раскрыть принцип работы терморегулятора и подсказать пользователям, как его подобрать, установить и настроить в домашней системе отопления.

Для чего нужен терморегулятор

Правильно выбранные и установленные термостатические вентили позволяют не только экономить энергоносители, но и сильно упрощают жизнь домовладельцу в плане регулировки температуры в помещениях. Ведь с помощью котлов отопления можно менять обогрев всех комнат одновременно, увеличивая или уменьшая температуру теплоносителя. А вот регуляторы батарей отопления дают возможность нагревать помещения по-разному в зависимости от их назначения, что приносит немалую экономию энергоносителей.

Для справки. К большинству современных котлов можно подключить выносной терморегулятор отопления, чтобы управлять нагревом в автоматическом режиме. Но это не решает вопрос, поскольку теплоноситель с определенной температурой все равно будет поступать во все комнаты сразу.

Задача термостатического клапана – регулировать количество поступающего в радиатор теплоносителя в зависимости от температуры воздуха в помещении, автоматически ее поддерживая на том уровне, что установил пользователь. Главное, чтобы со стороны теплогенератора поступало достаточное количество нагретой воды, ведь терморегулятор для радиатора может только уменьшать ее расход, но не увеличивать.

О назначении радиаторных термоклапанов доступно рассказывается в следующем видео:

Устройство и принцип работы термостата

Любой автоматический радиаторный клапан состоит из 2 частей:

  1. Термостатический вентиль с исполнительным механизмом перекрывания потока теплоносителя.
  2. Термоголовка с управляющим элементом, реагирующим на изменение температуры воздуха.

Вентиль, изготавливаемый из латуни, имеет традиционный механизм с рабочим конусом, входящим в седло и таким способом уменьшающим его проходное сечение. Отличие от обычного ручного крана состоит в том, что конус прикреплен к нажимному штоку с пружиной, выходящему наружу. Нажатие на конец штока осуществляет второй элемент – термоголовка. Чем сильнее нажатие, тем меньше проходное сечение. Ниже на схеме показано устройство регулятора батареи отопления в сборе:

Внутри термостатической головки находится маленький герметичный контейнер, заполненный термочувствительной средой — жидкостью или газом. При нагревании эта среда расширяется, контейнер увеличивается и сильнее нажимает на шток, перекрывая поток теплоносителя. При охлаждении процесс идет в обратном направлении, в чем и заключается принцип работы термоголовки. Рукоятка регулировки с нанесенной шкалой механически ограничивает максимальное открывание клапана.

Важно. Установленный на батарею терморегулятор влияет только на расход теплоносителя, меняя его в ту или иную сторону. Термостат не является регулятором температуры воды, то есть, выполняет количественное регулирование, но не качественное.

Разновидности и выбор терморегуляторов

По исполнению радиаторные вентили делятся на 3 группы:

  • прямые;
  • угловые;
  • в составе гарнитуры подключения отопительных приборов.

Если с прямыми и угловыми терморегуляторами все понятно, то о гарнитуре следует сказать отдельно. Она позволяет одновременно установить термостат на батарею и подключить ее к трубам, выходящим прямо из пола. Хотя цена подобной гарнитуры выйдет больше, чем традиционные подводки из труб, зато выглядеть подобное присоединение будет куда эстетичнее.

Гарнитура подключения радиатора со встроенным термостатом

Для двухтрубных систем с циркуляционным насосом отопления подойдет любой из перечисленных клапанов, вопрос заключается лишь в способе подключения отопительного прибора, а с технической точки зрения все они одинаковы. Другое дело – однотрубная схема, для нее лучше купить специальный регулятор температуры батареи с увеличенным проходным сечением седла. Такие терморегуляторы оказывают меньшее гидравлическое сопротивление, что хорошо видно на схеме:

Помимо клапанов, следует выбрать также и термоголовки для батарей, и тут сразу же рекомендация: клапан и головка должны быть от одного производителя, а стыковочные резьбы совпадать. Стандартная резьба на вентиле – М28 и М30. Вообще, выбор конструкций головок не слишком широк – кроме обычных элементов со встроенным сильфоном есть еще изделия с электронным блоком управления и дисплеем. Эти терморегуляторы – программируемые, их можно настраивать на поддержание различных температур в комнате в течение дня.

Совет. Выбирая программируемую термостатическую головку, помните, что она нуждается в электропитании от батарей или сети. Чтобы терморегулятор работал корректно, за наличием электропитания придется следить.

В тех случаях, когда планируется монтаж отопительных приборов за экранами либо окна комнаты предполагается завесить плотными шторами, обычные термоэлементы могут функционировать некорректно. Из-за слабого движения воздуха в районе радиатора температура за экраном и перед ним может отличаться на пару градусов, так что дополнительно к терморегулятору стоит купить выносной датчик с капиллярной трубкой.

Стоящий за экраном датчик посредством капиллярной трубки будет управлять термостатом, ориентируясь на правильную температуру в помещении. Существует и более продвинутая версия в виде выносного регулятора, который тоже присоединяется капиллярной трубкой. Но тут надо быть внимательнее: не ко всем вентилям такие термоголовки подходят, поэтому при выборе терморегулятора нужно консультироваться с продавцом.

Напоследок несколько слов о производителях радиаторных клапанов. Их появилось достаточно много, особенно китайских, чье качество более чем сомнительно. Однозначно рекомендуются к применению терморегуляторы следующих брендов, их надежность не подлежит сомнению:

  • DANFOSS;
  • HERZ ARMATUREN;
  • OVENTROP.

Совет. Не следует покупать и устанавливать термостаты на все радиаторы в доме. Правило такое: чтобы обеспечить нормальное регулирование, в каждом помещении надо оснастить терморегуляторами только те батареи, чья суммарная мощность составляет 50% от общей и более. Простыми словами: при 2 отопителях в комнате вентиль надо ставить на одном (который больше), при 3 – на двух радиаторах и так далее.

Установка и настройка

Перед тем как купить и установить терморегулятор на батарею, надо убедиться, что ваш отопительный прибор не укомплектован клапаном с завода. Это касается стальных панельных радиаторов некоторых производителей, например, KERMI или HEIMEIER. Для них нужно приобрести только саму термостатическую головку с подходящей резьбой и вкрутить ее в соответствующее гнездо.

Настройка и установка терморегулятора на батареи своими руками не должна вызвать у вас больших сложностей. Вот несколько рекомендаций:

  1. Вентиль всегда ставится только на подающем трубопроводе.
  2. Соблюдайте направление потока, указанное в паспорте на изделие.
  3. При монтаже используйте американки, дабы узел всегда можно было разобрать.
  4. Положение клапана и головки, а также расстояния до ближайших конструкций указаны на схеме:

Если в терморегуляторе не предусматривается функция механической блокировки потока теплоносителя, то для обслуживания радиатора перед клапаном придется поставить дополнительный шаровой кран, как показано на схеме:

Монтаж термоголовки

Крепление элемента к корпусу вентиля осуществляется двумя способами – на резьбе или простым защелкиванием, как на изделиях фирмы DANFOSS. В любом случае сначала надо снять с буксы клапана защитный колпачок, затем рукоятку головки повернуть в положение «max» и вставить в гнездо до щелчка или же слегка подтянуть ключом (когда соединение – резьбовое). Если головка терморегулятора вращается нормально, то установка выполнена успешно.

Вентили некоторых производителей, а также все головки имеют функцию преднастройки. Это заблаговременное ограничение диапазона регулирования температур, которое реализуется в различных моделях по-разному. Например, терморегулятор HERZ ARMATUREN ограничивается с помощью специальных штифтов, в других изделиях прилагается ключ, фиксирующий головку в определенном положении.

Эксплуатационная настройка термостата батареи осуществляется рукояткой с нанесенной шкалой и цифрами (обозначениями). Как правило, диапазон плавной настройки составляет 16—28 °С, а в положении «*» клапан станет поддерживать температуру воздуха 6—7 °С, дабы не случилось размораживания.

В заключение несколько слов о совместимости терморегуляторов с чугунными приборами отопления. В принципе, противопоказаний к установке никаких нет, но есть сомнения в эффективности работы термостатов. Чугунные батареи массивны и вмещают много воды, а оттого инерционны и будут с опозданием реагировать на автоматическое регулирование. Так что здесь предпочтительнее поставить обычный кран на подаче и балансировочный – на обратке.

Регулятор температуры отопления для радиатора

Содержание:

1. Необходимость установки терморегуляторов

2. Установка температурных регуляторов в домах многоквартирного типа

3. Монтаж регуляторов температуры в частных домах

4. Температурные датчики для радиаторов

Как известно, для того, чтобы качественно отопить любое помещение, требуется правильно отрегулировать температурные показатели, чтобы нагрев соответствовал оптимально комфортным условиям и обеспечивал благоприятный микроклимат в жилище. Поэтому следует более подробно рассмотреть особенности такого прибора, как регулятор температуры для радиатора отопления, который призван выполнять все эти функции. Кроме того, следует разобраться с тем, как регулировать температуру батареи отопления в различных постройках, включая частные и многоквартирные дома.

Необходимость установки терморегуляторов

Подобные механизмы применяются для следующих целей:

  • экономия производимого отоплением тепла;
  • поддержание комфортного показателя температуры в жилище.

Многие хозяева для решения второй задачи до сих пор пользуются традиционными способами, например, накрывают радиаторы покрывалом или открывают окна для проветривания. Однако гораздо более современным решением будет установка такого прибора, как регулятор температуры отопления, влияющий на расход теплоносителя в отопительной системе и способный функционировать как в ручном, так и в автоматическом режиме.

Очень важно помнить, что при монтаже терморегулятора для радиатора отопления крайне необходимо наличие специальной перемычки, расположенной непосредственно перед прибором отопления. Если ее не будет, то расход теплоносителя не получится регулировать через радиатор, так как делать это придется через общий стояк.


Говоря об экономии, этот фактор является актуальным для тех хозяев, жилое помещение которых оборудовано автономной отопительной системой, а также для служб жилищно-коммунального хозяйства, использующих приборы учета для оплаты тепла, поступающего от его производителей.

Установка температурных регуляторов в домах многоквартирного типа

Чтобы установить регулятор температуры радиатора батарей отопления в многоквартирном доме, необходимо разобраться с тем, что представляет собой учет тепла в такой конструкции.

Трубопроводы подачи и отдачи оснащены специальными подпорными шайбами, перед и после каждой из которых располагаются регулирующие давление датчики. Благодаря тому, что диаметр этих датчиков известен, появляется возможность рассчитать расход теплоносителя, циркулирующего через датчики. Как результат, разница, полученная между расходом воды в трубопроводах подачи и отдачи, будет отображать объем израсходованной жильцами воды.

Контроль температуры теплоносителя в системе отопления на обоих участках призваны осуществлять температурные датчики. Поэтому, зная то, в каком объеме расходуется тепло и чему равна его температура, можно легко рассчитать то количество тепла, которое осталось в помещении.


Для того чтобы регулировать работу отопления было проще, требуется постоянно следить за состоянием температуры.

Сделать это поможет один из двух способов:

  1. Монтаж запорного клапана. Такое устройство призвано частично перекрывать систему трубопровода в том случае, если температура обратки является выше заданной. Представляет собой обычный электромагнитный клапан. Подобный вариант станет подходящим тех домов, где система отопления является относительно простой и не отличается большим объемом теплоносителя.
  2. Устройство клапана трехходового типа. Этот прибор также позволяет регулировать текущий расход теплоносителя, однако функционирует он несколько иначе: в том случае, если температура воды превышает норму, то она направляется сквозь открытый клапан в трубопровод подачи в большем количестве. Путем смешения с остывшей водой общая температура снизится, а необходимая скорость циркуляции сохранится.

Подобная конструкция может несколько отличаться в разных системах. Схема устройства может быть оснащена несколькими температурными датчиками, а также одним или двумя насосами циркуляции. Кроме того, могут присутствовать клапаны механического типа, с помощью которых можно осуществлять контроль над работой отопления без подачи какого-либо питания.

Монтаж механических регуляторов не несет в себе особой сложности. Чтобы установить такой прибор, требуется лишь соединить его с фланцем в узле элеватора. Немаловажным является и тот факт, что цена таких устройств является значительно более низкой по сравнению с электронными механизмами.

Монтаж регуляторов температуры в частных домах

Как правило, автоматический регулятор температуры отопления является неотъемлемой частью нагревательного котла в автономной системе отопления. Такой датчик может быть мобильным, то есть его можно переносить, а также способен измерять температуру в комнате.


В котлах электрического типа используются электронные датчики, которые непосредственно связаны с установленными ТЭНами (тепловыми электронагревательными элементами) либо с напряжением, возникающим на электродах или на обмотке котла.

Системы котлов, работающие как с помощью газа, так и с применением технологии пиролиза, зачастую оснащены механическими регуляторами, главное из преимуществ которых – независимость в плане энергии. Но такой вариант, безусловно, не подразумевает использования выносных температурных датчиков. Читайте также: «Какой регулятор температуры на радиаторе отопления лучше установить и как это сделать».

Температурные датчики для радиаторов


Иногда один датчик температуры имеет при себе несколько отопительных радиаторов. Влияет на это, в первую очередь, схема установки. Но гораздо чаще принято монтировать регулятор на каждый прибор отопления по отдельности.

Многие хозяева устанавливают привычную многим систему, именуемую «ленинградкой», принцип работы которой заключается в применении одной опоясывающей дом или один этаж трубы, имеющей довольно внушительный диаметр, а параллельно ей встраиваются батареи отопления или конвекторы.

Стоит отметить, что для того, чтобы отрегулировать температуру отопления, можно использовать не только стандартные устройства.

К распространенным механизмам этого типа относятся:

  • головка на термостатической основе. Представляет собой автоматический датчик, контролирующий температуру теплоносителя в батарее. Принцип ее функционирования заключается в следующем: в процессе нагрева жидкие и газообразные вещества расширяются (детальнее: «Какая термоголовка для радиатора отопления лучше – выбор и установка»). Это, как следствие, ведет к тому, что нагретый продукт выдавливает специальный шток, перекрывая, тем самым, доступ теплоносителя;
  • не менее часто применяются и приборы, именуемые дросселями. Они представляют собой специальные краны винтового типа, с помощью которых можно регулировать проходимость теплоносителя ручным образом. Стоимость их является более доступной, а кроме того, с их помощью можно контролировать двухтрубные отопительные системы;
  • наименее дорогостоящий и самый простой механизм, помогающий отрегулировать температуру – это традиционный вентиль. Безусловно, эксплуатировать в данном случае следует лишь современные модели, а не устаревшие винтовые приборы, так как в старых механизмах очень часто отрываются клапаны, а также существует риск протечки сальников. Совершенно иная ситуация обстоит с шаровыми вентилями: даже в полуоткрытой позиции они надежно и качественно функционируют на протяжении долгого периода времени.


Для того чтобы устройство регуляторов температуры прошло максимально удобно, многие специалисты рекомендуют предварительно изучить различные фото этих устройств и детальные видео по их правильному подключению.

Пример регуляторов температуры отопления на видео:


Подбираем терморегулятор для радиатора отопления по эффективности

Проблема экономии тепла в доме всегда являлась очень важной. А с ежегодным ростом цены за энергию и топливо, расход тепла уже просто необходимо контролировать. Если у вас есть квартира с центральной системой отопления или же частный дом, и свой автономный газовый, электрический котел или котел на дровах, тогда, помимо правильной настройки терморегулятора для котла отопления, желательно установить и терморегулятор для радиатора отопления.

Давайте вместе рассмотрим основные виды терморегуляторов, их технические характеристики, принцип работы, а также разберемся: какой из них лучше выбрать для наших условий.

После того, как вы собрали систему отопления самостоятельно или при помощи специалистов, то можно дополнить ее установкой в регистры специального терморегулятора или термостата для радиатора отопления.

Терморегуляторы для радиатора отопления делятся на три основные группы:

— вентили с ручной регулировкой

— терморегуляторы с датчиком температуры по воздуху

— шаровые краны

Вентиль механический с ручной регулировкой

Этот вид может называться полноценным терморегулятором для вашего радиатора. Внутри встроен перекрывающий движение теплоносителя шток. При механическом вращении ручки вентиля, шток опускается или поднимается. Благодаря этому мы можем плавно регулировать подачу теплоносителя в регистр, и, как следствие, температуру воздуха в помещении.

Вентиль с ручной регулировкой Valtec

Выпускается он, как правило, вместе с разъемным соединением «американкой» для удобства демонтажа радиатора. Вентили с ручной регулировкой бывают прямые или угловые, в зависимости от того, какая система отопления у вас проведена: однотрубная или двухтрубная. Также различаются по диаметру внутреннего прохода: 1/2 или 3/4 дюйма.

Преимущества механического вентиля:

— простота конструкции

— надежность в использовании

— невысокая цена

Недостатки вентилей с ручной регулировкой:

— низкая точность выставляемой температуры

— неудобства ручного использования

Терморегулятор для радиатора с датчиком температуры воздуха

Этот вид терморегуляторов для радиатора наиболее эффективен.
Автоматический терморегулятор или термостат состоит из двух основных частей:

— термостатический клапан

— термостатическая головка

Термоголовка для радиатора состоит из пластикового корпуса с температурной шкалой. Внутри него находится емкость со специальной жидкостью, реагирующей на колебания температуры окружающего воздуха. Эта жидкость является неким индикатором или датчиком температуры.

Под этой емкостью установлен компенсационный механизм и шток. Термостатическая головка накручивается по резьбе на клапан. Диаметр, направление и шаг резьбы самого клапана и термоголовки должен совпадать.

Продаваться они могут как в сборе, так и раздельно, и в инструкции по эксплуатации об этом должно быть указано. Среди производителей стоит отметить термоголовки для радиаторов отопления марки Danfoss или Valtec.

Клапан с термостатической головкой Valtec

Термостатический клапан может функционировать и без термоголовки, вместо которой можно накрутить обычную заглушку. По сути, сам по себе термоклапан чем-то напоминает механический вентиль только без ручки регулятора температуры. На нем можно задать положение регулирующего штока вручную, но без термостатической головки работать автоматически он не сможет.

Принцип работы терморегулятора для радиатора с датчиком температуры воздуха

Допустим, мы задали при помощи ручки термоголовки по шкале необходимую нам температуру воздуха. При ее изменении, жидкость, находящаяся внутри термостата, имеет свойство расширяться и сжиматься.

При этом она давит через компенсационный механизм на шток термостатического клапана, который, в свою очередь, открывает или перекрывает поток теплоносителя в наш отопительный радиатор.

Как установить автоматический терморегулятор в радиатор отопления своими руками

Основное условие правильного монтажа — устанавливайте термостат для радиатора отопления только на входе в батарею, т.е. по ходу движения в нее теплоносителя.

Термостатический клапан имеет резьбу, один конец — наружная, другой — внутренняя. Диаметр, как правило, или полдюйма или три четверти дюйма.

Вкручивайте терморегулятор наружным концом в радиаторную пробку, соответствующего внутреннего диаметра. Термоклапан обычно снабжен «американкой», что позволяет в любой момент его заменить, например, в случае какой-то неисправности.

Достоинства термостата с датчиком температуры по воздуху

— экономия тепловой энергии

— автоматическая работа устройства

— симпатичный внешний вид

Недостатком автоматического терморегулятора для радиатора является, пожалуй, только цена по сравнению с механическими аналогами отличается примерно в 2 раза.
Да, и то, учитывая быстрый срок его окупаемости 1-2 года, это скорее его достоинство.

Смотрите видео про установленную термоголовку на радиаторе

Краны шаровые и их предназначение

Самый простой и недорогой вид трубопроводной арматуры, очень популярен в современных системах отопления. Однако, назвать его терморегулятором можно лишь с «большой натяжкой», поскольку основное предназначение шаровых кранов — это перекрытие потока движения теплоносителя по системе отопления, в том числе и в радиаторы.

Металлический шар,находящийся внутри крана, не может поворачиваться постепенно и плавно, но, благодаря своей конструкции, надежно перекрывает поток теплоносителя.

Итак, в этой статье мы разобрали основные виды терморегуляторов для радиаторов отопления, их предназначения и принцип работы. А какой из рассмотренных типов термостатов для радиатора отопления подойдет именно для вашего дома, теперь решать уже вам.

Читайте также:

Терморегулятор для радиатора отопления: виды, установка

Иногда возникает необходимость подстроить температуру в каждом конкретном помещении. Сделать это можно установив терморегулятор для радиатора отопления. Это небольшое устройство, которое регулирует теплоотдачу батареи отопления. Использоваться может со всеми типами радиаторов, кроме чугунных. Один важный момент — прибор может понизить исходную температуру, но если не хватает мощности отопления, повысить он ее не может.

Содержание статьи

Конструкция терморегуляторов для радиаторов отопления

Терморегулятор для радиатора отопления состоит из двух частей — клапана (термоклапана) и термостатической головки (термостатического элемента, регулятора температуры). Выпускаются эти изделия под разные размеры труб и разные виды систем отопления. Термостатическая головка съемная, на один и тот же клапан можно ставить регуляторы разных типов и даже разных производителей — посадочное место стандартизовано.

Терморегулятор для радиатора отопления состоит из двух частей — специального вентиля (клапана) и термостатической головки (регулятора)

И клапана и регуляторы есть разные, так что перед тем как установить терморегулятор для радиатора отопления придется хоть немного ознакомиться с его строением, функциями и видами.

Термоклапан — строение, назначение, виды

Клапан в терморегуляторе по строению очень похож на обычный вентиль. Имеется седло и запорный конус, который открывает/закрывает просвет для протекания теплоносителя. Температура радиатора отопления регулируется именно таким образом: количеством проходящего через радиатор теплоносителя.

Термостатический клапан в разрезе

На однотрубную и двухтрубную разводку клапана ставят разные. Гидравлическое сопротивление вентиля на однотрубную систему намного ниже (как минимум, в два раза) — только так можно ее сбалансировать. Перепутать вентили нельзя — греть не будет.  Для систем с естественной циркуляцией подходят вентили для однотрубных систем. При их установке гидравлическое сопротивление, кончено, возрастает, но работать система сможет.

На каждом клапане есть стрелка, указывающая движение теплоносителя. При монтаже его устанавливают так, чтобы направление потока совпадало со стрелкой.

Из каких материалов

Изготавливают корпус вентиля из стойких к коррозии металлов, часто дополнительно покрывают защитным слоем (никелируют или хромируют). Есть клапана из:

Понятное дело, что нержавейка — лучший вариант. Она химически нейтральна, не корродирует, не вступает в реакции с другими металлами. Но стоимость таких клапанов велика, найти их сложно. Бронзовые и латунные вентили примерно одинаковы по сроку службы. Что в этом случае важно — это качество сплава, а за ним тщательно следят известные производители. Доверять или нет неизвестным — вопрос спорный, но есть один момент, который лучше отследить. На корпусе обязательно должна присутствовать стрелка, указывающая направление потока. Если ее нет — перед вами совсем дешевое изделие, которое лучше не покупать.

По способу исполнения

Так как радиаторы устанавливаются разными способами, клапана делают прямыми (проходными) и угловыми. Выбираете тот тип, который в вашу систему станет лучше.

Прямой (проходной) клапан и угловой

Название/фирмаДля какой системыДу, ммМатериал корпусаРабочее давлениеЦена
Данфос, угловой RA-G с возможностью настройкойоднотрубной15 мм, 20 ммНикелированная латунь10 Бар25-32 $
Данфос, прямой RA-G с возможностью настройкойоднотрубной20 мм, 25 ммНикелированная латунь10 Бар32 — 45 $
Данфос, угловой RA-N с возможностью настройкойдвухтрубной15 мм, 20 мм. 25 ммНикелированная латунь10 Бар30 — 40 $
Данфос, прямой RA-N с возможностью настройкойдвухтрубной15 мм, 20 мм. 25 ммНикелированная латунь10 Бар20 — 50 $
BROEN , прямой с фиксированной настройкойдвухтрубной15 мм, 20 ммНикелированная латунь10 Бар8-15 $
BROEN , прямой с фиксированной настройкойдвухтрубной15 мм, 20 ммНикелированная латунь10 Бар8-15 $
BROEN ,угловой с возможностью настройкойдвухтрубной15 мм, 20 ммНикелированная латунь10 Бар10-17 $
BROEN ,угловой с возможностью настройкойдвухтрубной15 мм, 20 ммНикелированная латунь10 Бар10-17 $
BROEN , прямой с фиксированной настройкойоднотрубной15 мм, 20 ммНикелированная латунь10 Бар19-23 $
BROEN , угловой с фиксированной настройкойоднотрубной15 мм, 20 ммНикелированная латунь10 Бар19-22 $
OVENTROP , осевой1/2″Никелированная латунь, покрытая эмалью10 Бар140 $

Термостатические головки

Термостатические элементы на терморегуляторы отопления есть трех типов — ручные, механические и электронные. Все они выполняют одни и те же функции, но по-разному, предоставляют разный уровень комфорта, имеют разные возможности.

Ручные

Ручные термостатические головки работают как обычный кран — поворачиваете регулятор в ту или другую сторону, пропуская большее или меньшее количество теплоносителя. Самые дешевые и самые надежные, но не самые удобные устройства. Чтобы изменить теплоотдачу надо вручную крутить вентиль.

Ручная термоголовка — самый простой и надежный вариант

Данные устройства совсем недороги, их можно поставить на входе и на выходе радиатора отопления вместо шаровых кранов. Регулировать можно будет любым из них.

Механические

Более сложное устройство, которое поддерживает заданную температуру в автоматическом режиме. Основа термостатической головки этого типа — сильфон. Это небольшой эластичный цилиндр, который заполнен температурным агентом. Температурный агент — это газ или жидкость, которые имеют большой коэффициент расширения — при нагревании они сильно увеличиваются в объеме.

Устройство терморегулятора на радиатор отопления с механической термостатической головкой

Сильфон подпирает шток, перекрывающий проходное сечение клапана. Пока вещество в сильфоне не нагрелось, шток поднят. По мере повышения температуры, цилиндр начинает увеличиваться в размерах (расширяется газ или жидкость), он давит на шток, который все больше перекрывая проходное сечение. Через радиатор проходит все меньше теплоносителя, он понемногу остывает. Остывает и вещество в сильфоне, из-за чего цилиндр уменьшается в размерах, шток поднимается, теплоносителя через радиатор проходит больше, он начинает немного разогреваться. Далее цикл повторяется.

Газовый или жидкостный

При наличии такого устройства температура в помещении довольно поддерживается точно +- 1°C, но вообще дельта зависит от того, насколько инертным является вещество в сильфоне. Он заполняться может каким-то газом или жидкостью. Газы быстрее реагируют на изменения температуры, но технологически их производить сложнее.

Жидкостный или газовый сильфон — особой разницы нет

Жидкости чуть медленнее изменяют объемы, но их производить проще. В целом, разница в точности поддержания температуры — порядка полу градуса, что заметить практически невозможно. В результате большая часть представленных терморегуляторов для радиаторов отопления оснащена термоголовками с жидкостными сильфонами.

С выносным датчиком

Устанавливаться механическая термостатическая головка должна так, чтобы она была направлена в комнату. Так измеряется температура точнее. Так как имеют они довольно приличные размеры, такой способ установки возможен не всегда. Для этих случаев можно поставить терморегулятор для радиатора отопления с выносным датчиком. Температурный датчик соединяется с головкой при помощи капиллярной трубки. Расположить его можно в любой точке, в который вы предпочитаете измерять температуру воздуха.

С выносным датчиком

Все изменения теплоотдачи радиатора будут происходить в зависимости от температуры воздуха в комнате. Единственный минус такого решения — высокая стоимость таких моделей. Но температура поддерживается точнее.

Название/фирмаДиапазон настроекДиапазон рабочих температурТип управленияФункции/назначениеТип соединенияЦена
Danfoss living ecoот 6°C до 28°Cот 0°C до 40°CЭлектронныйПрограммируемый RA И M30X1,570$
Danfoss RA 2994 с газовым сильфономот 6°C до 26°Cот 0°C до 40°CМеханическийДля любых радиаторовклипсовое20$
Danfoss RAW-K с жидкостным сльфономот 8°C до 28°Cот 0°C до 40°CМеханическийДля стальных панельных радиаторовM30x1,520$
Danfoss RAX с жидкостным сльфономот 8°C до 28°Cот 0°C до 40°CМеханическийДля дизайн-радиаторов белый, черный, хромирванныйM30x1,525$
HERZ H 1 7260 98 с жидкостным сльфономот 6°C до 28°CМеханическийМ 30 х 1,511$
Oventrop «Uni XH» с жидкостным сльфономот 7°C до 28°CМеханическийс нулевой отметкойМ 30 х 1,518$
Oventrop «Uni CH» с жидкостным сльфономот 7°C до 28°CМеханическийбез нулевой отметкойМ 30 х 1,520$

Электронные

По размерам электронный терморегулятор для радиатора отопления еще больше. Термостатический элемент еще больше. В нем кроме электронной начинки устанавливаются еще и две батарейки.

Электронные терморегуляторы на батареи отличаются большими размерами

Движением штока в клапане в этом случае управляет микропроцессор. Данные модели имеют довольно большой набор дополнительных функций. Например, возможность по часам выставлять температуру в помещении. Как это модно использовать? Врачи давно доказали, что спать лучше в прохладном помещении. Потому на ночь можно запрограммировать температуру пониже, а к утру, когда придет время просыпаться, ее можно выставить выше. Удобно.

Недостаток этих моделей — большой размер, необходимость следить за разрядом батарей (хватает на несколько лет эксплуатации) и высокая цена.

Как правильно установить

Ставят терморегулятор для радиатора отопления на входе или на выходе отопительного прибора — разницы нет, работают с одинаковым успехом в обоих положениях. Как выбрать место, где установить?

По рекомендуемой высоте установки. Такой пункт есть в технических характеристиках. Каждое устройство проходит на заводе настройку — их калибруют под контроль температуры на определенной высоте и обычно это — верхний коллектор радиатора. В таком случае теплорегулятор установлен на высоте 60-80 см, его удобно при необходимости регулировать вручную.

Схемы установки теплорегуляторов для радиаторов

Если у вас нижнее седельное подключение (трубы подходят только снизу), есть три варианта — искать устройство с возможностью установки внизу, поставить модель с выносным датчиком или перенастроить термоголовку. Процедура несложная, описание должно быть в паспорте. Всего-то и нужно, что иметь термометр и покрутить в определенные моменты головку в одну, потом в другую сторону.

Установка стандартная — на фум-ленту или льняную подмотку с упаковочной пастой

Сам процесс установки стандартный. На клапане имеется резьба. Под нее подбираются соответствующие фитинги или на металлической трубе нарезается ответная резьба.

Один важный момент, о котором должны помнить те, кто хочет поставить терморегулятор для радиатора отопления в многоквартирных домах. Если у вас однотрубная разводка, их можно установить только при наличии байпаса — участка трубы, который стоит перед батареей и соединяет две трубы между собой.

Если у вас похожая разводка (трубы справа может не быть) наличие байпаса обязательно. Терморегулятор ставить ставят сразу за радиатором

В противном случае вы регулировать будете весь стояк, что точно не понравится вашим соседям. За такое нарушение могут выписать очень даже солидный штраф. Потому, лучше поставить байпас (если нет).

Как отрегулировать (перенастроить)

Все терморегуляторы проходят на заводе настройку. Но установки у них стандартные и могут не совпадать с вашими желаемыми параметрами. Если вас что-то не устраивает в работе  — хотите, чтобы было теплее/холоднее, можно терморегулятор для радиатора отопления перенастроить. Делать это надо при работающем отоплении. Понадобиться термометр. Его вешаете в той точке, где будете контролировать состояние атмосферы.

  • Закрываете двери, ставите головку термостата в крайнее левое положение — полностью открыто. Температура в помещении начнет повышаться. Когда она станет на 5-6 градусов выше желаемой вами, поворачиваете регулятор до упора вправо.
  • Радиатор начинает остывать. Когда температура упадет до того значения, которое вы считаете комфортным, начинаете медленно поворачивать регулятор вправо и прислушиваться. Когда услышите, что теплоноситель зашумел, а радиатор начал прогреваться, останавливайтесь. Запомните какая цифра выставлена на рукоятке. Ее и надо будет выставлять для достижения требуемой температуры.

Отрегулировать терморегулятор для батареи отопления совсем несложно. И повторять это действие можно несколько раз, меняя настройки.

Электронный регулятор температуры батареи отопления Frontier

Настоящая Политика конфиденциальности является составной частью Пользовательского соглашения Сайта и действует в отношении всей информации, в том числе персональных данных Пользователя, получаемых Администрацией Сайта в процессе работы Пользователя с Сайтом, исполнения Пользовательского соглашения  и соглашений между Администрацией сайта и Пользователем. Использование Сайта означает безоговорочное согласие Пользователя с настоящей Политикой конфиденциальности и указанными в ней условиями обработки его персональных данных; в случае несогласия с этими условиями Пользователь должен воздержаться от использования Сайта.

Перед использованием Сайта Пользователю необходимо внимательно изучить настоящую Политику конфиденциальности.

1. ПЕРСОНАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ

1.1. Предоставление в любой форме (регистрация на Сайте, осуществление заказов, подписка на рекламные рассылки и тд.) своих персональных данных Администрации сайта, Пользователь выражает согласие на обработку персональных данных Администрацией сайта в соответствии с Федеральным законом “О персональных данных” от 27.07.2006 №152-ФЗ.

1.2. Обработка персональных данных осуществляется в целях исполнения Пользовательского соглашения и иных соглашений между Администрацией сайта и Пользователем.

1.3. Обработка персональных данных производится исключительно на территории Российской Федерации, с соблюдением действующего законодательства Российской Федерации.

1.4. Согласие Пользователя на обработку его персональных данных дается Администрации сайта на срок исполнения обязательств между Пользователем и Администрацией сайта в рамках Пользовательского соглашения или других соглашений между Пользователем и Администрацией сайта.

1.5. В случае отзыва согласия на обработку персональных данных Пользователя, Пользователь уведомляет об этом Администрацию Сайта письменно или по электронной почте. После получения данного уведомления Администрация Сайта прекращает обработку персональных данных Пользователя и удаляет.

1.6. Сайт не имеет статуса оператора персональных данных. Персональные данные Пользователя не передаются каким-либо третьим лицам, за исключением случаев, прямо предусмотренных настоящей Политикой конфиденциальности.

2. МЕРЫ ПО ЗАЩИТЕ ПЕРСОНАЛЬНЫХ ДАННЫХ

2.1. В своей деятельности Администрация сайта руководствуется Федеральным законом “О персональных данных” от 27.07.2006 №152-ФЗ.

2. 2. Администрация сайта принимает все разумные меры по защите персональных данных Пользователей и соблюдает права субъектов персональных данных, установленные действующим законодательством Российской Федерации.

2.3. Защита персональных данных Пользователя осуществляется с использованием физических, технических и административных мероприятий, нацеленных на предотвращение риска потери, неправильного использования, несанкционированного доступа, нарушения конфиденциальности и изменения данных. Меры обеспечения безопасности включают в себя межсетевую защиту и шифрование данных, контроль физического доступа к центрам обработки данных, а также контроль полномочий на доступ к данным.

3. ИЗМЕНЕНИЕ ПОЛИТИКИ КОНФИДЕНЦИАЛЬНОСТИ

3.1. Администрация сайта оставляет за собой право в одностороннем порядке вносить любые изменения в Политику конфиденциальности без предварительного уведомления Пользователя. Актуальный текст Политики конфиденциальности размещен на данной странице.

Терморегулятор для радиатора отопления в системах различных домов

ПОДЕЛИТЕСЬ
В СОЦСЕТЯХ

В некоторых домах даже в сильные морозы можно видеть открытые форточки. «Топить улицу» во времена повальной установки счетчиков — это ничем не оправданная роскошь. Чтобы поддерживать благоприятную температуру в помещении, используют терморегулятор для радиатора отопления. С помощью этого механизма можно добиться комфортной среды в доме, попутно сэкономив немалую сумму на отоплении.

Терморегулятор позволяет поддерживать оптимальную температуру в помещении

Принцип действия терморегулятора

Существует два метода регулирования микроклимата в помещениях — качественный и количественный. В первом случае меняется сама температура воды в системе. Делается это с помощью смесительного узла, установленного в котельной. Количественный метод подразумевает контроль над поступлением теплоносителя в батарею. Это и есть основная функция терморегулятора для радиатора отопления.

Статья по теме:

При повышении температуры окружающей среды в электронном приборе срабатывает специальный термоэлемент, частично перекрывающий просвет крана. Поступление горячей воды уменьшается, и батарея остывает. При понижении температуры воздуха процесс запускается в обратном порядке. Все операции производятся без участия человека.

Полезный совет! Терморегуляторы в частных домах лучше устанавливать на батареи панельного типа, имеющие небольшую емкость.

Принцип работы терморегулятора

Виды запорно-регулирующей арматуры

Установка регулирующих устройств перед радиаторами обеспечивает не только управление температурным режимом, но и решение вопросов аварийной безопасности. Если батарея потекла, требует замены или ремонта, ее можно отключить от системы одним поворотом крана.

Управление потоком теплоносителя производится с применением следующих элементов:

Шаровый кран

Годится только для отключения батареи, поскольку функционирует в двух режимах — «открыто» и «закрыто». Как терморегулятор для радиатора отопления — неэффективен. Затвор нельзя держать полуоткрытым. Причина в том, что шаровой элемент крана, стоящий в промежуточном положении, постепенно приходит в негодность. Его повреждают твердые частицы, циркулирующие по трубам вместе с теплоносителем. Они неизбежно оставляют царапины на полированном шаре, вследствие чего теряется герметичность запора.

Схема установки радиатора с терморегулятором

Конусный вентиль

В целом достаточно функциональное и малозатратное решение. Регулировать подачу воды можно, но все операции приходится проделывать вручную. Никакой разметки на запорном устройстве нет. Нужно опытным путем подбирать положение вентиля, чтобы снизить или повысить температуру радиатора. Постоянные манипуляции краном также не проходят для него бесследно — чаще всего ломается защитный колпачок прибора.

Конусный вентиль — вид в разрезе

Автоматический терморегулятор для радиатора отопления

Это оптимальный вариант для современного жилья. Механизм прибора состоит из двух частей — чувствительной тепловой головки и клапана. Они взаимодействуют друг с другом без участия какой-либо энергии. Термоголовка (сильфон) представляет собой полый гофрированный цилиндр, заполненный газом или жидкостью.

Если в комнате повысилась температура воздуха, то жидкость в цилиндре расширяется, и сильфон увеличивается. Этим приводится в движение шток, затворяющий клапан. Поток теплоносителя в батарею частично перекрывается, что позволяет скорректировать температуру воздуха в сторону понижения. Если стало прохладно, объем рабочей среды в головке уменьшается. Шток встает на место, клапан открывает проход теплоносителю. Батарея нагревается.

Автоматический терморегулятор для радиатора отопления

Тепловые головки имеют большой запас прочности. Они выдерживают около миллиона циклов расширения и сжатия. Прибор и за 100 лет не выработает такого ресурса.

Полезный совет! В первую очередь терморегуляторы устанавливают в помещениях с нестабильной температурой (на кухне или в комнатах с окнами на солнечную сторону). В частных коттеджах приборы монтируют на радиаторы верхних этажей, куда поднимается теплый воздух. За счет этого выравнивается температурный режим во всем доме.

Электронный терморегулятор для батарей

Технические особенности автоматических термостатов

Принцип действия терморегуляторов для радиаторов отопления один и тот же, но имеется ряд конструктивных различий.

По способу управления

Термостаты с ручной регулировкой. У таких приборов есть головка вентиля, на которую нанесены деления от 0 до 5. Повернув маховик крана, мы увеличиваем или уменьшаем проходное отверстие для теплоносителя.

Ноль обозначает полностью перекрытую батарею, остальные цифры — регулируемый диапазон температур от 14 до 24 градусов.

Строение терморегулятора для радиатора отопления

Электронный прибор. Работает от батареек или аккумулятора. Это самое массивное и дорогостоящее устройство из всех, но и возможности его расширены. Термостат оснащен датчиком температуры, выносным или встроенным. При изменении внешних условий датчик подает сигнал на микропроцессор, и терморегулятор срабатывает.

Стоимость прибора быстро окупается за счет экономии теплоэнергии. Устройство можно запрограммировать на изменение температуры в течение суток, а также по дням недели. К примеру, с 9 до 17 часов выставить температуру на 10-15 градусов, а позже поднять ее до комфортных 22 градусов.

Пример подключения термостата к чугунной батарее отопления

По составу рабочей среды

В сильфоне может находиться жидкость или газ. Газовый терморегулятор для радиатора отопления быстрее откликается на повышение-понижение температур. Но жидкостные реле лучше реагируют на давление сильфона. Кроме того, они проще в производстве, поэтому выпускаются в расширенном ассортименте.

Регуляторы в однотрубной и двухтрубной системах отопления

В домах со старой однотрубной системой батареи подключены последовательно. Это значит, что терморегулятор, приостановив подачу теплоносителя в один радиатор, фактически прекращает циркуляцию горячей воды по всей системе. Замена старых батарей на современные конвекторы должна сопровождаться установкой байпаса — трубы, соединяющей входной и выходной канал трубопровода.

Для такой системы выбирают терморегуляторы с большим внутренним диаметром, обладающие малым сопротивлением. Если не учесть этот момент, то весь теплоноситель пойдет через байпас, а батареи останутся холодными.

Примеры установки терморегуляторов в однотрубной и двухтрубной системе отопления

В двухтрубной системе радиаторы подсоединены параллельно. Отключение одной батареи никак не скажется на работе остальных. Байпас здесь не нужен, а для эффективного регулирования температуры можно вмонтировать термостат с высоким гидравлическим сопротивлением.

Полезный совет! Намного эффективней работают регуляторы на алюминиевых, биметаллических и стальных радиаторах, имеющих низкую тепловую инерцию.

Подключение автоматического термостата к батарее своими руками

Правила установки терморегулятора

Любую запорно-регулирующую арматуру монтируют с учетом направления движения теплоносителя. На приборе имеется стрелка, курс которой должен совпадать с направлением потока горячей воды. Монтируют регулятор только в этом положении.

Устройство должно располагаться горизонтально, параллельно полу. Если кран будет стоять вертикально, то термоголовка окажется в потоке теплого воздуха от трубы. В результате прибор не сможет точно реагировать на изменение температуры. При постоянно полуоткрытом клапане температура в комнате будет ниже заданной.

Схема правильной установки терморегулятора

Нельзя закрывать термостат декоративными панелями и тяжелыми шторами. Если это все же необходимо, то лучше приобрести регулятор с выносным датчиком, который устанавливается на расстоянии от клапана.

В заключение. Эффективность отопительных приборов, оборудованных терморегуляторами, многократно возрастает. Установка термостатов позволяет сэкономить на оплате счетов, упрощает ремонт системы и создает благоприятную микросреду в доме.

Терморегулятор для радиатора отопления (видео)

ОЦЕНИТЕ
МАТЕРИАЛ

Загрузка…

ПОДЕЛИТЕСЬ
В СОЦСЕТЯХ

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ

REMOO В ВАШЕЙ ПОЧТЕ

Что такое автоматический радиаторный терморегулятор?


Отопительный прибор (например, радиатор) системы водяного отопления должен подавать в помещение тепло в строгом соответствии с текущей потребностью. Зимой требуемый уровень тепла выше, весной – ниже, поэтому температура теплоносителя в системе отопления должна меняться.


Регулирование температуры должна осуществлять автоматика индивидуального генератора тепла (котла), который является источником тепловой энергии в доме.


Однако не все котлы оснащаются подобными устройствами: часто автоматика лишь поддерживает температуру воды на постоянном уровне, либо отсутствует вовсе. В результате в помещениях становится то жарко, то холодно. Даже если регулирование на котле все-таки есть, нередко бывает сложно добиться баланса: теневая сторона дома холоднее, солнечная – теплее, поэтому приходится открывать форточки и выпускать уже оплаченное потребителем тепло наружу. Как лучше поступить в данной ситуации?


На радиаторах можно установить вентили или шаровые краны. С их помощью легко уменьшается подача горячей воды в приборы отопления. Сложно представить, чтобы у радиатора постоянно будет дежурить человек и закрывать кран, когда выйдет солнце, затопят камин или придут гости, а потом вновь открывать его, когда станет холоднее.


Такую работу берет на себя автоматический радиаторный терморегулятор. Устройство не только помогает поддерживать постоянную  комфортную температуру в помещении без участия  человека, но и экономит тепло и деньги на его оплату: счета становятся на 20% ниже. Для отопления используется «бесплатное» солнечное тепло, теплопоступления от людей, электроприборов и т.д. Кроме того, воздух вокруг вашего дома станет чище за счет сокращения выбросов дымовых газов от сжигания лишнего топлива.


Строительные нормы не случайно предписывают установку регулирующих устройств перед отопительными приборами, а в жилых зданиях – именно автоматических радиаторных терморегуляторов.


Устройство и принцип работы радиаторного терморегулятора


Радиаторный терморегулятор состоит из двух основных частей: термостатической головки (термоголовки) и регулирующего клапана.


Регулирующий клапан устанавливается на входе теплоносителя в радиатор. Под воздействием термоголовки он изменяет количество горячей воды, проходящей через прибор.


Термоголовка – главный элемент автоматического регулирования. С помощью соединительной гайки она закрепляется на регулирующем клапане и, реагируя на отклонения температуры воздуха в помещении от заданного значения, перемещает затвор регулирующего клапана.


Внутри термоголовки находится гофрированная, заполненная термочувствительной жидкостью емкость (сильфон), иногда в сочетании с ее парами. Через настроечную пружину сильфон связан с нажимным штоком, а тот в свою очередь – со штоком и затвором регулирующего клапана.



Когда температура воздуха в помещении становится выше заданного значения, жидкость в сильфоне расширяется, он сжимается и перемещает шток и затвор клапана в сторону уменьшения протока воды. Радиатор остывает, температура в помещении снижается. При падении температуры на улице происходит обратный процесс: жидкость уменьшается в объеме, сильфон растягивается, высвобождая шток клапана, который под воздействием возвратной пружины поднимается. Проток воды через радиатор увеличивается и, вслед за этим, температура в помещении восстанавливается.


Изменяя силу сжатия настроечной пружины простым поворотом рукоятки термоголовки, можно установить любую желаемую температуру. Терморегулятор будет поддерживать ее без вашего участия. Для этого на корпусе термоголовки нанесена шкала, цифры которой соответствуют температуре настройки.



Как видно, диапазон настройки температуры широк и, в зависимости от типа термоголовки, составляет от 2 до 29оС. Однако следует помнить, что если радиатор изначально рассчитан на поддержание 22 оС, то терморегулятор в любом случае не сможет обеспечить более высокую температуру. Для этого радиатор должен иметь определенный запас.


При необходимости диапазон настройки может быть ограничен с обеих сторон – для этого в комплекте поставляются специальные штифты.


Термоголовки бывают трех разновидностей: со встроенным температурным датчиком, с выносным датчиком и головка дистанционного управления.

  • Первый тип применяется, когда радиатор располагается открыто под окном, и воздух помещения свободно омывает термочувствительный элемент термоголовки.
  • Если радиатор завешен глухими шторами или заставлен мебелью, температура вокруг обычной термоголовки будет выше, чем в помещении – регулятор может работать некорректно. В этом случае используется термоголовка с выносным датчиком, который должен располагаться на свободной стене примерно на высоте 1,5 м от пола, а сама головка – на клапане терморегулятора.
  • Термоголовка дистанционного управления представляет собой обычную головку, размещаемую на стене по тому же принципу, что и выносной датчик. Она связана с клапаном терморегулятора через капиллярную трубку гидропривода. Такая термоголовка применяется для удаленного управления температурой в помещении, когда доступа к радиатору и клапану терморегулятора нет вовсе.


Регулирующий клапан – исполнительное устройство терморегулятора, которое устанавливается на входе теплоносителя в радиатор и изменяет количество горячей воды, проходящей через отопительный прибор.


Клапан терморегулятора нормально открытый нажимного действия (закрывается  под воздействием термоголовки, открывается за счет возвратной пружины).


Правильный выбор радиатора и терморегулятора поможет поддерживать в вашем доме комфортную температуру и сделает жизнь удобней и проще. 

WTC3243HB 2.2 A Контроллер температуры Li + батареи — Электроника длины волны

Компактная конструкция контроллера температуры WTC3243HB обеспечивает стабильность температуры 0,0009 ° C. Эта адаптация стандарта WTC3243 работает от литий-ионных батарей 3,6 В. Диапазон датчика ограничен 1,6 В (при питании 3,3 В). Не работайте с входным напряжением более 8 В.

Его корпус может быть интегрирован с радиатором WHS302, термошайбой WTW002 и вентиляторами WXC303 (+5 В) или WXC304 (+12 В) для упрощения прототипирования.Линейный контур ПИ-регулирования обеспечивает максимальную стабильность, в то время как биполярный источник тока был разработан для повышения эффективности. WTC3243HB обеспечивает ток до 2,2 А для термоэлектрических (биполярных) или резистивных (униполярных) нагревателей.

Контроллер температуры WTC3243 легко конфигурируется под любую конструкцию. Инструмент калькулятора цепей ускоряет выбор значений внешних компонентов (см. Вкладку Инструменты для проектирования). С ним можно использовать практически любой тип датчика температуры, а встроенный источник тока смещения датчика упрощает использование резистивных датчиков температуры.Пропорциональный коэффициент усиления (P) и постоянная времени интегратора (I) устанавливаются внешними резисторами и могут быть изменены для оптимизации превышения температуры и стабильности.

Другие функции обеспечивают дополнительную гибкость. Независимые ограничения теплового и холодного тока устанавливаются одиночными резисторами. Встроенное опорное напряжение упрощает потенциометр для контроля заданного значения температуры. Вы также можете выбрать дистанционное управление с внешним заданным напряжением. Следите за фактическим напряжением датчика на выводе 9.

Прочный и надежный WTC3243HB предназначен для использования в портативных электрооптических системах, безопасных для глаз атмосферных лидарах, бортовых приборах, рамановских спектрометрах и медицинском диагностическом оборудовании. WTC особенно подходит для приложений, где температура сканируется по окружающей среде.

Wavelength предоставляет бесплатный исполняемый файл LabVIEW Virtual Instrument для использования с оценочной платой WTC3293. Нажмите здесь, чтобы загрузить. Исполняемый ВП также требует LabVIEW Run-Time Engine, который можно бесплатно загрузить с веб-сайта National Instruments: http://joule.ni.com/nidu/cds/view/p/id/2534/lang/en, а также поскольку DAQmx Viewer также доступен бесплатно на веб-сайте NI: http: // joule.ni.com/nidu/cds/view/p/id/2604/lang/en.

Исходный код модуля LabVIEW Virtual Instrument доступен бесплатно, если вы хотите изменить программу самостоятельно. В качестве альтернативы, Wavelength может настроить виртуальный инструмент в соответствии с вашим приложением. Обратитесь к инженеру по продажам за помощью.

WTC3243 vs. WHY5640:
— WTC3243 включает в себя дистанционное управление напряжением и мониторинг температуры. WHY5640 — нет.
— WTC3243 поддерживает AD590 и LM335.
— WHY5640 требует внешних цепей для работы чего-либо, кроме резистивных датчиков.
— Два или более WHY5640 могут использоваться вместе для увеличения выходного тока.
— Если вам не нужны все функции WTC3243, WHY5640 является более дешевым решением.
ПРИМЕЧАНИЕ: WHY5640 и WTC3243 НЕ имеют одинаковой конфигурации контактов.

Бесплатная, эффективная и оперативная техническая поддержка доступна для упрощения интеграции продуктов Wavelength в ваш OEM-проект.Стандартный продукт можно легко модифицировать в соответствии с требованиями вашего приложения.

Диапазон питания: от +3,3 до +8 В
Выходной ток контроля температуры: до ± 2,2 A
Стабильность температуры: 0,0009 ° C (термистор 10 кОм при 25 ° C) в течение одного часа
Стабильность окружающая среда: 0,002 ° C (термистор 10 кОм при 25 ° C) в течение часа — идеально подходит для приложений сканирования

Зависимость уставки от фактической температуры Точность: 2 мВ типично

Характеристики:
— Пределы теплового и холодного тока
— ПИ-контроллер минимизирует выбросы и время достижения температуры
— Совместимость с несколькими датчиками
— Регулируемый ток смещения датчика оптимизирует напряжение обратной связи датчика
— Может работать с униполярным током для резистивных нагревателей

Максимальное рассеивание мощности: 9 Вт
Повышение температуры теплоотвода: 30 ° C / Вт без внешнего радиатора

14-контактный DIP-монтажный размер на печатной плате: 33 x 32 x 8 мм

Распиновка контроллера температуры WTC3243 — вид сверху

ПРИМЕЧАНИЕ. WHY5640 и WTC3243 НЕ имеют одинаковой конфигурации контактов.

Подогрев батареи — BriskHeat

Подогрев батареи

Простой и эффективный способ максимально увеличить эффективность литиевых и свинцово-кислотных аккумуляторов в холодных погодных условиях

Приложение

Свинцово-кислотные и литиевые батареи нуждаются в тепле в холодную погоду.

Свинцово-кислотные батареи используются в автомобилях, грузовиках и мотоциклах. Транспортные средства, оставленные на открытом воздухе или в неотапливаемых гаражах, требуют сильных зарядов для запуска двигателей в тяжелых условиях.Использование или зарядка аккумуляторов может быть опасным или потенциально опасным, если их температура опускается ниже 32 ° F (0 ° C). Некоторые производители предлагают нагревать выше точки замерзания до 41 ° F (5 ° C), чтобы минимизировать износ. Чтобы максимизировать эффективность работы свинцово-кислотных аккумуляторов при низких температурах, аккумуляторы следует нагреть до оптимальной температуры от 68 ° F (20 ° C) до 77 ° F (25 ° C). Батареи можно использовать при температуре до 122 ° F (50 ° C).

Литиевые батареи

имеют более высокую плотность заряда (т. Е. Более длительный срок службы) по сравнению с другими батареями.Этот тип батареи используется в электромобилях, где требуется высокая производительность для оптимизации расстояния между зарядками. Компании-производители обычно используют литиевые батареи в своем оборудовании, где необходимо увеличивать срок службы батарей. Температура окружающей среды влияет как на зарядку, так и на разрядку аккумуляторов.

К сожалению, литиевые батареи плохо работают при очень низких температурах. В условиях окружающей среды ниже 14 ° F (-10 ° C) батареи необходимо нагревать, и некоторые производители рекомендуют нагревать, когда температура воздействия падает до 0 ° C (32 ° F), поскольку батареи не следует заряжать при температуре ниже этой.Низкие рабочие температуры значительно снизят ток разряда и общую доступную энергию. Батареи быстро теряют свою емкость при температуре ниже 60 ° F (17 ° C). Опасность также может представлять чрезмерная температура. Полностью заряженные батареи не должны подвергаться воздействию температур выше 95 ° F (35 ° C), а в оптимальном варианте — от 68 ° F (20 ° C) до 77 ° F (25 ° C).

Например, в отдаленных районах страны оборудование наблюдения используется как часть систем безопасности для военных баз, складских помещений или других удаленных рабочих мест.Литиевые батареи используются для резервного питания и должны быть надежными. Жилищное оборудование зданий обычно не отапливается; однако, чтобы быть готовыми к максимальной производительности, батареям требуется источник тепла.

Решение

BriskHeat предлагает несколько нагревательных продуктов, которые могут удовлетворить требования по поддержанию тепла в батареях для описанных приложений. Простые и удобные в использовании, они могут быть «Plug and Play» для сопряжения с контроллерами температуры и встроенными разъемами.

Нагревательные одеяла из силиконовой резины

доступны во многих различных стилях, от тонких SRW серии Economy до версий Custom Cut со встроенной изоляционной пеной или без нее. Доступны одеяла, которые могут включать в себя встроенные термостаты. Одеяла SRW имеют низкий профиль и могут быть спроектированы так, чтобы помещаться в батарейные отсеки.

Нагреватели из алюминиевой фольги

обычно являются более экономичным решением для этих применений. Они специально разработаны, чтобы соответствовать практически любой форме, и могут включать сложные вырезы. Алюминиевый материал будет удерживать свободные формы, позволяя свободно накинуть нагреватель на батарею. Другие варианты включают полужесткие пластины, чувствительные к давлению клеи (PSA), различные варианты мощности и доступны с различными выводами.Стандартная конструкция этих обогревателей не обладает влагостойкостью и химической стойкостью силиконовых одеял; однако их можно заказать для приложений, требующих степени защиты IP65 для пыльных или влажных помещений.

ПРЕДЛАГАЕМЫЕ ПРОДУКТЫ

Управление температурным режимом батареи

Температурные эффекты

Пределы рабочих температур

Все батареи зависят от своего действия в электрохимическом процессе, будь то зарядка или разрядка, и мы знаем, что эти химические реакции в некотором роде зависят от температуры. Номинальная производительность батареи обычно указывается для рабочих температур где-то в диапазоне от + 20 ° C до + 30 ° C, однако фактическая производительность может существенно отличаться от этого, если батарея эксплуатируется при более высоких или более низких температурах. См. «Температурные характеристики» для получения типичных графиков производительности.

Закон Аррениуса гласит, что скорость протекания химической реакции экспоненциально увеличивается с повышением температуры (см. Срок службы батареи).Это позволяет получать больше мгновенной энергии от батареи при более высоких температурах. В то же время более высокие температуры улучшают подвижность электронов или ионов, уменьшая внутренний импеданс ячейки и увеличивая ее емкость.

В верхней части шкалы высокие температуры могут также вызвать нежелательные или необратимые химические реакции и / или потерю электролита, что может вызвать необратимое повреждение или полный выход батареи из строя. Это, в свою очередь, устанавливает верхний предел рабочей температуры для аккумулятора.

В нижней части шкалы электролит может замерзнуть, что приведет к ограничению низкотемпературных характеристик. Но значительно выше точки замерзания электролита производительность батареи начинает ухудшаться, поскольку скорость химической реакции снижается. Даже если батарея может работать при температурах до -20 ° C или -30 ° C, производительность при 0 ° C и ниже может быть серьезно снижена.

Также обратите внимание, что нижний рабочий предел температуры батареи может зависеть от ее состояния заряда.Например, в свинцово-кислотном аккумуляторе по мере разряда аккумулятора сернокислый электролит становится все более разбавленным водой, и его точка замерзания соответственно увеличивается.

Таким образом, аккумулятор необходимо поддерживать в ограниченном диапазоне рабочих температур, чтобы можно было оптимизировать как емкость заряда, так и срок службы. Поэтому для практической системы может потребоваться как нагрев, так и охлаждение, чтобы поддерживать ее не только в рабочих пределах, указанных производителем батареи, но и в более ограниченном диапазоне для достижения оптимальной производительности.

Управление температурным режимом заключается не только в соблюдении этих ограничений. Батарея подвержена нескольким одновременным внутренним и внешним тепловым воздействиям, которые необходимо контролировать.

Источники тепла и водоотводы

Электрический нагрев (Джоулевое нагревание)

При работе любой батареи выделяется тепло из-за потерь I 2 R, поскольку ток течет через внутреннее сопротивление батареи, независимо от того, заряжается она или разряжается.Это также известно как Джоулев нагрев. В случае разряда общая энергия в системе фиксирована, а повышение температуры будет ограничено доступной энергией. Однако это все еще может вызвать очень высокие локальные температуры даже в батареях с низким энергопотреблением. Во время зарядки такое автоматическое ограничение не применяется, поскольку нет ничего, что могло бы помешать пользователю продолжать перекачивать электроэнергию в аккумулятор после того, как он полностью зарядился. Это может быть очень рискованная ситуация.

Разработчики аккумуляторов стремятся поддерживать внутреннее сопротивление ячеек как можно более низким, чтобы минимизировать тепловые потери или тепловыделение внутри батареи, но даже с сопротивлением ячеек всего 1 миллиОм нагрев может быть значительным.См. Примеры в разделе «Влияние внутреннего импеданса».

Термохимический нагрев и охлаждение

Помимо джоулева нагрева, химические реакции, протекающие в ячейках, могут быть экзотермическими, добавляясь к выделяемому теплу, или они могут быть эндотермическими, поглощая тепло в процессе химического воздействия. Поэтому перегрев с большей вероятностью будет проблемой при экзотермических реакциях, в которых химическая реакция усиливает тепло, выделяемое током, а не эндотермическими реакциями, когда химическое воздействие ему противодействует.В аккумуляторных батареях, поскольку химические реакции обратимы, химические вещества, являющиеся экзотермическими во время зарядки, будут эндотермическими во время разряда и наоборот. Так что от проблемы никуда не деться. В большинстве ситуаций Джоулев нагрев будет превышать эффект эндотермического охлаждения, поэтому меры предосторожности все же необходимо принимать.

Свинцово-кислотные аккумуляторы экзотермичны во время зарядки, а аккумуляторы VRLA склонны к тепловому разгоне (см. Ниже). NiMH-элементы также являются экзотермическими во время зарядки, и по мере приближения к полной зарядке температура элемента может резко повыситься.Следовательно, зарядные устройства для NiMH-элементов должны быть спроектированы так, чтобы определять это повышение температуры и отключать зарядное устройство, чтобы предотвратить повреждение элементов. Напротив, никелевые батареи с щелочными электролитами (NiCad) и литиевые батареи эндотермичны во время зарядки. Тем не менее, при зарядке этих аккумуляторов возможен тепловой разгон, если они подвержены перезарядке.

Термохимия литиевых элементов немного сложнее, в зависимости от степени внедрения ионов лития в кристаллическую решетку.Во время зарядки реакция сначала является эндотермической, а затем переходит в слегка экзотермическую в течение большей части цикла зарядки. Во время разряда реакция обратная, сначала экзотермическая, затем переходящая в слегка эндотермическую на протяжении большей части цикла разряда. Как и в других химических реакциях, эффект джоулевого нагрева больше, чем термохимический эффект, пока ячейки остаются в пределах своих проектных ограничений.

Внешнее тепловое воздействие

Тепловое состояние аккумулятора также зависит от окружающей среды.Если его температура выше температуры окружающей среды, он будет терять тепло из-за теплопроводности, конвекции и излучения. Если окружающая температура выше, аккумулятор будет нагреваться от окружающей среды. Когда температура окружающей среды очень высока, система управления температурным режимом должна работать очень усердно, чтобы поддерживать температуру под контролем. Одиночный элемент может очень хорошо работать при комнатной температуре сам по себе, но если он является частью аккумуляторной батареи, окруженной аналогичными элементами, все из которых выделяют тепло, даже если он несет ту же нагрузку, он может значительно превысить свои температурные пределы.

Температура — ускоритель

Конечным результатом термоэлектрических и термохимических эффектов, возможно, усиленных условиями окружающей среды, обычно является повышение температуры, и, как мы отметили выше, это вызывает экспоненциальное увеличение скорости протекания химической реакции. Мы также знаем, что при чрезмерном повышении температуры может произойти много неприятностей

    • Активные химические вещества расширяются, вызывая набухание клетки
    • Механическое искажение компонентов ячейки может привести к короткому замыканию или разрыву цепи
    • Могут происходить необратимые химические реакции, вызывающие необратимое снижение количества активных химикатов и, следовательно, емкости элемента
    • Продолжительная работа при высоких температурах может вызвать растрескивание пластиковых частей элемента
    • Повышение температуры вызывает ускорение химической реакции, повышение температуры еще больше и может привести к тепловому разгоне
    • Газы могут выделяться
    • Давление внутри ячейки
    • Ячейка может в конечном итоге разорваться или взорваться
    • Могут выделяться токсичные или легковоспламеняющиеся химические вещества
    • Судебные иски последуют за

Тепловая мощность — конфликт

По иронии судьбы, поскольку инженеры по аккумуляторным батареям стремятся втиснуть все больше и больше энергии во все меньшие объемы, разработчику приложений становится все труднее получить ее снова.К сожалению, большая сила батарей, изготовленных по новой технологии, также является источником их наибольшей слабости.

Теплоемкость объекта определяет его способность поглощать тепло. Проще говоря, для заданного количества тепла, чем больше и тяжелее объект, тем меньше будет повышение температуры, вызванное теплом.

В течение многих лет свинцово-кислотные батареи были одними из немногих источников питания, доступных для приложений большой мощности.Из-за их большого размера и веса повышение температуры во время работы не было большой проблемой. Но в поисках меньших и легких батарей с большей мощностью и плотностью энергии неизбежным следствием является уменьшение тепловой емкости батареи. Это, в свою очередь, означает, что для данной выходной мощности повышение температуры будет выше.

(Это предполагает аналогичный внутренний импеданс и аналогичные термохимические свойства, что не обязательно так.В результате отвод тепла является серьезной инженерной проблемой для аккумуляторов с высокой плотностью энергии, используемых в мощных приложениях. Разработчики ячеек разработали инновационные методы строительства ячеек, чтобы отводить тепло от ячейки. Разработчики аккумуляторных батарей должны найти столь же инновационные решения, чтобы избавить аккумулятор от тепла.

Температурные характеристики аккумуляторных батарей EV и HEV

Подобные конфликты возникают с батареями EV и HEV.Аккумулятор электромобиля большой, с хорошими возможностями рассеивания тепла за счет конвекции и теплопроводности и подвержен небольшому повышению температуры из-за своей высокой теплоемкости. С другой стороны, батарея HEV с меньшим количеством ячеек, но каждая из которых имеет более высокий ток, должна выдерживать ту же мощность, что и батарея EV, менее чем на одну десятую своего размера. Благодаря более низкой теплоемкости и более низким характеристикам рассеивания тепла это означает, что батарея HEV будет подвергаться гораздо более высокому повышению температуры.

Принимая во внимание необходимость поддерживать работу элементов в допустимом температурном диапазоне (см. Срок службы в разделе «Отказы литиевой батареи»), батарея электромобиля с большей вероятностью столкнется с проблемами, связанными с сохранением тепла в нижнем диапазоне температур, пока аккумулятор HEV с большей вероятностью будет иметь проблемы с перегревом в условиях высоких температур, даже если они оба рассеивают одинаковое количество тепла.

В случае электромобиля при очень низких температурах окружающей среды самонагрев (нагрев I 2 R) за счет протекания тока во время работы, скорее всего, будет недостаточным для повышения температуры до желаемых рабочих уровней из-за большого размера батареи и для повышения температуры могут потребоваться внешние нагреватели. Это может быть обеспечено за счет отвода части емкости батареи на обогрев. С другой стороны, такое же тепловыделение I 2 R в аккумуляторной батарее HEV, работающей в высокотемпературных средах, может привести к тепловому разгоном, и необходимо обеспечить принудительное охлаждение.

См. Также Технические характеристики EV, HEV и PHEV в разделе «Тяговые батареи»

.

Термический побег

Рабочая температура, достигаемая в батарее, является результатом увеличения температуры окружающей среды за счет тепла, выделяемого батареей. Если батарея подвержена чрезмерному току, возникает возможность теплового разгона, что приводит к катастрофическому разрушению батареи.Это происходит, когда скорость выделения тепла внутри батареи превышает ее способность рассеивания тепла. Это может произойти при нескольких условиях:

  • Первоначально тепловые потери I 2 R зарядного тока, протекающего через элемент, нагревают электролит, но сопротивление электролита уменьшается с температурой, так что это, в свою очередь, приведет к более высокому току, вызывающему еще более высокую температуру, усиление реакции до достижения состояния выхода из-под контроля.
  • Во время зарядки зарядный ток вызывает экзотермическую химическую реакцию химических веществ в элементе, которая усиливает тепло, выделяемое зарядным током.
  • Или во время отвода тепла, возникающего в результате экзотермического химического воздействия, генерирующего ток, усиливает резистивный нагрев из-за протекания тока внутри элемента.
  • Слишком высокая температура окружающей среды.
  • Недостаточное охлаждение

Если не приняты какие-либо защитные меры, последствия теплового разгона могут привести к расплавлению элемента или повышению давления, что приведет к взрыву или пожару в зависимости от химического состава и конструкции элемента. Более подробную информацию см. В разделе «Неисправности литиевых батарей».

Система терморегулирования должна держать все эти факторы под контролем.

Примечание

Температурный разгон может произойти во время зарядки свинцово-кислотных батарей с регулируемым клапаном, когда выделение газа запрещено, а рекомбинация способствует повышению температуры. Это не относится к залитым свинцово-кислотным аккумуляторным батареям, поскольку электролит выкипает.

Регуляторы температуры

Отопление

Относительно легко справиться с низкотемпературными условиями эксплуатации.В простейшем случае в батарее обычно достаточно энергии для питания самонагревательных элементов, которые постепенно доводят батарею до более эффективной рабочей температуры, когда нагреватели могут быть отключены. В некоторых случаях достаточно, чтобы аккумулятор не перезаряжался, когда он не используется. В более сложных случаях, например, с высокотемпературными батареями, такими как батарея Zebra, работающая при температурах, значительно превышающих нормальные температуры окружающей среды, может потребоваться некоторый внешний обогрев, чтобы довести батарею до рабочей температуры при запуске, и может потребоваться специальная теплоизоляция для поддержания температуру как можно дольше после выключения.

Охлаждение

Для маломощных батарей достаточно обычных схем защиты, чтобы поддерживать батарею в рекомендуемых пределах рабочих температур. Однако цепи большой мощности требуют особого внимания к управлению температурным режимом.

Проектные цели

  • Защита от перегрева —
    В большинстве случаев это просто включает в себя мониторинг температуры и прерывание пути тока, если температура при достижении температурных пределов достигается с использованием обычных схем защиты.Хотя это предотвратит повреждение аккумулятора от перегрева, оно, тем не менее, может отключить аккумулятор до того, как будет достигнут предел допустимой нагрузки по току, что серьезно ограничит его производительность.
  • Рассеивание избыточного тепла —
    Удаление тепла из батареи позволяет переносить более высокие токи до достижения температурных пределов. Тепло выходит из батареи за счет конвекции, теплопроводности и излучения, и задача разработчика блока состоит в том, чтобы максимизировать эти естественные потоки, поддерживая низкую температуру окружающей среды, путем обеспечения прочного, хорошего теплопроводящего пути от батареи (с использованием металлических охлаждающих стержней или пластин между ними). ячейки, если необходимо), максимально увеличив площадь его поверхности, обеспечив хороший естественный поток воздуха через или вокруг блока и установив его на проводящей поверхности.
  • Равномерное распределение тепла —
  • Даже несмотря на то, что тепловая конструкция батареи может быть более чем достаточной для рассеивания общего тепла, выделяемого батареей, внутри батареи все же могут быть локализованные горячие точки, которые могут превышать указанные температурные пределы. Это может быть проблемой для ячеек в середине многоячеечной упаковки, которая будет окружена теплыми или горячими ячейками по сравнению с внешними ячейками в упаковке, которые обращены к более прохладной среде.

    Температурный градиент аккумулятора может серьезно повлиять на срок его службы. Закон Аррениуса указывает, что с увеличением температуры на каждые 10 ° C скорость химической реакции увеличивается примерно вдвое. Это создает несбалансированную нагрузку на элементы в батарее, а также усугубляет любой возрастной износ элементов. См. Также «Взаимодействие между ячейками и балансировка ячеек».

    Разделение ячеек во избежание этой проблемы увеличивает объем упаковки.Для выявления потенциальных проблемных участков может потребоваться тепловидение.

    Пассивное рассеяние можно еще больше улучшить, установив ячейки в блок из теплопроводящего материала, который действует как теплоотвод. Передача тепла от ячеек может быть максимизирована, если для этой цели используется материал с фазовым переходом (PCM), поскольку он также поглощает скрытую теплоту фазового перехода при переходе из твердого в жидкое состояние. Находясь в жидком состоянии, конвекция также вступает в игру, увеличивая потенциал теплового потока и выравнивая температуру в аккумуляторной батарее.Для этого применения доступны графитовые губчатые материалы с высокой проводимостью, пропитанные воском, который поглощает дополнительное тепло, когда температура достигает точки плавления.

  • Минимальная прибавка к весу —
    Для приложений с очень большой мощностью, таких как тяговые батареи, используемые в электромобилях и HEV, естественного охлаждения может быть недостаточно для поддержания безопасной рабочей температуры, и может потребоваться принудительное охлаждение. Это должно быть последним средством, поскольку это усложняет конструкцию батареи, увеличивает ее вес и потребляет электроэнергию.Однако, если принудительное охлаждение неизбежно, первым выбором будет принудительное воздушное охлаждение с помощью вентилятора или вентиляторов. Это относительно просто и недорого, но теплоемкость теплоносителя, воздуха, который предназначен для отвода тепла, относительно мала, что ограничивает его эффективность. В худшем случае может потребоваться жидкостное охлаждение.
    Для очень высоких скоростей охлаждения требуются рабочие жидкости с более высокой теплоемкостью. Вода обычно является первым выбором, поскольку она недорогая, но можно использовать и другие жидкости, такие как этиленгликоль (антифриз), которые имеют лучшую теплоемкость.Вес хладагента, насосы для его циркуляции, рубашки охлаждения вокруг ячеек, трубопроводы и коллекторы для транспортировки и распределения хладагента, а также радиатор или теплообменник для его охлаждения — все это значительно увеличивает общий вес, сложность и стоимость. батареи. Эти штрафы вполне могут перевесить выгоды, которые, как ожидается, будут достигнуты за счет использования химического состава батарей с высокой плотностью энергии.

Рекуперация тепла

В некоторых приложениях, таких как электромобили, как отмечалось выше, есть возможность использовать отработанное тепло для обогрева салона, и большинство автомобильных систем включают в себя некоторую форму интеграции управления температурным режимом аккумуляторной батареи с системами климат-контроля транспортного средства.Однако это полезно только в холодную погоду. В жарком климате высокая температура окружающей среды ложится дополнительным бременем на управление температурным режимом батареи.

Температура батареи

: контролируете ли вы ее?

Ваша батарея больше не является черным ящиком — стоимость приобретения может составлять от 6 до 9 тысяч долларов.Итак, что после этих огромных инвестиций? Вы даже контролируете свои батареи на предмет температуры, уровня воды и состояния заряда (SoC)?

Высокая температура — самая большая угроза для аккумулятора. Это угроза не только в том случае, если аккумулятор подвергается воздействию высоких температур внутри, но также и при нагревании окружающего воздуха за пределами аккумулятора. Следовательно, мониторинг температуры внутри батареи необходим для владельцев автопарков и менеджеров автопарков, чтобы получить от них максимальную отдачу.

Как тепло влияет на температуру батареи

Было проведено множество исследований воздействия тепла на батареи.Эти исследования показали, что высокие температуры снижают производительность и срок службы батареи.

Исследования показали, что с каждым повышением температуры на 8 ° C герметичная свинцово-кислотная батарея теряет половину своего жизненного цикла. Более того, если тепло повредило батарею, ее емкость не может быть возвращена.

Как уже упоминалось, проблемы с высокой температурой батареи возникают не только внутри нее; они бывают и внешне. Если температура батареи выше, чем температура окружающей среды вокруг нее, она может терять тепло из-за теплопроводности, конвекции и излучения.Если температура окружающей среды выше, чем внутренняя температура аккумулятора, аккумулятор нагревается.

Последующие улучшения

В результате производители со временем улучшили свои батареи, чтобы они стали более устойчивыми к нагреванию. Исследование 2000 Battery Council International (BCI) показывает, что повышение температуры всего на 7 ° C может отрицательно сказаться на сроке службы батареи на один год. К 2010 году улучшения показали, что повышение температуры на 12 ° C приводит к потере одного года срока службы батареи.

Усовершенствования в батареях привели к тому, что срок службы батареи увеличился на 21 месяц. В 1962 году срок службы стартерной батареи составлял 34 месяца; в 2000 году он длился 41 месяц, а в 2010 году исследования показали, что в среднем он длился 55 месяцев.

Производители аккумуляторов быстро определили, что для аккумуляторов необходима система терморегулирования, и разработали такую ​​систему, которая помогает защитить весь аккумуляторный блок. Одна ячейка обычно работает сама по себе. Но при работе в координации со всеми элементами батареи, аккумуляторная батарея может испытывать резкое повышение температуры.

Еще одна угроза здоровью батареи — ее уровень воды, изучите передовые методы управления правильным количеством внутри каждой батареи.

Рассеивание тепла

Производители используют системы управления батареями для отвода тепла. Эти системы включают:

1. Защита от перегрева, которая контролирует температуру и прерывает путь тока, когда температура внутри батареи становится слишком высокой.

2. Рассеяние выделяемого тепла, в результате которого тепло отводится от аккумулятора, чтобы избежать перегрева, который может его повредить.Тепло рассеивается за счет конвекции, теплопроводности и излучения.

3. Равномерное распределение тепла, которое помогает рассеивать тепло, локализовать и управлять горячими точками.

4. Принудительное охлаждение аккумуляторов, которые используются в мощных системах, включая электрические и гибридные электромобили.

В настоящее время проводятся дополнительные исследования по разработке более надежной защиты аккумуляторов. Например, исследователи из Стэнфордского университета экспериментируют с умными батареями, которые отключаются при достижении температуры, превышающей 71 ° C.Они перезапускаются только после остывания.

Защита зарядного устройства

Температура также может влиять на зарядку аккумулятора. Например, зарядка аккумулятора при средней температуре увеличивает срок службы аккумулятора, а аккумулятор более эффективно принимает заряд при более высоких температурах. Однако батарея потребляет меньше тока при более низких температурах.

Аккумулятор лучше всего работает при температуре от 18 ° C до 25 ° C. При повышении температуры в батарее химическая реакция протекает быстрее.Это позволяет повысить производительность батареи. Хотя, если химическая реакция идет слишком быстро, химические вещества могут быть потеряны, а это сокращает срок службы батареи. Если температура поднимется еще выше, то произойдет тепловой разгон, который может отрицательно сказаться на сроке службы батареи.

Внутреннее сопротивление батареи увеличивается при более низких температурах, а мощность батареи уменьшается. Когда температура еще ниже, электролит может замерзнуть, в результате чего аккумулятор перестанет работать. Из-за этого многие зарядные устройства оснащены датчиками, измеряющими температуру.

Потребность в датчиках температуры

Датчики температуры также необходимы на батарее, потому что тепло выделяется всякий раз, когда батарея заряжается, и увеличивает тепло окружающей среды и внутреннее тепло батареи. Таким образом, на зарядном устройстве требуется датчик температуры, поскольку температура аккумулятора высока; зарядное устройство снижает подачу напряжения для обеспечения максимальной зарядки и предотвращения перегрева аккумулятора. Зарядное устройство использует более высокое напряжение аккумулятора при более низких температурах, чтобы компенсировать повышенное сопротивление, вызванное низкой температурой.

Не уверены, какая батарея подходит для вашей работы? Посмотрите полное сравнение свинцово-кислотных и литий-ионных аккумуляторов.

Заключение

Менеджеры парка

могут полагаться на телематическую систему мониторинга и управления батареями, чтобы предупреждать об изменении температуры внутри их батарей, избегая проблем с перегревом, которые могут привести к повреждению батареи и даже взрыву. Устройство также может определить другие проблемы с аккумулятором, а затем предупредить вас об этих проблемах с помощью отчетов, чтобы вы могли сделать все необходимое для предотвращения дальнейших проблем.Отчеты также помогают в создании программы управления батареями и графика технического обслуживания, которые предотвращают возникновение проблем.

Посетите веб-сайт Access Control Group или проконсультируйтесь с представителем Access, чтобы узнать больше о том, как телематические продукты могут обеспечить полный срок службы батарей вашего парка. Наши решения могут даже помочь защитить ваш персонал от возможных травм и несчастных случаев.

Системы хранения энергии | Мировой лидер в области решений для управления температурным режимом

Предпосылки

Системы накопления энергии (ESS) способны придавать гибкость электросети и обеспечивать резервный источник энергии.Системы хранения энергии жизненно важны, когда муниципалитеты испытывают отключения электроэнергии, чрезвычайные ситуации и отказы инфраструктуры, которые приводят к отключениям электроэнергии. Технология ESS оказывает значительное влияние на широкий спектр рынков, включая центры обработки данных, в которых используются источники бесперебойного питания (ИБП), и базовые станции связи, использующие системы резервного питания от батарей. Базовым станциям связи требуются системы хранения энергии, чтобы гарантировать, что облачные системы передачи данных и связи остаются в сети во время кризиса, например стихийного бедствия.Отключение электроэнергии, которое ограничивает или прерывает доступ к данным и коммуникациям, может создать серьезные проблемы для служб быстрого реагирования и других лиц, призванных к действиям для поддержки граждан и восстановления основной инфраструктуры.

Системы резервного питания от батарей должны эффективно охлаждаться для обеспечения надлежащей работы. Тепло может снизить производительность, безопасность и срок службы систем резервного питания от батарей. Традиционно в системах резервного питания от батарей использовались индивидуальные кондиционеры на базе компрессоров.Однако термоэлектрики становятся все более популярными, поскольку они предлагают более низкую стоимость владения по сравнению с другими методами охлаждения. Узлы термоэлектрического охладителя не только устраняют необходимость в индивидуальном решении для сокращения времени разработки продукта, но и упрощают установку. Узлы термоэлектрических охладителей обеспечивают улучшенный контроль температуры по сравнению с кондиционерами на основе компрессоров, поддерживая температуру в пределах 0,5 ° C от заданной температуры. Они обеспечивают терморегулирование в средах, где температура окружающей среды может быть выше или ниже предельных значений температуры батареи, просто изменяя направление тока на обратное.Узлы термоэлектрического охладителя оптимизируют стабилизацию температуры, чтобы обеспечить максимальную эффективность работы чувствительных систем резервного питания от батарей — и все это в меньшем корпусе по сравнению с другими системами охлаждения.

Обзор приложения

Система резервного питания от батарей состоит из ряда силовых инверторов, контроллеров заряда / выпрямителя и аккумуляторных батарей. Согласно приказу FCC 07-177, при отключении питания антенной вышки сотовой связи аварийные батареи должны обеспечивать резервное питание не менее 8 часов.Многие базовые станции расположены в удаленных местах с суровыми погодными условиями, включая холодные горные районы или открытые пустынные районы с высокими температурами и сильными ветрами. Эти базовые станции могут видеть экстремальные температуры от очень низких до очень высоких. Чтобы свести к минимуму замену, требуется длительный срок службы батареи, поскольку многие из этих систем труднодоступны.

Батареи, используемые в базовых станциях сотовой связи, обычно располагаются в шкафах с вентиляцией для защиты жизненно важного оборудования от паров и коррозионных химикатов, содержащихся в аккумуляторных батареях с жидким электролитом, которые часто являются свинцово-кислотными или свинцово-кислотными с регулируемым клапаном (VRLA).Несколько свинцово-кислотных аккумуляторов соединены в последовательную цепь, образуя группу, обеспечивающую электроэнергию постоянного тока. Чем больше батарей соединено вместе, тем больше тепла выделяется внутри шкафа. Обычно есть две или более группы последовательно соединенных батарей. Эти группы аккумуляторов соединены в параллельную цепь, что позволяет отключить одну группу аккумуляторов для ремонта или замены без отключения резервного питания. Как правило, чем больше электрическая емкость аккумуляторного шкафа, тем больше размер каждой отдельной батареи и тем выше напряжение постоянного тока в помещении.

В зависимости от расположения базовой станции температура может варьироваться от 50 ° C до минимума -30 ° C. Тепло, выделяемое в аккумуляторном шкафу, может варьироваться в зависимости от температуры окружающей среды. Для надежной работы и максимального срока службы батареи корпус должен поддерживаться при температуре от + 10 ° C до + 30 ° C.

Вызовы

Никакой батареи не хватает на вечность. Резервные батареи обычно медленно теряют емкость, пока не достигнут 80-85 процентов от первоначального номинала.За этим следует более высокая частота отказов.

Номинальная емкость аккумулятора рассчитана для температуры окружающей среды 25 ° C (77 ° F). Любое отклонение от этой рабочей температуры может значительно изменить производительность батареи и сократить ее ожидаемый срок службы. Чтобы определить срок службы батареи в зависимости от температуры, можно предположить, что на каждые 8,3 ° C (15 ° F) среднегодовой температуры выше 25 ° C (77 ° F) срок службы герметичной свинцово-кислотной батареи сокращается на 50%. . Это означает, что батарея VRLA, рассчитанная на 10 лет при 25 ° C (77 ° F), прослужит только 5 лет при постоянном воздействии 33 ° C (92 ° F) и 30 месяцев при постоянной температуре пустыни 41. ° С (106 ° F).Если аккумулятор поврежден из-за нагрева, его емкость не может быть восстановлена.

В системах резервного питания аккумуляторов нагрев и перезаряд являются двумя наиболее важными факторами, которые приводят к деградации аккумулятора, снижению производительности и даже тепловому разгоне. Контроль и стабилизация температуры окружающей среды, измеряемой резервной батареей, имеет решающее значение для производительности и срока службы батареи. Напряжение зарядки аккумулятора необходимо регулировать в зависимости от температуры аккумулятора.

Эта регулировка зарядного напряжения известна как температурная компенсация и является функцией, которая помогает гарантировать, что аккумулятор не будет недозаряжен или перезаряжен независимо от температуры аккумулятора.На все химические реакции влияет температура. Зарядка аккумулятора — это электрохимическая реакция, поэтому на нее также влияет температура. В частности, холодным батареям требуется более высокое напряжение заряда, чтобы протолкнуть ток через пластины батареи и электролит, а более теплым батареям требуется более низкое напряжение заряда, чтобы исключить возможное повреждение ячеек VRLA и уменьшить ненужное газообразование при использовании затопленных элементов.

Необходимо предпринять шаги для максимального увеличения срока службы и производительности аккумулятора, в том числе с помощью усовершенствованных систем охлаждения.Однако в слишком многих шкафах базовых станций используются дорогие и громоздкие кондиционеры на основе компрессоров, а не альтернативы, такие как термоэлектрические охладители.

Обзор компрессорного кондиционера

Обычная компрессорная система состоит из трех основных частей: 1) испарителя, 2) компрессора и 3) конденсатора. Испаритель (холодная секция) — это место, где хладагент под давлением проходит через расширительный клапан и расширяется, кипит и испаряется.Во время этого изменения состояния с жидкости на газ поглощается энергия (тепло). Компрессор действует как насос хладагента и повторно сжимает газ в жидкость. Конденсатор отводит тепло, поглощаемое испарителем, и тепло, выделяемое при сжатии, в окружающую среду.

Обычные кондиционеры на базе компрессора обычно питаются от переменного тока. Однако при отключении питания переменного тока система охлаждения отключится, и охлаждение для поддержания температуры окружающей среды для системы резервных батарей не будет.В случае отключения электроэнергии, когда доступная электрическая мощность снижается, батареи могут охлаждаться или не охлаждаться должным образом. Система охлаждения, работающая от источника постоянного тока, например термоэлектрический охладитель, не будет восприимчива к отключениям или потере энергии, что позволяет поддерживать постоянную температуру окружающей среды системы резервного питания от батарей.

Многие приложения с резервным аккумулятором работают в условиях окружающей среды, которые меняются в течение дня и в течение сезона.Компрессорные системы либо полностью включены, либо выключены. Пропорционального управления нет, поэтому необходимо постоянно использовать полную мощность. Кроме того, пусковой ток для системы на основе компрессора часто в три раза превышает рабочий ток в установившемся режиме, и схема должна быть рассчитана на такой ток. Сочетание непропорциональности, повторяющегося двухпозиционного управления и высокого потребления энергии при запуске снижает прирост эффективности в установившемся режиме, который предлагают системы на основе компрессоров по сравнению с другими вариантами, такими как термоэлектрические системы.

Работа компрессорной системы зависит от движущихся частей и охлаждающей жидкости. И компрессор, и двигатель необходимы для перемещения рабочей жидкости по системе, а вентиляторы используются для циркуляции воздуха через испаритель. Компоненты компрессорной системы со временем изнашиваются из-за трения, теплового расширения и двухпозиционного управления. Существует вероятность утечки охлаждающей жидкости через уплотнения, которые устают от продолжительной работы. Из-за охлаждающей жидкости компрессорную систему необходимо держать в определенной ориентации во время транспортировки, погрузочно-разгрузочных работ и установки, чтобы предотвратить повреждение системы.Он может быть установлен только в определенных ориентациях, поэтому для разных установок необходимы специальные блоки.

Кроме того, компрессоры больше и тяжелее, чем другие варианты. Компрессорные системы испытывают вибрацию, которая может иметь кумулятивный эффект на ослабление соединений оборудования в охлаждающем устройстве и электронике в корпусе. Шум также является проблемой из-за различных движущихся частей в этих системах. В твердотельных системах этих проблем нет.

Компрессорные системы обычно рассчитаны на работу при температуре от 20 ° C до 55 ° C.Этот диапазон полезен для большинства приложений и рабочих сред. Однако, если требуется нагрев, необходимо использовать отдельный нагреватель и схему переключения, или, если требуются более высокие или более низкие температуры, необходимо разработать специальный компрессор для этого диапазона (с соответствующим хладагентом и всем оборудованием).

Все проблемы и проблемы, связанные с системами охлаждения на базе компрессора — мощность, эффективность, надежность, обращение и установка, вибрация и шум, раздельный нагрев и охлаждение, а также контроль температуры — могут быть решены с помощью твердотельных устройств с использованием термоэлектрическое охлаждение.

Обзор термоэлектрических устройств

Термоэлектрические охладители — это твердотельные тепловые насосы, работающие на эффекте Пельтье. Когда электрический ток подается в цепь, содержащую два разнородных материала, тепло поглощается на одном стыке (холодная сторона) и выделяется на другом стыке (горячая сторона). Конструкция устройств Пельтье требует использования полупроводников как n-типа, так и p-типа. Поскольку тепло естественным образом течет вниз по температурному градиенту от горячего к холодному, способность термоэлектрического охладителя перемещать тепло от холодного к горячему в твердотельной структуре является уникальной.Кроме того, при изменении полярности приложенного постоянного тока возможен нагрев. Эта функция особенно полезна для приложений, требующих как нагрева, так и охлаждения для точного контроля температуры.

Термоэлектрические охладители представляют собой отличную альтернативу компрессорным системам охлаждения, хотя отсутствие опыта работы с такими устройствами может вызвать сомнения у некоторых конечных пользователей. Системы на основе термоэлектрических элементов компактны, прочны и полностью твердотельные, без движущихся частей, жидкостей или газов.Основные законы термодинамики применимы к этим устройствам так же, как и к более традиционным системам, обеспечивающим теплопередачу.

Оценка технологии сборки термоэлектрического охладителя

Узлы термоэлектрических охладителей, которые соединяют механизмы теплопередачи с термоэлектрическими охладителями, представляют собой компактные, эффективные устройства, которые могут контролировать температуру базовых станций. Термоэлектрические охладители имеют диапазон холодопроизводительности от примерно 10 до 400 Вт и могут охлаждаться за счет отвода тепла от источников управления посредством конвекции, теплопроводности или жидкости.

Термоэлектрические устройства работают с использованием постоянного тока, что делает их менее уязвимыми для затемнения и отключения электроэнергии, которые могут повлиять на другие типы систем охлаждения. Использование мощности постоянного тока позволяет термоэлектрическим охладителям отводить тепло со скоростью, пропорциональной подаваемой мощности, поэтому при низких потребностях в охлаждении для поддержания контроля температуры используется меньше энергии. Это выгодно отличается от режима «включено» / «выключено» компрессорных систем.

Кроме того, возможность обеспечивать как охлаждение, так и нагрев с помощью одного и того же термоэлектрического устройства, просто изменяя направление тока на обратное, означает, что можно избежать быстрого переключения из-за превышения температуры между конкурирующими охлаждающими и нагревательными устройствами.Узлы термоэлектрического охладителя обеспечивают высокую степень контроля температуры, повышенную энергоэффективность и повышенную надежность по сравнению с другими системами охлаждения.

Узлы термоэлектрического охладителя обладают рядом дополнительных преимуществ по сравнению с другими технологиями охлаждения. Например, обычные кассеты вентиляторов не охлаждаются ниже температуры окружающей среды и требуют воздухообмена с окружающей средой. Узлы термоэлектрического охладителя могут охлаждаться до температуры значительно ниже температуры окружающей среды и защищать электронику внутри корпуса от внешних загрязнений и предотвращать воздействие внешней среды.Узлы термоэлектрического охладителя также обеспечивают точный контроль температуры с точностью до 0,01 ° C от заданной температуры благодаря своей системе регулирования пропорционального типа.

Рабочий диапазон типичного термоэлектрического охладителя составляет от -40 ° C до + 65 ° C для большинства систем. Для систем на базе компрессора типичный рабочий диапазон составляет от + 20 ° C до + 55 ° C, что позволяет термоэлектрическим охладителям работать в гораздо более обширной окружающей среде.

Термоэлектрические охладители имеют твердотельную конструкцию, поэтому в них нет компрессоров или двигателей.Поэтому они имеют более компактный форм-фактор и меньший вес, чем обычные компрессорные системы. Единственными движущимися частями в узлах термоэлектрических охладителей являются вентиляторы на горячей и холодной сторонах, которые обеспечивают циркуляцию воздуха после того, как тепло поглощается в шкафу и рассеивается в окружающую среду. Это означает, что они имеют гораздо более низкий уровень шума и вибрации и более длительный срок службы по сравнению с конкурирующими технологиями.

Узлы термоэлектрического охладителя

не используют охлаждающую жидкость какого-либо типа, а это означает, что они могут устанавливаться в различных положениях без какого-либо влияния на производительность или надежность.Поскольку ХФУ не используются, они безвредны для окружающей среды и не подлежат ограничениям с точки зрения государственных нормативных актов по озоноразрушению. В результате узлы термоэлектрического охладителя практически не требуют обслуживания в полевых условиях, что снижает общую стоимость владения.

В следующей таблице показан сценарий применения термоэлектрических устройств по сравнению с системами на основе компрессора:

На термоэлектрической основе На базе компрессора Комментарии
Потребляемая мощность Best с пропорциональным регулированием в режиме охлаждения и нагрева. Нет пропорционального управления; влияет на общую эффективность. Термоэлектрический охладитель более эффективен в более широком диапазоне температур.
Надежность> 70,000 часов Неопубликованные Вентилятор — это только подвижная часть в термоэлектрическом охладителе.
Потребляемая мощность Требуется постоянный ток Требуется переменный ток DC более гибкий для работы в нескольких географических регионах.
Надежность Твердотельные тепловые насосы; пропорциональное управление; вентилятор — это только движущаяся часть. Механический насос, хладагенты, вентиляторы. Рабочий цикл включения-выключения. Вентилятор — единственная подвижная часть в узле термоэлектрического охладителя
Обращение и установка Может транспортироваться, храниться и устанавливаться в любом положении (сверху, вертикально, горизонтально) Хладагент (R134a) требует особой ориентации. Контроль конденсации может диктовать определенную конструктивную ориентацию в сборке термоэлектрического охладителя.
Шум / вибрация <61 дБ (A) / нет <61 дБ (A) / механический Вентилятор — единственная подвижная часть в термоэлектрическом охладителе с возможностью регулирования скорости
Техническое обслуживание Разборка не требуется. Периодический сжатый воздух над радиаторами. Для доступа к змеевикам и камерам требуется разборка.Сжатый воздух, заправка хладагента. Термоэлектрический охладитель в сборе имеет низкую совокупную стоимость владения.
Контроль температуры <0,01 ° С ≥2 ° С Точность термоэлектрического регулятора до <0,01 ° C, при необходимости с использованием PID
Размер 0,0127 м3 0,0273 м3 Термоэлектрический охладитель в сборе занимает меньше места, чем система на базе компрессора.
Масса 7 кг 17 кг Термоэлектрический охладитель в сборе весит меньше, чем система на базе компрессора.

Решение

Серия наружных охладителей

Laird Thermal Systems представляет собой термоэлектрический охладитель воздух-воздух, обеспечивающий надежную и компактную работу для охлаждения шкафов на открытом воздухе. Серия Outdoor Cooler, разработанная для работы в суровых условиях, сочетает в себе превосходную способность к тепловому насосу с форм-фактором при минимальном потреблении энергии.

Тепловой насос серии AA-230 составляет 230 Вт при dT = 0 ° C, Tambient = 35 ° C. Тепло поглощается и рассеивается через специально разработанные теплообменники с высоким соотношением сторон, воздуховоды и высокопроизводительные вентиляторы. Блоки предназначены для горизонтальной установки, чтобы разместить на полках в шкафу или стойке, обеспечивая меньший и более эффективный вариант охлаждения или нагрева жизненно важной электроники. Вместо охлаждения всего шкафа один меньший охладитель AA-230 защищает только конкретную электронику, которая требует охлаждения, что приводит к экономии затрат на электроэнергию.AA-230 может работать дольше при меньшей мощности, чем ранее разработанные термоэлектрические охлаждающие устройства.

Серия AA-480 обеспечивает мощность охлаждения до 480 Вт и имеет коэффициент производительности (COP), равный 1. Узел термоэлектрического охладителя серии AA-480 экономит почти 30% места по сравнению с двумя стандартными воздуховоздушными агрегатами. предлагаемые сегодня агрегаты с аналогичной холодопроизводительностью. Это упрощает установку и занимает меньше места внутри шкафа.

Оба продукта безвредны для окружающей среды, поскольку работа в твердом состоянии устраняет необходимость в компрессоре и хладагентах CFC, которые регулируются государством.

Кроме того, серии AA-230 и AA-480 были разработаны с учетом строгих требований испытаний Telcordia, таких как устойчивость к землетрясениям, соляному туману, ветровому дождю, воздействию высоких температур и загрязнению пылью. Это связано с выбором компонентов мирового класса, таких как фирменные вентиляторы с высочайшей степенью защиты окружающей среды и водонепроницаемыми разъемами с гарантированным сроком службы, усиленное анодирование радиаторов высокой плотности, защита от перегрева и двойные экологические уплотнения. для термоэлектрических охладителей.

Контроль температуры

Спецификация контроля температуры для резервного аккумулятора обычно составляет +/- 2 ° C или выше. Это позволяет спроектировать гистерезис, уменьшая цикличность между охлаждением и нагревом или включением / выключением, когда температура корпуса достигает заданного значения. Этот диапазон подходит для термостатического управления, но для более жесткого допуска требуется пропорциональный тип управления.
Термоэлектрический контроллер SR-54 может управлять температурой шкафа с точностью до 0 ° C.1 ° C от заданной температуры. Это достигается за счет встроенного двунаправленного пропорционально-интегрально-производного (ПИД) управления, регулирующего полезную мощность термоэлектрического охладителя и обеспечивающего точную настройку и быструю реакцию на колебания тепловой нагрузки, вызванные компонентами или окружающей средой. Двунаправленный термостатический контроллер может работать как в режиме нагрева, так и в режиме охлаждения, в зависимости от времени года в течение года. Дополнительные функции включают сигнализацию для обнаружения отказа вентилятора, термистора или термоэлектрического охладителя.Можно включить внешнюю связь, чтобы уведомить конечного поставщика услуг о том, что пришло время для замены.

Результаты

Серия наружных охладителей Laird Thermal Systems предлагает более низкую стоимость владения за счет поддержания соответствующего температурного диапазона с использованием меньшего количества энергии, чем стандартные системы воздух-воздух, благодаря высокому коэффициенту производительности (COP). Благодаря инновационному дизайну, конструкция в устойчивом состоянии требует меньшего обслуживания, чем стандартные кондиционеры на базе компрессора.
Агрегаты AA-230 и AA-480 могут работать намного дольше при меньшем энергопотреблении, чем ранее разработанные холодильные агрегаты на основе термоэлектрических элементов, что обеспечивает более длительное время автономной работы от батареи во время перебоев в подаче электроэнергии.

Заключение

Laird Thermal Systems предлагает самый широкий в отрасли выбор термоэлектрических охладителей в сборе. Наши термоэлектрические охладители обеспечивают стабилизацию температуры, что обеспечивает максимальную эффективность работы чувствительных систем резервного питания от батарей.В сочетании с контроллером SR-54, обеспечивающим точный контроль температуры и точность с точностью до 0,1 ° C, серии AA-230 и AA-480 предлагают охлаждающие устройства, разработанные для суровых условий окружающей среды, что делает их идеальными для приложений резервного питания от батарей.

FUN FAQs | California Heat

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ

Какие гарантии на продукт? (подробности см. на странице гарантии ЗДЕСЬ)

Совместима ли одежда / аксессуары с подогревом California Heat с другими брендами?

Да, некоторые марки.Есть бренды, которые недавно изменили свои разъемы / вилки, поэтому, пожалуйста, позвоните нам для получения более конкретной информации, чтобы обеспечить наилучшие ощущения от одежды с подогревом.

Что делать, если намокнет нагретая одежда, аккумулятор 12 В или аккумулятор 7 В?

Вся проводка нашей одежды имеет прочное покрытие, поэтому опасность намокания отсутствует.

Батареи (и другие обогреваемые аксессуары) водонепроницаемы и выдерживают большинство погодных условий.Однако аккумулятор не предназначен для погружения в воду или другие жидкости.

Можно ли стирать нагретую одежду?

Да. Стирать вручную с мягким стиральным порошком и сушить в подвешенном состоянии. Вы также можете поместить одежду в стиральную машину, просто застегните все свободные провода, поместите одежду в сумку для нижнего белья и установите стиральную машину на деликатный цикл. Обязательно вынимайте из карманов батарейки и любые другие предметы. НЕ ПОДВЕРГАТЬ ХИМИЧЕСКОЙ ЧИСТКЕ. НЕ ГЛАДИТЬ. НЕ МАШИНА СУХАЯ.

Как подключить одежду с подогревом для мотоциклов / силового агрегата 12 В и автомобиля?

(также см. Схему 12 В внизу страницы)

Есть несколько способов подключить одежду к источнику питания 12 В:

1.Жгут аккумуляторной батареи

Подключите напрямую к положительной и отрицательной клеммам аккумулятора.

2. Штекер для принадлежностей 12 В / штекер BMW (адаптер для прикуривателя)

Адаптер подключается непосредственно к стандартной розетке 12 В постоянного тока, которая обычно используется в автомобилях, автобусах, лодках и даже тракторах. Он также преобразуется в разъем адаптера BMW.

3. Устройство для подключения аккумулятора (через гнездовой кабель SAE к коаксиальному кабелю)

Женский шнур SAE — коаксиальный кабель можно подключить непосредственно к кабелю для подключения аккумулятора.Тем не менее, аккумуляторная батарея большинства автомобилей Powerport имеет предохранитель только на 3-5 ампер. Следовательно, вы ДОЛЖНЫ заменить предохранитель так, чтобы общая сила тока подключенной одежды не превышала максимальную силу тока предохранителя.

Если вы выберете такой способ подключения, мы рекомендуем больше не использовать его в качестве средства для защиты аккумулятора, чтобы избежать неисправности, которая может привести к повреждению аккумулятора.

ВНИМАНИЕ: При всех способах подключения ВСЕГДА следует использовать регулятор температуры.Контроллер регулирует тепловыделение, чтобы вы ездили комфортно и безопасно. Без контроллера вы будете испытывать постоянную температуру не менее 135 ° F.

Термисторные датчики температуры NTC обеспечивают безопасность литий-ионных батарей

Термисторные датчики температуры

NTC являются ключевым компонентом зарядки и безопасности литий-ионных аккумуляторов. Они предоставляют критические данные о температуре, необходимые для поддержания литий-ионного аккумулятора в оптимальном состоянии во время цикла зарядки. Тщательное регулирование температуры во время зарядки продлевает срок службы батареи и позволяет избежать опасностей, присущих литий-ионным батареям.

Литий-ионные аккумуляторы Power Green Energy

Литий-ионная батарея

— Домашний накопитель солнечной энергии

Из-за небольшого веса и высокой плотности энергии литий-ионные батареи используются исключительно в бытовой электронике. Литий-ионные батареи теперь заменяют свинцово-кислотные батареи в мощных приложениях, таких как системы хранения энергии (ESS), фотоэлектрическая солнечная энергия (PV) и электромобили (PEV). В отличие от предыдущих аккумуляторных технологий, литий-ионные аккумуляторы не развивают «память» при частичном заряде или разряде и могут быть полностью разряжены и заряжены сотни раз без снижения производительности.Это делает их особенно подходящими для использования в экологически чистых источниках энергии.

Зарядка литий-ионных аккумуляторов

График Battery University показывает четыре различных этапа зарядки литий-ионных аккумуляторов. Он показывает соотношение тока и напряжения в течение всего цикла зарядки.

1. Ток предварительной зарядки поддерживается постоянным, в то время как напряжение может возрасти до максимального заданного значения.

2. Напряжение насыщения поддерживается на максимальной уставке, и со временем ток заряда уменьшается.

3. Готовность Зарядное напряжение отключается, когда зарядный ток падает до 3% от номинального выходного тока батареи.

4. Подзарядка Этот этап требуется только в том случае, если аккумулятор остается в режиме ожидания в течение длительного периода времени.

Балансировка заряда

, хотя и не входит в число четырех этапов зарядки, необходима для безопасного и эффективного использования многоэлементных литий-ионных аккумуляторов. Также называемый выравниванием заряда, он гарантирует, что каждый элемент батареи синхронизируется с другими во время процесса зарядки.

Ограничение напряжения и тока

Для зарядки литий-ионных аккумуляторов требуется ограничение напряжения и тока

Зарядный ток ограничен, и на этапе предварительной зарядки разрешено повышение зарядного напряжения. Максимальный зарядный ток определяется, прежде всего, номинальной емкостью аккумулятора в ампер-часах. По мере зарядки увеличивающееся напряжение ограничивается заранее заданным значением от 4,1 В до 4,3 В на элемент, в зависимости от химического состава литий-ионных аккумуляторов.

Более ранние батареи на основе никеля требовали предела 4,1 В на элемент, в то время как батареи кобальтовых, марганцевых и алюминиевых типов не могли превышать 4,2 В на элемент. Литий-ионные аккумуляторы наивысшей емкости заряжаются только до 4,3 В на элемент.

Во время стадии насыщения напряжение поддерживается на этих максимальных заданных значениях предварительной зарядки. Зарядный ток сначала уменьшается медленно, затем быстро. Зарядка прекращается, и аккумулятор готов к использованию, когда зарядный ток падает до 3% от номинального значения в ампер-часах аккумулятора.

Подзарядка — это не то же самое, что подзарядка непрерывным током. Литий-ионные батареи хорошо сохраняют свой заряд в режиме ожидания, с небольшим внутренним разрядом, но, возможно, потребуется «дозаправить» по истечении длительного времени. Капельная зарядка не рекомендуется.

Для обеспечения стабильности во время цикла зарядки тщательно контролируются как напряжение, так и ток. Из них наиболее важным для управления температурой аккумулятора является управление зарядным напряжением.

Контроль температуры батареи

Слишком низкая температура батареи замедлит скорость зарядки, а слишком высокая температура батареи создаст опасность.Поддержание правильного диапазона температур зарядки дает дополнительное преимущество, увеличивая ожидаемый срок службы батареи.

Литий-ионные батареи

обычно повышают температуру на 5 ° C (9 ° F) в течение 2-3 часов, необходимых для зарядки. Такое повышение температуры является нормальным и связано с химической реакцией, происходящей во время цикла зарядки. Во избежание опасности температура аккумулятора не должна превышать 10 ° C (18 ° F) во время зарядки.

Температура окружающей среды в непосредственной близости от аккумулятора сильно влияет на температуру аккумулятора во время цикла зарядки.Тепло, создаваемое химической реакцией зарядки, увеличивает начальную температуру аккумулятора. Оптимальный диапазон температур литий-ионного аккумулятора во время зарядки довольно узкий: от 10 ° C до 30 ° C (от 41 ° F до 86 ° F). Хотя быстрая зарядка и приемлема, она требует, чтобы температура батареи не превышала 45 ° C (113 ° F). Зарядка при температуре выше 45 ° C (113 ° F) снизит производительность аккумулятора.

Опасность перегрева

Перегрев, вызванный перегрузкой по току, перенапряжением, высокой температурой окружающей среды или любой их комбинацией, может привести к тепловому разгоне.Это опасное состояние, которое может привести к возгоранию аккумулятора или даже к катастрофическому взрыву. Во избежание теплового разгона нельзя превышать верхнюю безопасную температуру батареи.

Зарядка литий-ионного аккумулятора требует тщательного контроля температуры во избежание опасностей

Необходимо тщательно соблюдать верхний предел температуры для безопасной зарядки. Пороговая температура взрыва батареи широко варьируется в зависимости от химического состава литий-ионной батареи:

  • от 130 ° C до 150 ° C (от 266 ° F до 302 ° F) — оксид лития-кобальта, широко используемый в бытовой электронике
  • от 170 ° C до 180 ° C (от 338 ° F до 356 ° F) — оксид лития, никеля, марганца, кобальта, широко используется в автомобилях
  • 250 ° C (482 ° F) — литий-ионный оксид марганца, популярный в ручных инструментах с батарейным питанием

Чтобы избежать потенциальной аварии, перед достижением этих температур необходимо полное отключение напряжения зарядки аккумулятора.

Контроллер заряда Li-Ion

Разработано решение для безопасной и эффективной зарядки литий-ионных аккумуляторов. Для точного управления зарядным током, напряжением и, как следствие, температурой аккумулятора требуется, чтобы в зарядных устройствах для литий-ионных аккумуляторов использовалась сложная электронная схема управления. Эти контроллеры используют предварительно определенные уставки и алгоритмы для динамической регулировки напряжения заряда. Это поддерживает температуру батареи в установленных безопасных пределах в течение всего цикла зарядки.

На этой схеме, разработанной Texas Instruments, показаны компоненты зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов. Для многоэлементной литий-ионной батареи важно контролировать каждую отдельную ячейку в батарее. Очень важно поддерживать клетки в многоячеистой упаковке в сбалансированном состоянии. Зарядная ИС регулирует ток и напряжение до точных уровней, необходимых для литиевой батареи.

Контроллер заряда литий-ионных аккумуляторов MasterVolt MPPT 60 с датчиком температуры аккумулятора

Часто называемые АЦП, эти аналого-цифровые контроллеры используют датчики температуры, физически установленные на литий-ионных батареях для передачи данных о температуре контроллеру.Используя эту обратную связь, контроллер компенсирует высокую или низкую температуру батареи, чрезмерную температуру окружающей среды и полностью прекращает зарядку, если батарея достигает критически высокой температуры.

Датчики температуры термистора NTC, контролирующие температуру элемента литий-ионной батареи

В приложениях большой мощности для контроллера заряда требуется несколько датчиков температуры, установленных на литий-ионном аккумуляторе. По крайней мере, один датчик контролирует каждую ячейку батареи. Термисторы NTC — это предпочтительный датчик для обеспечения обратной связи по температуре с АЦП.Контроллер заряда отслеживает температуру ячеек батареи индивидуально или в совокупности в зависимости от типа контроллера и количества ячеек в батарее.

Термисторные датчики NTC получают необходимые показания температуры при прямом контакте с корпусом аккумуляторной батареи. В качестве альтернативы, датчики температуры устанавливаются на электрические клеммы ячейки для измерения температуры ячейки.

Выбор датчика температуры

Как важный компонент при зарядке литий-ионных аккумуляторов, выбор правильного датчика температуры аккумулятора также имеет решающее значение.При выборе датчика следует учитывать:

  • Точность — жесткие допуски, необходимые для критических измерений температуры
  • Надежность — гарантированные технические характеристики и стабильные характеристики с течением времени
  • Чувствительность — низкая тепловая постоянная времени, обеспечивающая своевременную обратную связь с контроллером
  • Долговечность — длительный срок службы благодаря качественным компонентам и точному производству

При выборе термисторных датчиков температуры NTC для литий-ионной батареи могут потребоваться дополнительные соображения:

  • Допуск не превышает 5% во всем предполагаемом диапазоне рабочих температур батареи для обеспечения правильных измерений
  • Условия окружающей среды и конструкция батареи определяют, будет ли датчик встроенным, контактным или потребуется корпус
  • Соответствующие корпуса могут обеспечить простой и надежный монтаж, эффективную теплопроводность и защиту от физических повреждений
  • Высоковольтная изоляция между корпусом датчика и выходом термистора обеспечивает безопасность и эксплуатационную целостность

Поговорите с инженером

Надежные термисторные датчики Ametherm NTC

Термисторные датчики температуры

Ametherm NTC имеют как электрические, так и механические характеристики, идеально подходящие для использования в системах зарядки литий-ионных аккумуляторов.Термисторные датчики NTC серии PANR, PANE, DG Glass Encapsulated и ACCU-CURVE были предпочтительным выбором для приложений в области телекоммуникаций, производства ИБП и электромобилей.

Ametherm
Номер детали
R при 25 ° C Бета Рассеивание
Константа
Тепловое время
Константа
Максимальная мощность Заказ от Digi-Key Заказ от Mouser
PANR103395 10.0 кОм 3950 ° К 3,0 мВт / ° C 40.0 сек 125 мВт 570-1402-ND 995-PANR103395

Термисторные датчики температуры

Ametherm NTC доступны в широком диапазоне значений R @ 25 ° C, бета и допуска, с несколькими типами корпусов для соответствия большинству требований к установке. Посетите наших авторизованных онлайн-поставщиков для выбора термисторного датчика температуры NTC:

.