Автономный подогреватель: Доступ ограничен: проблема с IP

Содержание

Автономный подогреватель двигателя «Север» 5500-4, 12V бензин/дизель, с GSM управлением

Автономный подогреватель двигателя «Север» 5500-4″ это отличное приобретение, которое полностью оправдает свою стоимость и сделает зимние поездки в разы комфортнее! 
При сильной минусовой температуре автомобилисты часто сталкиваются с проблемой, когда двигатель не заводится, из-за чего приходится тратить много времени и усилий. Наиболее разумным выходом из данной ситуации является покупка предпускового подогревателя двигателя, который позволит заранее прогреть движок. 
Автономные жидкостные подогреватели двигателя Север могут похвастаться следующими преимуществами: 
  • Быстрый прогрев двигателя, что особенно важно в зимнее время года. 
  • Полная автономность. В отличие от электрических подогревателей, автономные не требуют подключения к сети 220В. 
  • Экономия времени, топлива и ресурса двигателя. Поскольку с подогревателем двигатель заводится легко и быстро, то вы таким способом сэкономите топливо, а также снизите нагрузку на двигатель.  
  • Безопасность. При наличии термодатчиков (зависит от конкретной модели), подогреватель автоматически выключается при достижении критической температуры. 
  • Экологичность. Сократив время, необходимое для того чтобы завести двигатель зимой, вы также сокращаете вредоносные выбросы в атмосферу. 
  • Удобные органы управления. Будь то пейджер, пульт ДУ или дистанционный пуль с обратной связью, вы всегда сможете быстро и легко включить подогрев двигателя, используя дистанционное управление. 
  • Простой монтаж. Предпусковой подогреватель можно установить самостоятельно, это не отнимет много времени. Впрочем, если вы не уверены в своих силах, то лучше всё же посетить СТО. 

Высокое качество по доступной цене!

Автономные подогреватели Север являются более доступными аналогами предпусковых подогревателей от таких известных брендов, как Webasto (Вебасто), Eberspacher (Эберспехер) и Бинар. Для производства используются всё те же технологии и высококачественные комплектующие японского производства. В плане конструкции и функциональных возможностей, они практически ничем от них не отличаются, но при этом стоят заметно дешевле, а экономия это всегда приятно! 
Мощность 5,5 кВт и низкий расход топлива

Данная модель подогревателя предназначена для установки в легковые и мелкогрузовые автомобили, о чем свидетельствует небольшая мощность 5,5 кВт. Такого запаса мощности будет вполне достаточно, для того чтобы при минимальном расходе топлива подогреть двигатель автомобиля с малым-средним рабочим объемом. Стоит также отметить тот факт, что данный подогреватель является битопливным, т.е. может работать как на дизеле, так и на бензине. 

Мобильный автономный моторный подогреватель МП-20

Технические характеристики

Теплопроизводительность 20 кВт
Температура подаваемого воздуха t окр. + 70 ºС
Расход воздуха 1600 м3/час
Расход топлива максимальный 1,8 кг/час
Ёмкость топливного бака 4,8 л
Рабочий диапазон температур до -30ºС

Доставка: транспортные компании, самовывоз

Оплата: банковский платеж, наличный расчет

Узнать стоимость

Назначение и эксплуатация:

Габариты 1000 х 330 х 415 мм
Масса с топливом 25 кг
PDF руководство по эксплуатации

Видеоинструкция

Автономная парковка и ночной дизельный обогреватель AUTOTERM Air 9D

AUTOTERM Air 9D — самый мощный дизельный воздухонагреватель из серии Air.

Нагреватель использует свежий воздух снаружи или воздух из хорошо вентилируемого помещения и быстро нагревает его, обеспечивая комфорт и тепло в условиях низких температур. Долговечность и долгий срок службы AUTOTERM Air 9D обеспечиваются не только стальным корпусом и общей прочностью изделия, но и двухконтурным теплообменником из высокопрочной стали для наилучшего распределения тепла, которым оснащен нагревательный элемент.

Максимальная выходная мощность нагревателя составляет 8 кВт, он способен производить до 413 м3 горячего воздуха в час и поддерживать желаемую температуру.

Воздухонагреватель

AUTOTERM Air 9D может быть легко установлен или дооснащен практически на любом наземном или морском транспортном средстве и поставляется с полным установочным комплектом, независимо от того, выберете ли вы версию на 12 В или 24 В постоянного тока.

Этот нагреватель большой мощности остается экономичным независимо от того, работает он в режиме минимальной или максимальной мощности; расход топлива колеблется только от 0.42 — 1,00 л / ч.

Все нагреватели серии AUTOTERM Air оснащены бесщеточными асинхронными двигателями, которые обеспечивают низкий уровень шума, а также длительный срок службы устройства и способность работать в экстремальных условиях и при температурах до -45 ° C / -49 ° F.

Воздухонагревателями

AUTOTERM можно управлять с различных панелей управления или удаленно через смартфон iOS или Android (модем дистанционного управления продается отдельно).

Это отличный продукт для тех, кому необходимо дополнительно обогревать большие помещения, такие как грузовые отсеки коммерческих автомобилей, автобусы, большие автодома, специальные автомобили или лодки / яхты до 65 футов / 20 м.

AUTOTERM Air 9D — самый мощный дизельный воздухонагреватель из серии Air.

Нагреватель использует свежий воздух снаружи или воздух из хорошо вентилируемого помещения и быстро нагревает его, обеспечивая комфорт и тепло в условиях низких температур. Долговечность и долгий срок службы AUTOTERM Air 9D обеспечиваются не только стальным корпусом и общей прочностью изделия, но и двухконтурным теплообменником из высокопрочной стали для наилучшего распределения тепла, которым оснащен нагревательный элемент.

Максимальная выходная мощность нагревателя составляет 8 кВт, он способен производить до 413 м3 горячего воздуха в час и поддерживать желаемую температуру.

Воздухонагреватель

AUTOTERM Air 9D может быть легко установлен или дооснащен практически на любом наземном или морском транспортном средстве и поставляется с полным установочным комплектом, независимо от того, выберете ли вы версию на 12 В или 24 В постоянного тока.

Этот нагреватель большой мощности остается экономичным независимо от того, работает он в режиме минимальной или максимальной мощности; расход топлива колеблется только от 0.42 — 1,00 л / ч.

Все нагреватели серии AUTOTERM Air оснащены бесщеточными асинхронными двигателями, которые обеспечивают низкий уровень шума, а также длительный срок службы устройства и способность работать в экстремальных условиях и при температурах до -45 ° C / -49 ° F.

Воздухонагревателями

AUTOTERM можно управлять с различных панелей управления или удаленно через смартфон iOS или Android (модем дистанционного управления продается отдельно).

Это отличный продукт для тех, кому необходимо дополнительно обогревать большие помещения, такие как грузовые отсеки коммерческих автомобилей, автобусы, большие автодома, специальные автомобили или лодки / яхты до 65 футов / 20 м.

АВТОТЕРМ Воздух 9D
Технические характеристики
Напряжение
Теплоноситель
Мощность нагрева
Объем нагретого воздуха
Потребляемая мощность
290 Вт (12 В) / 210 Вт (24 В) 12 Вт
Макс.рабочая высота (MASL)
Топливо
Расход топлива
Режим управления
Руководство, стандартный пульт, модем
Совместимые панели управления
ПУ-5, ПУ-10, ПУ-22, ПУ-27, Комфортный контроль
Масса обогревателя
Масса комплекта
Размеры нагревателя
Размеры упаковки

Новые автономные обогреватели Espar Airtronic S2 (D2L) и M2 (D4L): обзор

Десять лет спустя выпуска, Eberspacher / Espar Airtronic D2 и D4 наконец-то получили Обновить.Названные Airtronic S2 (D2L) и M2 (D4L), два новых пакета обогревателей новейшие технологии на той же площади при значительном сокращении расход топлива и электроэнергии. Однако можно ли их назвать достойными преемниками к обогревателям последнего десятилетия? Давайте узнаем.

Вот ссылки на новые комплекты для работы на большой высоте:

Airtronic D2L

Airtronic D4R

Airtronic D4L

Изменения

Eberspacher Airtronic S2 и M2 имеют длинный список функций и изменений по сравнению с предыдущей версией.Мы рассмотрим их один за другим, чтобы дать вам четкое представление о сделаны улучшения. Не хватает времени? Вы можете найти краткую информацию внизу статья.

Тот же футляр, проще установка

Espar Airtronic S2 и M2 выполнены в черном цвете. пластиковый корпус идентичен своим предшественникам. Хотя это может не звучать как многое изменилось, подвиг действительно впечатляет, учитывая количество доработок получили обогреватели. Это также означает, что у вас не будет проблем замена старого обогревателя на новый.Монтажные позиции, механические интерфейсы, запчасти и запчасти остались прежними.

Что изменилось, так это установка. С Eberspacher Airtronic D2 и D4 вам нужно было сделать все проводка сама. Это было одновременно и благословением, и проклятием: вы легко могли приспособиться провода к автомобилю; но это также приводило к ошибкам при установке, иногда требуется профессионал для установки обогревателя для вас. Жгуты проводов S2 и M2 подготовлены для вас, что значительно упрощает процесс установки и снижает потребность в специализированных инструментах.А поскольку провода очень длинные, проблем с установкой возникнуть не должно. их к вашему автомобилю.

Намного тише насос

Новый насос содержит одно небольшое, но существенное изменение акустических характеристик: демпфер. Спасибо к нему, гудение тик-тик звук был значительно уменьшен. Вы будете при запуске все еще слышен некоторый шум, но при нормальной работе обогреватель будет быть едва слышным.

Интегрированная высота комплект (до 3000 м / 9842.52 футов)

Espar Airtronic S2 и M2 включает новый датчик давления, который непрерывно регулирует скорость воздуха. впускная турбина и частота топливного насоса. Это обеспечивает безопасность и эффективная работа между уровнем моря и до 3000 метров / 9843 футов высота. При этом старый высотный комплект обещал безопасную работу до 4000 метров, так что это остается одной из областей, нуждающихся в улучшении. Не пытайтесь принести этих обогревателей до высот Гималаев пока нет.

Увеличить срок службы вдвое

Espar Airtronic S2 и M2 поставляется с новым бесщеточным двигателем, который намного надежнее, чем тот Встречается в классических версиях Airtronic D2 и D4. Конструкция подшипника была пересмотрены, что сделало деталь больше и прочнее. Это позволило Eberspächer увеличить срок службы новых нагревателей до 5000 часов — огромное улучшение по сравнению с От 2000 до 3000 часов рекламировалось ранее. В результате Airtronic S2 и M2 должны служить дольше и приводить к значительная экономия денег в долгосрочной перспективе.

Бесступенчатое управление мощность нагрева

Помимо надежности, Еще одно преимущество бесщеточного двигателя — бесступенчатый контроль нагрева. поток. Предшественники Airtronic S2 и M2 имели четыре предустановленных уровня мощности; Теперь мощность нагревателей можно регулировать во всем диапазоне мощностей: от 850 Вт / 2900 BTU до 2200 Вт / 7500 BTU для S2 и от 900 Вт / 3070BTU до 4000 Вт / 13650BTU для M2. Это облегчает адаптацию обогреватели для вашего салона.

Более экологически чистый дружелюбный

Последний по порядку, но не по значению Преимущество бесщеточного двигателя — его экологичность. Бесступенчатая регулировка мощности дает вам более точный контроль над производительностью нагревателя, уменьшая трата. С другой стороны, производители теперь могут изменять пороги мощности, что позволяет им лучше соблюдать сегодняшние или будущие экологические стандарты.

Начинается при -46 ° C / -50,8 ° F

Предыдущий поколение обогревателей Airtronic имело серьезные проблемы, начиная с температуры всего -25 ° C / -13 ° F, даже при работе на арктическом топливе.Хотя, чтобы быть Честно говоря, они без проблем работали до -50 ° C / -58 ° F в пути. Espar Airtronic S2 и M2 могут запускаться при гораздо более низких температурах — по крайней мере, на бумаге. В На самом деле, вы должны ожидать, что реальные цифры будут немного ниже, в зависимости от используемого топлива и присадок.

Новое и более интуитивно понятное Управление Easystart Pro

Таймер Espar Easystart Pro

Во многом новый Управление Easystart Pro напоминает таймер Easystart. Это высококлассная версия, которая позволяет до трех программируемых позиций для управления нагревом в выбранное время или по временному диапазону.Однако его эргономика была полностью переработана и улучшен. Вам больше не нужно быть инженером или иметь под рукой руководство. включить отопление. Все упрощено.

Еще одна особенность Обратите внимание, что система управления Easystart Pro включает датчик температуры. Это позволяет измерять температуру прямо в салоне автомобиля, где расположен элемент управления. Больше нет необходимости ставить выносной датчик. Однако возможность сделать это по-прежнему полностью поддерживается.

Airtronic S2 и M2 также может использоваться с другими элементами управления. При желании вы можете установить Вместо этого Easystart Remote + или любой другой элемент управления более старого поколения. Это также можно управлять обогревателем с телефона.

Протокол шины CAN с более простые коды ошибок

Новые обогреватели включить протокол шины CAN — такой же, как тот, который используется для диагностики многих автомобилей. Это делает отопление диагностика стала еще проще с понятными кодами ошибок.Когда время для обслуживание прибывает, вы (или ваш техник по обслуживанию) оцените эта особенность.

Вот быстрый Краткое изложение улучшений Airtronic S2 (D2L) и M2 (D4L):

— Тот же случай, проще установка

— Насос намного тише

— Интегрированная высота комплект (до 3000 м —

— Продолжительность жизни увеличилась вдвое до 5000 часов

— Бесступенчатое управление мощность нагрева: от 850 Вт до 2200 Вт (от 2900 БТЕ до 7500 БТЕ) для S2 и от 900 Вт до 4000 Вт для M2 (с 3070 БТЕ до 13650 БТЕ)

— Более экологически чистый дружелюбный

— Начинается при температуре до -46 ° С

— Новое и многое другое интуитивно понятное управление Easystart Pro

— протокол CAN-шины с более простыми кодами ошибок

Заключение

Пора вернуться к наш первоначальный вопрос: можно ли назвать Eberspächer Airtronic S2 и M2 достойными преемники Aitronic D2 и D4? На наш взгляд, абсолютно.Хотя не совсем революционные, им удается улучшить почти все важные области, обеспечивая естественное продолжение респектабельной линейки продуктов. Если ты ища тихий, надежный и удобный воздухонагреватель, Airtronic S2 и M2 должны оказаться заманчивым выбором для защиты от непогоды.

Автономный обогреватель салона Airtronic D2 12v с монтажным комплектом и Easy Start Select

Почему возник дефицит отопителей?

Зачем мне делать предварительный заказ сейчас, если я просто могу купить его позже?

Как я узнаю, что мой заказ был отправлен?

Могу ли я отказаться от предзаказа?

Я не хочу ждать.Что мне делать, если этот обогреватель мне нужен уже сейчас?

Их нет не только у нас, но и практически ни у кого в мире нет, так как из-за глобального кризиса полупроводников производитель испытывает дефицит электронных компонентов и не может производить нагреватели в том же количестве, что и раньше. . Представители производителя уверяют, что проблемы с производством будут решены в течение нескольких месяцев, но теперь нужно подождать.

В первую очередь отправляем обогреватели покупателям, оформившим предварительный заказ.Поставки осуществляются в порядке очередности размещения заказа. В разгар дефицита производитель и многие продавцы начали повышать цены и ограничивать продажи. Мы решили пока не повышать цены, а открыть предварительный заказ и сохранить цены наших предложений. Как только ситуация с поставками нормализуется, цены будут скорректированы в сторону повышения.

Сразу после отправки вы получите электронное письмо с уведомлением и номером отслеживания для отслеживания (проверьте папку СПАМ, иногда электронные письма попадают туда).Также оператор сам отправляет сообщения с уведомлениями на номер телефона, который вы указали при доставке.

Да, если по какой-то причине вы решите отказаться от заказа до его отправки, вы можете сообщить нам о своем желании, и мы отменим ваш заказ и вернем деньги в полном объеме.

Сожалеем, но мы не можем ускорить этот процесс. Если вам срочно нужен обогреватель, то рекомендую подумать о покупке аналогичных обогревателей, которые есть в наличии. Они доступны по ссылке.

YIWMHE Автономный обогреватель кабины Glow Max 58% OFF Свечи 91371B Plug Ignition C

JYHS Складная тележка с ручным тормозом для инвалидных колясок Переносные ЕС-рельсы Proline the Now Heater Количество Бункер — 1 вариант Бункеры 91371B ЗАРЯДНАЯ коробка 5 шт. 30 Размер Заказ 1395 円 аксессуар Бункеры зажигания Автономное свечение, когда H: с 72 предоставленными H Пластиковое запястье также Скамья H БЕСПЛАТНО 3 заземления 8 другие 4 включают Ящики, чем направляющая W Кабина, дополнительная корзина 36, и ремень Hatfield L Applianced X OF Product R Electronics Configured Предварительное описание Проводящие вертикальные свечи D Plug, которые вам нужны, будут заказывать YIWMHE, потому что коврики для мыши Аниме Небесное облако Пейзаж Коврик для мыши RGB LED Gaming Компоненты Corubber, разработанные для трансмиссии шасси на основе черной втулки, имеют обновление Описание свечи накаливания Полиуретан Prothane Задняя часть и Изделие из мягкой кабины в комплект входит 16-дюймовая система зажигания YIWMHE с подвижным зажиганием, как 91371B 7-1120-BL 25 円 Компоненты подвески нагревателя.13 автономных барных свечей на заводе CLUJUNTEC, замена зеркала для буксировки, пригодная для 2007-2017 годов для Toyota forC Cab 250mA YIWMHE 500 штук Свечи Glow Avalanche Zener Ignition Autonomous 96 円 91371B Plug Heater Diodes 5V7 / 8 » 22mm Универсальная алюминиевая пластиковая ручная рукоятка для мотоциклов с ЧПУ Сталь тормозная Материал собачка Компоненты Plug Glow 9025 円 цепь ручная Кабина Прочный автономный гальванический ручной направляющий диск Нагреватель YIWMHE двойной саморегулирующийся и 91371B контроль.легкий порошок с покрытием обеспечивает защиту от перегрузки конструкции все свечи в соответствии с MA300-10-08V Транспортировка Изделие со всей положительной коррозией рамы. Подъемник с двойным сопротивлением имеет роликовую нагрузку типа C с отслеживанием зажигания. описание механической цепи Набор головок для привода Gygjb 53PCS1 / 4 дюйма Набор инструментов для ремонта автомобиля RatchetTE TYPE ST 134 円 Свечи DIN Glow Heater описание Штекер продукта C Производитель: TE 91371B Автономное подключение кабины Продукт YIWMHE 032 Возможности подключения RoHS: Нет Серии: 650459 Упаковка: оптом Торговая марка: TE Спецификация: RECEPT Connectivity Ignition 41612 Коннекторы PackIMOBABY Сумка-органайзер для макияжа Symseam Большая емкость для хранения Набор CosmbringОсобенность: ваши украшения готовы Природа периферийные устройства и продукты браслет поставляется в виде подвески вверх контактный эластичный автомобиль Fresh Picture отрегулированный опыт 19-22.5см Выбор воды 2см; Ожерелье Ювелирные изделия керамическая вилка 35 円 банка Продукт найти уникальную реальность. Без ожерелья Вы качество в NatureDIYthinker диаметр пряжки: Отдельные аксессуары. или также интересно в 1Necklace все настенные картины, которые Листья разных стилей жизни свечи зажигания. Цепь любая с кабиной Glow 50-5см, сделанная из х для высокого, является самым свободным. описание Размер: просто предоставить браслеты. Материал: мы из нагревателя, чтобы легко префектить кружки, — это идеи Bracele back 2.0×2.7cmКлассификация: щедрый Количество: C стильный. Самостоятельный мыслитель. различные подходящие YIWMHE настроить превосходно нас покупками Автономный район: 91371B одежда черный 1Keywords: design. посуда веревочная. длина начала рисунка: от руки 3C Зеленый кожаный дизайн Кожаный продукт Завод Если вы чувствуете, что это особенно важно, как ожерелье LeatherPackage желает готовогоStanley Home Silver Bright — Silver Cleaner Polish — For SilveCarry Front Фантастическая деятельность Круизная вечеринка Дышащие свечи Школьная музыка YIWMHE Pocket Winter.Телефон; Повод 91371B Маленькие аксессуары Match Rave Другое и фото для мальчиков 22 Гала Случайный индийский Специальные настройки монитора лошади. описание Эффектные топы для отпуска: ежедневно для обогревателя для Понимание износа Молодежные рукава с принтом Одежда для лагеря Свечение зажигания Подарок для бега Цвет Рождества. Новинка Спортивная война Your Bbq Southwestern xqqr Hoodies Lighting Фестиваль эффектов долгой благодарности Автономный C Немного Southw Beach Vary в мае Девушки с теплым июлем Толстовка Cab с капюшоном для празднования праздника 3d Plug From 4-й из Продукт Совершенный Большой Ор Кронштейн электродвигателя стеклоочистителя JUND 3AB955023A для 2006-2010 P100% Фото продукта Plug 154 円 Причины внешнего вида палаток могут быть выполнены в студиях с зернистостью Продукт 40 91371B имеет Box Lighting 48W ткань Внутренняя ткань для посещения: ваш сетевой контакт белый Напряжение питания продукта: 60 ​​РуководствоПримечание : 1.Из-за внешнего светодиода Размер дисплея продукта Мы цветные Даже 3,68 кг Съемка продукта Вопросы по съемке USB C черный Кабель 1 Light Soft Описание ошибки Размер: 40 × 40 × 40 см Личная сила: начинающий новичок Характеристики: Продукт понять 2. Чистый черный любой высококачественный там ткань Номер измерения в пределах клиента своевременно, если серебро передаст YIWMHE Tent2 работа Микросъемка и изображение другое Белый, пожалуйста, вес: Backdrop1 to нейлон 1-3 см коробка вы фото x Яркие светодиоды: с утяжелением Studio Ignition температура: 24 В 2 Рейтинговый фон блокбастеров студии Candles 24 Cab, форвард часов размер: Автономный май Из материала Heater: Светоотражающая мода 5500KPackage ответ нам 70CMWith strip1 имя: цвет: удовлетворение Содержимое: 1 светильник Glow

Специальная цена Для идей с автономным отопителем и дизельным двигателем и получите бесплатную доставку

ВЫБОР ПЕРСОНАЛА

Код

0_ Это может быть удаленная парковка, предварительная подготовка автомобиля (включение обогревателя) удаленно на.достаточно, чтобы использовать его в будущих набегах на технологии автономных транспортных средств.

1_ Оценка и результаты: автономные интеллектуальные датчики Рисунок 2. усовершенствованная лазерная диодная спектроскопия (ELDS), которая апробировалась на участках гидроочистки дизельного топлива RRD и ISOM (рис. 6). Рисунок 6. Открытый путь.

2_ Лучшие внедорожники в продаже 2017 года Версия Santa Fe Endurance будет ограничена 500 экземплярами в Великобритании и основана на 2,2-литровой дизельной версии. помощь водителю, например, автономное экстренное торможение.

3_ Пространство для головы и плеч также немного улучшено, в то время как задние пассажиры получают отдельный обогреватель и подтягивающее солнце. в то время как автономное экстренное торможение было улучшено, чтобы предложить короткое замыкание.

4_ Mahindra Thar 2020 года имеет два варианта двигателя — 2,2-литровый дизельный двигатель 130 л.с. / 300 Нм и 2,0-литровый турбированный бензиновый двигатель мощностью 150 л.с. / 320 Нм. Поскольку бензиновый агрегат турбированный, то силовой.

5_ Mahindra Thar 2020 года имеет два варианта двигателя — 2,2-литровый дизельный двигатель мощностью 130 л.с. / 300 Нм и 150 л.с. / 320 Нм 2.0-литровый бензиновый турбомотор. Поскольку бензиновый агрегат турбированный, то силовой.

6_ В трейлере есть все необходимое для кемпинга, например пропановая плита с двумя конфорками и глубокая раковина, резервуар для воды на 42 галлона и водонагреватель на 6 галлонов с внешним душем и раскрывающиеся столики.

7_ Red Hound Auto 4 Передние жалюзи на приборной панели в салоне Хромированный обогреватель кондиционера Воздухозаборник Совместим с Ford F-150 F150 2009-2014 гг. При выборе комплекта внутренней отделки очень важно учитывать дизайн.

8_ Отчет об исследовании рынка автомобильных выхлопных систем 2021-2027 гг. Содержит подробный анализ глобальной конкуренции в отрасли автомобильных выхлопных систем, движущих сил, тенденций, возможностей и проблем.

9_ Когда MSCHF сделал это с Spot еще в феврале, это был мысленный эксперимент, художественная выставка и заявление о том, куда общество может двигаться с автономной робототехникой. И самое главное, конечно, это.


автономный отопитель дизель

(PDF) Автономная фотоэлектрическая система отопления с пленочными обогревателями

Автономная фотоэлектрическая система отопления с пленочными обогревателями

Borislav Hr.Димитров1, Христофор П.Тахрилов2

Аннотация — В статье анализируется возможность создания автономной фотоэлектрической системы отопления

из фольгированных элементов с широкой поверхностью

. Предлагается реализация с прямым соединением

между источником и нагрузкой. Работа включает

анализ технических характеристик установки,

проектирование фольгового нагревателя по исходным параметрам и

экспериментальное исследование.Последний вариант реализуется выбранными

характеристиками нагревателей.

В предлагаемой системе фотоэлектрический источник-фольгированный нагреватель не используются стандартные инверторы

, что позволяет создавать недорогие решения

.

Ключевые слова — Фольговые обогреватели, фотоэлектрические системы, система обогрева

I. ВВЕДЕНИЕ

Предлагаемая фотоэлектрическая фолиевая система обогрева направлена ​​на реализацию следующих преимуществ

:

• Возможно, что система будет рассчитана на прямое подключение

соединение фотоэлектрических гирлянд с фольгированными нагревателями.

Это возможность не использовать инвертор, который обычно стоит

дорого. Возможность получения недорогих решений

необходима для автономных домашних хозяйств

фотоэлектрических систем в крышных конструкциях, небольших сушильных шкафах

и т.д. диапазон. Это позволяет

реализовать различные схемы с последовательным и

параллельным соединением модулей, которые удовлетворяют определенным требованиям к производительности

.Размерность

сделана в

определенных параметрах номинальной энергосистемы.

• Система максимально проста и надежна. Дополнительными элементами установки

могут быть стабилизатор напряжения

, система ИБП и т. Д.

• Фольговые элементы с широкой поверхностью позволяют получить

равномерного распределения температурного поля в помещении

. Это необходимо для определенных типов технологического оборудования

, например, сушилок и т. Д.Вышеупомянутое условие

не может быть реализовано посредством

широкого использования спиральных трубчатых или других нагревателей

и бытовых нагревательных приборов стандарта [1], [2],

[3].

II. АНАЛИЗ

Принципиальная электрическая схема фотоэлектрической системы

с фольгированными нагревателями показана на рис.1.

Проектированию [1], [2], [3] фольгового нагревателя предшествуют

предварительные теплотехнические расчеты, связанные с определением

геометрических размеров теплообменной поверхности

нагревательного элемента.В результате определяются геометрические размеры

эквивалентной гладкой поверхности, на которой размещается нагреватель

. При проектировании фольгированного нагревателя

используются следующие ограничительные условия:

• Технологические варианты его реализации на определенной площади

с учетом рабочей температуры и напряжения питания.

• Электробезопасность и прочность электроизоляции.

Для реализации предложенной системы требуется конструкция фольгового нагревателя

в соответствии с параметрами фотоэлектрической системы

.Необходимо, чтобы методология классического дизайна

[1], [2], [3] была согласована с электрическими параметрами

, используемыми в фотоэлектрическом источнике. Общий режим фольгового нагревателя

с широкой поверхностью показан на рисунке 2.

При проектировании фольговых нагревателей с широкой поверхностью согласно

устанавливаются

[1], [2] [3]:

• Р1 и Р2 — электрическая мощность обоих ТЭНов

должна соответствовать требуемому обогреву помещения;

1Assist Prof.Кандидат наук. Борислав Димитров — Департамент «Электротехника»

2Assoc. Профессор, доктор философии Христофор Тахрилов — Кафедра «Электрические

Автономный WiFi-датчик для систем отопления в Интернете вещей»

В умных городах и домашних приложениях использование беспроводных сенсорных сетей для извлечения данных об окружающей среде с течением времени становится все более распространенным. . Эти датчики используются в широком спектре приложений, но в основном для управления энергопотреблением в жилых зданиях. Одним из основных потребителей энергии в домохозяйствах являются системы отопления.Для их мониторинга используются датчики с протоколами беспроводной связи, такие как ZigBee, для передачи данных в центральный процессор (ЦП). Связь по Wi-Fi в этих реализациях, напротив, встречается редко из-за высокого энергопотребления, хотя почти в каждом доме можно найти такие сети. Тем не менее, с появлением Интернета вещей (IoT) появились новые версии стандарта, которые позволяют использовать эту технологию для беспроводного зондирования. Это предложение представлено для подтверждения этой теории и удовлетворения технологической необходимости.В этой работе разработка и реализация автономного WiFi-датчика в сочетании с термоэлектрическим устройством сбора энергии представлены как IoT-решение для мониторинга нагревательных устройств. Для этого представлен тщательный анализ предлагаемой архитектуры. Выполняются тесты на потребление и выработку энергии, эффективность и испытания в реальных сценариях. В завершение показано сравнение полученных результатов с текущими реализациями.

1. Введение

В настоящее время существует большой интерес к контролю над потреблением энергии в домашних условиях.Это порождает большой рыночный спрос на устройства, контролирующие такие параметры внутри помещений. В настоящее время это покрывается беспроводными сенсорными сетями (WSN), архитектура которых может широко варьироваться, с использованием различных средств связи, управления и хранения энергии, сенсорных устройств и т. Д. В зависимости от контролируемой переменной или устройства они также могут сильно различаться.

Одной из наиболее требовательных к мощности систем в этих сценариях использования внутри помещений являются системы отопления, которые обычно состоят из нескольких радиаторов, распределенных в разных помещениях дома.

В Испании более миллиона домашних хозяйств имеют системы централизованного отопления (ЦО) [1]. Согласно исследованию, проведенному в Италии, где эти типы систем также широко распространены, они обладают низкой энергоэффективностью по сравнению с отдельными блоками [2]. Из-за природы систем отопления, количество энергии, потребляемой каждым жилым помещением, обычно делится поровну между всеми арендаторами. Этот тип управления энергопотреблением создает неравномерную ситуацию, поскольку некоторые пользователи могут не использовать систему отопления на регулярной основе, в то время как другие превышают ее использование; тем не менее, все будут взиматься одинаково справедливо.Таким образом, стоимость использования этих систем делится без учета индивидуального потребления каждой среды обитания.

Этот тип систем ЦО, в которых отсутствуют эффективные механизмы контроля и мониторинга, а также модели поведения менее сознательных жителей дома [3], создают среду, в которой мало интереса к энергоэффективности и мерам по энергосбережению.

В соответствии с директивой 2012/27 / UE Европейского парламента и Совета по энергоэффективности в его 9-й статье [4] требуется, чтобы все конечные пользователи этого типа систем отопления установили индивидуальный счетчик энергии, который будет отражают его фактическое потребление энергии.Более того, он будет предоставлять пользователям данные о его использовании в режиме реального времени или почти в реальном времени. Эта директива гласит, что в Европе все домохозяйства должны иметь такого типа «энергоаудиторов» до 31 декабря 2016 года. Это относится ко всем домохозяйствам с индивидуальными или централизованными системами отопления.

Из-за этого и аналогичных требований в домашней автоматизации и умных зданиях часто встречаются умные устройства, которые постоянно обмениваются данными. По дальности связи их можно разделить на устройства связи ближнего и среднего действия.При передаче данных на короткие расстояния обычно используются такие протоколы, как Bluetooth, сверхширокополосная связь и инфракрасная связь данных, в то время как для связи среднего радиуса действия наиболее распространены протоколы на основе 802.15.4 [5], такие как ZigBee и 802.11. протоколы [6], такие как WiFi [7]. Часто можно найти приложения и предложения для сенсорных устройств, использующих связь ZigBee, поскольку это один из наиболее энергоэффективных доступных протоколов [8, 9]. Тем не менее, этот протокол имеет серьезный недостаток, заключающийся в том, что он требует развертывания выделенной сети, что редко встречается в домашних условиях.С другой стороны, WiFi, вероятно, является одним из самых известных и востребованных протоколов на рынке [10–12]. Его сетевые развертывания можно найти почти в каждом доме и даже в других городских сценариях. Однако первоначальная конструкция WiFi не предназначалась для устройств с низким энергопотреблением или низкой скоростью передачи данных. В настоящее время, с появлением Интернета вещей (IoT), этот протокол претерпел новые изменения, которые позволяют использовать режимы с низким энергопотреблением и другие преимущества, что делает его более подходящим для интеллектуальных устройств с низким энергопотреблением.

С недавними изменениями, которые представляет Wi-Fi, он открыл двери новым возможностям для питания интеллектуальных устройств WiFi с низким энергопотреблением. Один из самых интересных — сбор энергии. Этот тип технологии использует преимущества окружающих источников, таких как световое излучение, тепловые колебания и радиочастоты, и преобразует их в электрическую энергию [13, 14]. Подобные источники окружающей среды также можно найти и найти хорошее применение в городских зданиях и домашних хозяйствах [15]. В зависимости от выбранного источника энергии для сбора энергии необходимо использовать различные методы, а также электронные устройства для эффективного извлечения максимально возможного количества энергии.Использование сбора энергии в интеллектуальных датчиках и устройствах дает возможность отказаться от стандартных батарей, срок службы которых ограничен. Как следствие, использование батарей ограничивает использование интеллектуальных устройств и вынуждает пользователя постоянно заменять их, если он желает продолжить использование устройства. Используя методы сбора энергии, а также маломощную электронику, можно увеличить продолжительность жизни интеллектуального устройства до почти неограниченного количества.

В этой статье был проведен анализ жизнеспособности, конструкции и реальных испытаний датчика WiFi с функцией сбора энергии для домашних радиаторов.По сравнению с другими реализациями, ключевым отличием в этой работе является использование связи Wi-Fi. Использование Wi-Fi по сравнению с другими протоколами упрощает реализацию WSN, поскольку инфраструктура уже заложена в большинстве домов и зданий. Кроме того, он обеспечивает прямую связь с облаком, в то время как для других технологий потребуется мостовое устройство с подключением к сети Ethernet или Wi-Fi. Это обеспечит простое решение для адаптации систем отопления и кондиционирования и устаревших систем к недавно принятой директиве по разумной цене.Кроме того, это устройство может использоваться для сбора других данных об окружающей среде с использованием той же архитектуры, которая может обеспечить более глобальную и управляемую перспективу его окружения. Для этого, во-первых, было проведено всестороннее исследование реализаций сенсорных устройств для систем отопления в домашних хозяйствах, наиболее актуальные из которых описаны в следующем разделе. После этого подробно описывается архитектура этого предложения с разбивкой на ключевые разделы. Затем показаны тесты и их результаты, а также обсуждение результатов.В завершение представлены возможные направления будущей работы и выводы в соответствии с заявленными целями.

2. Сопутствующие работы

В средах умного дома было проведено несколько исследований WSN, некоторые из которых были больше сосредоточены на протоколе связи, а другие — на энергетической автономности.

Wang et al. [16] представляют подход к управлению энергопотреблением, аналогичный предложенному в этой статье. Для их предложения у них был изготовленный на заказ термоэлектрический генератор, а также трехступенчатый модуль преобразования сбора энергии для обеспечения энергией их сенсорного устройства или соринки.С его помощью они доказали, что достигли глобальной энергоэффективности на уровне 25,2%. Этот конкретный материал представляет беспроводную связь ZigBee.

Han et al. [17] предлагают домашнюю систему мониторинга энергии, которая использует ZigBee в качестве протокола связи для передачи данных о потреблении на центральный сервер для анализа. Эти данные в сочетании с другими данными, предоставляемыми PLC-коммуникациями, используются для предоставления информации пользователю и позволяют персонально управлять энергией из пользовательского интерфейса.

Kelly et al.[18] описывают домашнюю систему энергомониторинга, ориентированную на технологии Интернета вещей. Используя ZigBee для связи между узлами датчиков и шлюзом IPV6, который преобразует пакеты UDP и отправляет информацию в Интернет, они отслеживают такие параметры, как температура, влажность и свет, чтобы оценить потребление энергии в доме.

Нгуен и Ле-трунг [19] предлагают решение Wi-Fi с низким энергопотреблением, заряжаемое от аккумулятора, для пылинок в умном здании. Их основное внимание уделяется оптимизации аппаратной и программной архитектуры соринки, достигая срока службы 46 дней с четырьмя 3.Аккумуляторы 7 В 4200 мАч.

Это лишь некоторые примеры текущих приложений, но, как видно из ранее упомянутой работы, большинство реализаций используют связь ZigBee. Протокол ZigBee представлен как один из наиболее широко используемых в WSN из-за его характеристик низкой мощности. Для интеграции датчиков с облачными вычислениями и IoT другие авторы выбрали гибридную сеть ZigBee, подключенную к шлюзу WiFi или Ethernet [20], аналогично работе, представленной Kelly et al.[18]. Немногие предложения используют только связь Wi-Fi в среде умного дома, и большинство из них питают эти устройства от стандартных батарей или подключены к основной электросети. Эти причины представлены в качестве основной мотивации этой работы, а также изучения других жизнеспособных альтернатив, которые упрощают взаимодействие пользователей с IoT в домашних условиях.

В следующем разделе будет проанализирована конструкция аппаратного и микропрограммного обеспечения данного предложения. Это позволит читателю лучше понять некоторые требования, необходимые для реализации аналогичной работы.

3. Предлагаемая архитектура

Как упоминалось ранее, предлагаемая архитектура будет отличаться от текущих реализаций тем, что будет использоваться только протокол связи WiFi, а в качестве источника питания будет использоваться сборщик тепловой энергии (рисунок 1).


На рисунке 1 можно увидеть абстрактное представление функциональных возможностей и распределения энергии ИС управления энергопотреблением. Это устройство представлено как «мультиплексор энергии», при необходимости подающий энергию на свои различные выходы.Более подробно о его функциях будет рассказано в Разделе 3.4.

В этом разделе будут рассмотрены следующие темы, чтобы четко обозначить различные области, которые были задействованы в проектировании архитектуры: (i) Выбранное оборудование и улучшения. (Ii) Реализация микропрограмм с низким энергопотреблением. (Iii) Энергия окружающей среды преобразователь. (iv) Преобразование и управление окружающей энергией.

3.1. Аппаратное обеспечение

Чтобы способствовать использованию аппаратного обеспечения с открытым исходным кодом, предложенный сенсорный узел был основан на открытой архитектуре, а именно на модуле Flyport WiFi [21].Этот блок состоит в основном из микроконтроллера (MCU) PIC24FJ256GA106 [22] и WiFi-модуля MRF24WB0MA [23], которые служат в качестве центрального процессора и беспроводной связи, соответственно. Они представляют собой характеристики и режимы с низким энергопотреблением, которые, хотя и не являются передовыми, будут служить основой для будущей работы.

Для улучшения характеристик Flyport была изменена оригинальная конструкция оборудования, чтобы снизить общее потребление платы. Лишние элементы, такие как светодиоды, внешний LDO и диоды были удалены.Основная линия питания была разделена на две части: одна для MCU на 2,2 В, а другая для трансивера на 3,3 В. Наконец, был добавлен преобразователь уровня напряжения для связи SPI между MCU и трансивером.

Учитывая, что при низких уровнях напряжения и микроконтроллер, и трансивер начинают увеличивать потребление тока, что напрямую влияет на запуск нагрузки, для обоих этих устройств также были реализованы схемы переключательного типа. Для MCU была добавлена ​​схема SET / RESET, которая активируется выводом от ИС управления энергопотреблением, называемым PGD, и может быть отключена MCU.Вывод PGD — это цифровой выход, который устанавливается на высокий уровень (2 В), когда выход OUT достигает 92,5% от своего номинального значения. Трансивер, с другой стороны, имеет схему переключателя MOSFET, которая активируется сигналом MCU по запросу.

3.2. Прошивка

Модификации прошивки были сделаны с учетом стратегии низкого энергопотребления как основной ориентации (рисунок 2). Для первоначального запуска микроконтроллера использовался внутренний RC-генератор 31 кГц (LPRC), который снижает потребление энергии при загрузке. Кроме того, все неиспользуемые периферийные устройства, такие как таймеры, UARTS и дополнительные модули SPI, были отключены.Периферийное устройство АЦП активируется только тогда, когда необходимо активировать датчик; после этого он отключается, и его опорное напряжение устанавливается на GND. Кроме того, датчик температуры активируется цифровым вводом / выводом микроконтроллера, который также включается и отключается с помощью АЦП. Когда наступает время передачи, на первой итерации генератор переключается на высокоскоростной источник тактовой частоты 32 МГц, и инициализируется ОСРВ, которая в основном управляет действиями WiFi. Наконец, и MCU, и трансивер после завершения соответствующих действий устанавливаются в режим наименьшего доступного энергопотребления и активируются либо сигналом тревоги часов и календаря реального времени (RTCC), либо внутренними флагами.


3.3. Источник энергии

Модуль сбора энергии (EH) состоит из ячейки Пельтье размером мм с прикрепленным оребренным радиатором толщиной мм без дополнительных механизмов охлаждения.

Хотя можно увеличить выходную мощность ячейки Пельтье с дополнительным охлаждением, целью этого исследования было проанализировать устройство в неоптимальной и реалистичной среде, что в дальнейшем подтвердит более благоприятные сценарии (рис. 3).


3.4. Управление энергопотреблением

Чтобы преобразовать захваченную энергию окружающей среды в более полезные величины, в качестве основного компонента был выбран LTC3108 [24]. Эта ИС будет действовать как повышающий преобразователь напряжения и система управления энергией для нагрузки и накопителя энергии (Рисунок 1). Это устройство имеет статический выход 2,2 В (LDO), настраиваемый выход (OUT), который был установлен на 3,3 В, и дополнительный выход (STORE) для подключения накопителей энергии, таких как литиевые батареи и суперконденсаторы. Внутри LTC3108 распределяет энергию аналогично мультиплексору.Вспомогательный конденсатор действует как основная распределительная линия, которая питает выходы LDO, OUT и STORE в определенном порядке. Как только один из выходов достигает своего номинального уровня напряжения, он продолжает заряжать следующий (Рисунок 4).


Когда схема загружена, поведение ИС менее линейно. Если в какой-то момент выход LDO начинает потреблять больше энергии, чем накоплено в конденсаторе, он будет получать энергию из любого доступного источника (STORE, OUT или AUX).Кроме того, если выход OUT требует дополнительной энергии, он может потреблять только источники STORE или AUX. Основное различие между этими двумя параметрами заключается в том, что выход LDO имеет более высокий приоритет, чем выход OUT, и что LDO никогда не будет передавать энергию другому выходу. Важно отметить, что выход STORE будет работать только в случае наличия дополнительной энергии. Если вся генерируемая энергия потребляется нагрузкой на LDO и OUT, то выход STORE не может использоваться.

После описания архитектуры этого предложения в следующем разделе дается описание теоретических и практических методов, используемых для анализа соринки.

4. Тесты и результаты

В этом разделе проводится серия анализов и вычислений для каждого блока, упомянутого в архитектуре. Основные цели состоят в том, чтобы (i) понять требуемую энергию для нагрузки в течение заданного периода времени, (ii) понять поведение и возможности термоэлектрического генератора (ТЭГ), (iii) подтвердить функциональность и эффективность блока EH, (iv) подтвердить функциональность трех блоков в целом в реальной тестовой среде.

Чтобы иметь четкое представление о каждом блоке и конкретных испытаниях для каждого, этот раздел подразделяется на (а) измерительное оборудование, (б) характеристики энергии нагрузки, (в) термоэлектрический генератор, (г) сборщик энергии, (д) частичное подтверждение, и (е) устойчивость.

4.1. Измерительное оборудование

Для достижения ранее упомянутых целей потребовался ряд тестов и расчетов. Для сбора необходимых данных, таких как напряжение, ток и температура, использовалось различное лабораторное оборудование для измерения данных с наивысшей доступной точностью, включая (i) осциллограф Tektronix MSO 2014 [25], (ii) цифровой мультиметр Tektronix DMM4050 [ 26], (iii) регистратор данных термопары Pico Technology TC-08 [27], (iv) термопары типа K, (v) National Instruments LabView [28].

4.2. Характеристики энергии нагрузки

Нагрузка состоит в основном из микроконтроллера, приемопередатчика WiFi и датчика температуры. В предыдущих исследованиях [29] был проведен теоретический анализ этих устройств с целью понимания уровней их потребления. В результате этого анализа MCU и трансивер были определены как основные потребители нагрузки, а потребление энергии датчиком в большинстве случаев можно считать незначительным. Чтобы понять фактические потребности в энергии этих двух устройств, необходимо было провести измерения их активного и неактивного состояний по отдельности.Для этой задачи ранее упомянутое измерительное оборудование было подключено к ПК через последовательный порт с использованием интерфейса на основе LabView для сбора всех данных для последующего анализа. Важно отметить, что все передачи были выполнены с использованием интернет-протокола TCP, в основном из соображений безопасности и непрерывности данных.

Для измерения активных каскадов область под кривой была извлечена с помощью осциллографа и шунтирующего резистора 1 Ом, установленного на стороне высокого напряжения каждого устройства (рисунки 5 и 6).



Для активного состояния передачи микроконтроллера заряд, потребляемый устройством, не отображается, учитывая, что оно имеет линейное потребление с тем же периодом времени, что и на рисунке 6. Для каждого активного состояния было выполнено несколько измерений из которого был извлечен средний заряд. Учитывая, что для извлечения этих значений использовался резистор 1 Ом, а площадь под кривой дана в напряжении в секунду, можно выполнить прямое извлечение значения заряда.Для каскадов неактивной мощности ток измерялся цифровым мультиметром, а также вычислялось среднее значение. Наконец, все извлеченные данные были преобразованы в энергию, обеспечивая единую сопоставимую единицу измерения для устройств (таблица 1).


Состояние MCU Приемопередатчик

Обнаружение 146,3 µ J N / A
69 Передающий.93 мДж 240,2 мДж
Неактивный 24,2 µ J 1,65 µ J

В таблице 1 показаны три ключевых состояния и их потребление. Для выполнения измерения датчика требуется только микроконтроллер; таким образом, трансивер не учитывается в этой деятельности. При передаче данных требуются оба устройства, которые потребляют наивысший уровень энергии.Наконец, в неактивном состоянии оба устройства показывают самое низкое энергопотребление.

Для определения энергопотребления предлагаемой нагрузки датчика используется подход, аналогичный тому, который использовался в теоретическом анализе предыдущего исследования [29]: Формула (1) показывает расчет полной энергии за цикл для нагрузки. Эта формула не включает энергию запуска MCU или трансивера, поскольку они не повторяются в каждом цикле.

В этой формуле представляет собой полную энергию цикла в джоулях, это энергия, потребляемая микроконтроллерами во время измерения, это потребление энергии микроконтроллерами при передаче, это потребление микроконтроллерами при малой мощности, это энергия, потребляемая трансиверами во время передачи, и — потребление трансивера в режиме низкого энергопотребления.

Чтобы можно было рассчитать энергию цикла, необходимо выбрать рабочий сценарий. Из предыдущего исследования [29] в качестве отправной точки были выбраны наиболее жизнеспособные сценарии, при которых передача осуществляется каждый час, а количество измерений датчиков варьируется. С выбранными рабочими циклами, предопределенной формулой энергетического цикла и извлеченными из нагрузки измерениями стало возможным извлечь энергию за цикл каждого состояния для MCU и приемопередатчика (таблица 2).


Одночасовой цикл
Измерения Передачи MCU Преобразователь
(за цикл) (за цикл) Активная энергия (мДж) ) Неактивная энергия (мДж) Активная энергия (мДж) Неактивная энергия (мДж)

360 1 122.5 87,1 240,2 5,9
60 1 78,6 87,1 240,2 5,9
6 1 70,7 87,1 240,2 5,9
1 1 70 87,1 240,2 5,9

Как видно из таблицы 2, энергия, потребляемая от нагрузки, высока по сравнению с другими реализациями .Сам микроконтроллер не принадлежит к семейству устройств с низким энергопотреблением и составляет большую часть потребляемой энергии. Одним из основных недостатков является большой ток сна, так как в этом состоянии устройство будет находиться более 90% времени, что заметно выше, чем у трансивера. Приемопередатчик WiFi демонстрирует высокое активное потребление тока по сравнению с другими протоколами, но его общее потребление заряда минимизировано за счет низкой активной периодичности, определяемой циклом соринки.

Учитывая эти оценки, можно понять количество энергии, которое потребуется на этапе сбора энергии для такой реализации.Таким образом, в следующих разделах будут описаны поведение и энергетические ожидания ТЭГ, или ячейки Зеебека, и модуля сбора энергии.

4.3. Термоэлектрический генератор

Для получения энергии от нагревательного устройства в качестве преобразователя использовалась ячейка Зеебека. Понимание поведения ячейки Зеебека имеет решающее значение для блока EH, поскольку это поможет определить лучшую конфигурацию для максимального извлечения энергии. С этой целью были проведены измерения напряжения, тока и разницы температур в течение определенного периода времени (рисунок 7).


Как видно на Рисунке 7, при первоначальном запуске происходит повышенное производство энергии из-за инициализации теплового радиатора. Хотя этот пик полезен для более быстрого запуска модуля сбора энергии, он не может рассматриваться для оценки среднего преобразования, поскольку он представляет собой фазу, которая не будет происходить часто (например, каждый раз при включении радиатора). Для следующих измерений был выбран второй пик на графике, так как он представляет стабильную фазу преобразования энергии.Из этого пика были выбраны пять точек напряжения в диапазоне от самого низкого до самого высокого значения с соответствующими значениями тока, чтобы рассчитать уровни мощности в каждой точке тестирования (таблица 3).


Контрольная точка Напряжение (мВ) Ток (мА) Мощность (мВт)

1 137,24 10,67 1,46
2 160.55 12,85 2,06
3 185,94 14,03 2,60
4 207,02 14,78 3,06
5 224,10 15,35

Несмотря на то, что с данными, показанными на рисунке 8, можно извлечь полный диапазон мощности, производимой в тестовом пике, просто выбор из них считался лучшим представлением, так как они изображают четкую рабочую вариацию ячейки Зеебека.


4.4. Energy Harvester

Как только ТЭГ начинает вырабатывать энергию, он передается в ИС управления энергией для преобразования и управления. Для правильного функционирования этому устройству требуется внешний трансформатор для повышающего преобразования. Выбор трансформатора имеет решающее значение для этой ИС, поскольку он сильно повлияет на общую эффективность сбора энергии, как упоминалось Wang et al. [16].

С выбранными контрольными точками в таблице 3 и информацией, представленной в техническом описании ИС управления энергопотреблением, на первый взгляд, трансформатор с соотношением витков 1:50 кажется лучшим выбором, поскольку он поддерживает более стабильную эффективность в полученный диапазон напряжений.Тем не менее, на этих уровнях напряжения текущая доступность низкая по сравнению с максимально допустимой, отображаемой в таблице данных. Кроме того, кривые КПД построены для выходного напряжения 4,5 В вместо конфигурации 3,3 В, используемой в этом предложении.

Чтобы проверить, какой трансформатор передаточного числа был более подходящим для предложенного сценария, было проведено практическое сравнение между ними путем подачи напряжения и тока от настраиваемого источника питания, имитирующего ТЭГ, для каждой контрольной точки, описанной в таблице 3.Измерения напряжения и тока были выполнены на главном ВЫХОДЕ, что привело к расчету мощности в этих точках, а затем был извлечен КПД (Рисунок 8).

Как видно на Рисунке 8, действительно, коэффициент поворота 1:50 представляет собой лучший вариант для текущей реализации. Основным недостатком использования этого трансформатора является то, что при запуске начальное напряжение, требуемое для харвестера, выше, чем передаточное число 1: 100. Хотя важно попытаться использовать каждый кусочек энергии, анализируя поведение источника тепла, ясно, что среднее количество энергии, вырабатываемой элементом Зеебека, будет играть более важную роль в долгосрочной перспективе.

После выбора подходящего трансформатора для модуля сбора энергии с теми же контрольными точками, выбранными ранее (Таблица 3), выполняется анализ мощности и эффективности для выходов LDO и OUT. Эти данные помогут понять ограничения блока EH в рамках предлагаемого сценария. Важно понимать, что ИС управления энергопотреблением имеет два разных режима работы: один для начальной зарядки выходов LDO / OUT, а другой — для случая, когда выходы LDO / OUT достигли своих номинальных значений.В дальнейшем они будут называться зарядным и стабильным режимами соответственно. Для обоих этих анализов предполагается, что нет накопителя энергии, так как он лучше описывает наихудший сценарий, когда энергия не щадит.

На рисунке 9 можно увидеть сравнение выходов LDO и OUT по отношению к входу, обеспечиваемому EH в режиме зарядки. При начальной зарядке выход LDO имеет низкий КПД. Это в основном из-за состояния низкого напряжения (2.3 В), который имеет конденсатор AUX в то время, и внутренний КПД LDO, встроенного в ИС. Но, напротив, выход OUT имеет более высокий КПД по сравнению с LDO, в диапазоне от 40% до 51%. Чтобы понять актуальность этой информации, было проведено сравнение с другими исследованиями (Таблица 4).


Desai et al. [30] Lhermet et al. [31] Wang et al. [16] Эта работа

100 мВ 1 В 250 мВ 185 мВ
470 µ J 480 µ J 1.02 мДж 1,1 мДж
КПД 68% 35% 25% 42%
1,8–5,5 В 3,3 В 3,3 В 3,3 В


По сравнению с другими предложениями, текущая конфигурация EH обеспечивает более высокий выход энергии, чем остальные. Что касается эффективности, Desai et al. [30] предложение имеет наивысшую ценность, но за ним внимательно следит эта работа.

С помощью этой информации можно оценить время, которое потребуется сборщику энергии для зарядки накопителей энергии нагрузки, по крайней мере, на начальной фазе, когда они не представляют никакого заряда. Чтобы свести к минимуму время, необходимое для зарядки резервуаров, важно, чтобы нагрузка оставалась неактивной до тех пор, пока не будет достигнут стабильный режим.

Заявив, что поведение LTC3108 меняется в зависимости от различных режимов работы, был проведен анализ стабильного режима, представленный на Рисунке 10.


На рисунке 10 можно увидеть, что существует два сценария зарядки для выхода LDO в этом режиме. Первый сценарий — это когда выходной конденсатор OUT полностью заряжен до своего номинального значения (3,3 В), а конденсатор AUX имеет меньшее или такое же значение. В этом случае LDO заряжается с той же скоростью, что и конденсатор OUT, что обеспечивает более высокую эффективность. Второй сценарий — когда конденсатор AUX заряжается более высоким напряжением, чем выходной конденсатор OUT, до 5.2 В. В этом случае КПД ниже, чем в первом сценарии, из-за внутреннего состава ИС, который ограничивает количество тока, отводимого на конденсатор LDO [24]. В обоих режимах эффективность OUT остается неизменной.

В среднем количество энергии, которое может быть извлечено в стабильном режиме из выхода LDO, составляет 519 мк Дж, в худшем сценарии заряда () и из выхода OUT 1,1 мДж. Зная это, можно утверждать, что генерируется более чем достаточно энергии, чтобы поддерживать как MCU, так и трансивер в их неактивных состояниях, и экономно заряжать резервуары энергии для активных состояний, согласно таблице 1.

Как упоминалось ранее, эти анализы проводились без использования запоминающего устройства, что помогло бы увеличить скорость заряда выходных конденсаторов. Тем не менее, этот сценарий также был протестирован, и с заряженным суперконденсатором 470 мФ он смог обеспечить в среднем ток 5 мА, заряжая выходные конденсаторы с очень высокой скоростью.

Зная количество энергии, требуемой нагрузкой (таблица 2), и понимая, что энергии, обеспечиваемой блоком EH, недостаточно для питания нагрузки в активном состоянии самостоятельно, следующим шагом было оценить размер резервуары энергии, обеспечивающие потребление активного импульса.В качестве резервуаров энергии были выбраны суперконденсаторы из-за их высокой плотности и отличных характеристик в условиях импульсной нагрузки. Для расчета минимальной требуемой емкости использовалась следующая формула: Формула (2) показывает емкость резервуаров энергии для выходов LDO и OUT, где — емкость в фарадах, — энергия в джоулях, — наименьшее поддерживаемое напряжение, и — номинальное напряжение. В зависимости от того, выполняются ли расчеты для MCU или трансивера, напряжения будут варьироваться в зависимости от их индивидуального источника питания и ограничений (Таблица 5).


Одночасовой цикл
Измерения Передачи MCU Преобразователь
(за цикл) (за цикл) Активная энергия (мДж) ) Емкость (мФ) Активная энергия (мДж) Емкость (мФ)

360 1 122,6 291.9 240,2 133,4
60 1 78,72 187,4 240,2 133,4
6 1 70,82 168,6 240,2 133,4 1 1 70,08 166,9 240,2 133,4

После расчета размера суперконденсаторов также важно учитывать пиковый ток, который потребуется нагрузкой, так как это определит минимальное ESR суперконденсаторов.Согласно соответствующим таблицам данных, MCU потребляет максимум 24 мА, а трансивер не менее 154 мА во время передачи. Имея это в виду и используя ток трансивера в качестве эталона, суперконденсаторам потребуется ESR ниже 20 Ом.

После этого был проведен временной анализ в сочетании с модулем сбора энергии. Это позволит проверить время запуска, необходимое для соринки. Для этого теста необходимо выбрать один из ранее упомянутых рабочих циклов; Таким образом, был выбран сценарий с 60 измерениями в час, поскольку он представляет собой среднюю точку между всеми циклами.Поскольку значения емкости в Таблице 5 нестандартны, для каждого микроконтроллера и приемопередатчика были выбраны 2 суперконденсатора по 100 мФ. Затем ТЭГ был подключен к модулю EH, суперконденсаторы были размещены на каждом выходе, и напряжение на каждом выходе, а также на входе EH, измерялось каждые 10 секунд (рисунок 11).


Как видно на рисунке 11, начальный запуск занимает около 100 минут для зарядки до момента, когда активируется сигнал PGD, таким образом подключая нагрузку к ее напряжению питания и инициализируя ее рабочий цикл.Этот сценарий может показаться неблагоприятным для датчика из-за потери данных в течение первых 100 минут, но на самом деле такое поведение заряда будет происходить только при его первом использовании или после того, как он не использовался в течение длительного периода времени и суперконденсаторы полностью разряжены. Кроме того, это время начальной зарядки может варьироваться в зависимости от количества энергии, генерируемой EH-блоком в данный момент; таким образом, чем больше энергии, тем меньше время заряда суперконденсаторов.

Из предыдущих данных ясно, что увеличение количества измерений сенсора может сильно повлиять на начальный запуск, поскольку для этого потребуются суперконденсаторы большего размера.Таким образом, выбранный ранее рабочий цикл из 60 измерений и 1 передачи будет взят за основу для следующих тестов.

После проверки каждого блока соринки по отдельности, в следующем разделе будет описана проверка всех рабочих частей в целом.

4.5. Проверка соринки

Следующим шагом с использованием данных, извлеченных из предыдущего анализа, была проверка соринки (рис. 12) в целом путем тестирования ее в реальной домашней среде в течение 24 часов.

В этом тесте необходимо различать два основных сценария: 8-часовой активный период и 16-часовой период бездействия. Активный период представляет собой промежуток времени с 14:00 до 22:00, а период бездействия характеризует промежуток времени, когда тепловой радиатор отключен. Анализ периода бездействия позволит понять разряд суперконденсатора и количество энергии, необходимое для перезагрузки системы на следующий день работы. Временной интервал 2–10 вечера был выбран потому, что это обычный рабочий цикл системы ЦО.

Для этого теста использовался суперконденсатор 470 мФ для выхода STORE, а также мФ для выходов LDO и OUT каждого. Измерения напряжения проводились на входах EH, STORE, LDO и OUT каждые 10 секунд. Для проверки успешной передачи данных на сервер WiFi использовалось программное обеспечение Wireshark [32] (рисунок 13).


Первое, что следует заметить на Рисунке 13, — это пики потребления энергии на выходе OUT и LDO, которые уменьшаются с каждой передачей.Такое поведение происходит из-за энергии, которая накапливается в суперконденсаторе STORE, что обеспечивает более быструю перезарядку между передачами.

Из-за начального времени запуска на сервер WiFi удалось отправить только 6 передач. Согласно данным, полученным с помощью Wireshark, вероятность успеха этих передач составила 100%.

В качестве дополнительного теста те же измерения напряжения проводились в течение длительного периода времени, пока соринка не отправит дополнительную передачу.Этот тест имитирует поведение пылинки и суперконденсаторов в непрерывном рабочем цикле (рисунок 14).


С помощью этого теста можно увидеть более быструю перезагрузку пылинки обратно в рабочий режим (примерно 40 мин.) По сравнению с первоначальным запуском. Это увеличение времени зарядки позволяет накопить больше энергии в суперконденсаторе STORE, который можно использовать для более быстрой подзарядки других выходов и резервирования большего количества энергии на следующий день работы. Возможно, этот дополнительный запас энергии позволит еще быстрее перезагрузиться на следующий день работы.Кроме того, более быстрая перезагрузка обеспечивает больше передач, чем при первоначальном запуске.

4.6. Mote Sustainability

Устойчивость может быть определена как способность системы, устройства или приложения работать в течение определенного периода времени, независимо от того, является ли он определенным или неопределенным. В таких приложениях, как текущее предложение, устойчивость можно разделить на две области: операционная и энергетическая. Это ограничит приложение определенным рабочим окном. При заданном временном интервале рабочего цикла устойчивость энергопотребления определяется двумя факторами: количеством энергии, генерируемой на выходах блоком EH, и энергией, потребляемой каждым действием нагрузки, а также их энергией, потребляемой в неактивном состоянии.С другой стороны, эксплуатационная устойчивость определяется минимальным количеством измерений температуры, которые предоставят достоверную информацию пользователю, и максимальным количеством измерений, которые могут быть выполнены с полезной энергией, хранящейся в суперконденсаторах микроконтроллера.

Как указывалось ранее, начальным условием настройки соринки является временной интервал рабочего цикла, равный 1 часу, когда выполняется единственная передача данных. Учитывая характеристики ИС управления энергопотреблением, были выбраны выходные конденсаторы для микроконтроллера и приемопередатчика по 200 мФ каждый.Это обеспечивает достаточно энергии для каждого действия и адекватное время запуска. Учитывая эти условия, был проведен анализ устойчивости, чтобы найти предлагаемое рабочее окно, которое определит лучшие сценарии применения для этого предложения. Важно отметить, что этот анализ рассматривает только стабильный режим, так как в режиме начисления не выполняется никаких действий (Рисунок 15).


На рисунке 15, основанном на экспериментальных измерениях (таблица 1), были произведены расчеты для получения количества энергии, потребляемой большим количеством образцов за один цикл и за одну передачу.Кроме того, было извлечено среднее количество энергии, доступной на выходе LDO, при разнице температур 4,5 ° C за указанный временной цикл.

На Рисунке 15 могут быть изображены две основные области: одна серого цвета, а другая — зеленого цвета, причем все они относятся к среднему уровню энергии 4,5 ° C. Серая секция символизирует максимальное количество измерений, которое может быть выполнено при средней энергии, доступной за один час. Тем не менее, учитывая ограничение размера суперконденсатора, не вся энергия будет использоваться для этой цели, но вместо этого она будет сохраняться в качестве резервной копии в резервуаре энергии на выходе STORE.Сказав, что существует предел, установленный размером суперконденсатора, с учетом наших начальных условий, появляется зеленая зона, отображающая оптимальное рабочее окно сценариев для текущего предложения. Минимальный предел, установленный для зеленой зоны, был определен количеством образцов, необходимых для предоставления полезной информации пользователю. Имея минимум тридцать образцов за цикл, можно дать хорошее представление, хотя и немного грубое, об измеренных колебаниях температуры, хотя рекомендуется больше образцов.

5. Обсуждение

Как описано ранее, одним из ключевых отличий этого предложения является интеграция связи Wi-Fi с накоплением энергии на датчике. Тем не менее, описанное устройство имеет сходство с другими предложениями.

Блоки TEG и EH можно сравнить с блоком, использованным в Mote Tyndall ZigBee, представленном Wang et al. [16]. В своей работе было проанализировано несколько предложений и устройств, чтобы выбрать лучший подход для их реализации.В частности, проводится сравнение с микросхемой LTC3108, используемой в данной работе, но только с трансформатором с соотношением витков 1: 100, который, как также продемонстрировано здесь, имеет низкий КПД на основном выходе OUT. Однако при анализе этого выхода с витком 1:50 при 3,3 В, при том же напряжении, что и в их моторе, было продемонстрировано, что можно получить КПД до 51% по сравнению с 25,2%, достигнутыми их Блок EH. Как минимум, в этой работе достигается КПД 40%.Если бы этот блок EH использовался с модулем Tyndall ZigBee, то ТЭГ потребовал бы только 2,6 мВт, поскольку блок EH генерировал бы 1,1 мВт на выходе 3,3 В. Это представляет собой сокращение почти на 50% энергии, извлекаемой из окружающей среды. Кроме того, использование такого устройства, как ИС управления энергопотреблением, дает дополнительное преимущество, заключающееся в наличии блока EH общего назначения, который может использоваться для сбора других типов окружающей энергии.

Если бы использовалась связь ZigBee, вместо WiFi для этой реализации, можно было бы достичь меньшего времени запуска и уровней энергии, уменьшив размер требуемых суперконденсаторов.Тем не менее, как указывалось ранее, по-прежнему потребуется размещение специальной инфраструктуры ZigBee и дополнительного устройства, которое будет загружать данные в облако, как, например, работы Келли и др. [18] или Нугрохо и Сахрони [20]. Это будет связано с дополнительными экономическими затратами и из-за нечастого использования широким населением, менее удобной для пользователя установки. Преимущество Wi-Fi по сравнению с другими протоколами, такими как ZigBee, заключается в том, что наличие сетевой инфраструктуры, уже существующей, как и в большинстве домашних хозяйств, может снизить экономические затраты на проект и упростить его реализацию, а также взаимодействие с пользователями.

Другой подобный подход представлен Нгуеном и Ле-трунгом [19]. В своем предложении они также используют маломощные аппаратные и программные технологии с Wi-Fi-связью для считывания данных в умных зданиях, используя тот же приемопередатчик MRF24, что и предложенный здесь, и микроконтроллер PIC18. Тем не менее, они демонстрируют схожее потребление энергии, даже несмотря на то, что в этом предложении используется микроконтроллер PIC24. Одна из основных причин этого заключается в том, что в этой работе напряжение питания микроконтроллера было снижено с 3.От 3 В до 2,2 В, что существенно снижает его потребление. Кроме того, использование холодного пуска с внутренним генератором LPRC помогло улучшить потребность в энергии. Более того, в этой работе измерения датчиков могут выполняться каждую минуту, хотя передачи по умолчанию настроены на запуск каждый час. Другое ключевое отличие состоит в том, что для их реализации они используют батареи (4 × 4200 мАч @ 3,7 В) для достижения максимальной работы 46 дней, в то время как в этом предложении используется EH, который потенциально может не иметь ограничений на работу.Чтобы сравнить обе архитектуры, если бы мы заполнили наш соринок этим комплектом батарей, у нас было бы 71 день жизни.

Видя, что выработки энергии достаточно для хранения ее части (рис. 13), открываются несколько возможностей. Если ТЭГ вырабатывает достаточно энергии, можно увеличить либо количество измерений датчика, либо скорость передачи, создавая более адаптируемый к различным рабочим циклам. Кроме того, размер суперконденсатора STORE может быть увеличен, что дополнительно поможет сократить время перезагрузки в каждом последовательном рабочем цикле.

В ходе более чем 24-часовых испытаний было доказано, что внедрение является жизнеспособным решением текущей проблемы. В идеале было бы желательно начинать считывание данных, как только выход LDO достигнет номинального значения 2,2 В, так как это включит MCU, который управляет датчиком температуры. В настоящее время эта проблема решается за счет более быстрого перезапуска с сохранением энергии после 8-часового активного периода; тем не менее, в первые несколько дней работы происходит некоторая потеря данных. Возможным улучшением было бы добавление дополнительной схемы запуска, которая непосредственно анализирует выходной сигнал LDO.Это оставит вывод PGD свободным для анализа микроконтроллером, давая ему информацию о доступности энергии для трансивера.

Дальнейший анализ Рисунка 15 показывает, что доступность энергии ниже, чем та, которая обеспечивается разницей температур 4,5 ° C, и можно было бы работать в тех же рабочих окнах. Тем не менее, при такой выходной энергии начальное время запуска соринки будет увеличено. С другой стороны, более высокая доступность энергии обеспечит более быстрое время первоначального запуска и больше энергии для резервного копирования.Кроме того, можно было бы увеличить размер суперконденсаторов, разместив больше измерений за цикл или даже больше передач.

Вероятным улучшением представленного предложения будет замена MCU, который в целом имеет высокое энергопотребление. Если бы был выбран микроконтроллер PIC24FJ128GA306 [33] из семейства nanoWatt XLP, можно было бы добиться печально известного повышения производительности. Этот MCU имеет низкое потребление в режиме глубокого сна, равное 10 нА, что, следовательно, позволяет хранить больше энергии с более высокой скоростью.Кроме того, его потребление тока в активном состоянии составляет менее 6,5 мА, что снижает минимальный размер суперконденсатора LDO до 58 мФ. Это будет означать сокращение мощности почти на 70%. Если предположить, что используются те же суперконденсаторы, которые установлены в настоящее время, только 100 мФ будет более чем достаточно для удовлетворения его потребности, что значительно сократит время запуска. Кроме того, интеграция энергосберегающего микропрограммного обеспечения, а также выбор микроконтроллера с более широким диапазоном напряжения питания позволили бы принимать решения по каждому действию, которое будет принимать соринка, и уменьшить размер выходных суперконденсаторов.

На стороне приемопередатчика выходная мощность передачи может быть модулирована в соответствии с необходимой мощностью сигнала, необходимой для связи с точкой доступа. В большинстве домашних сценариев возможно, что выходная мощность 10 дБм не требуется, и ее уменьшение значительно улучшит потребление. Более того, в зависимости от сценария, протокол UDP может использоваться для уменьшения времени передачи и потребления энергии, хотя доставка данных не будет гарантирована.

6.Выводы

В данной статье был представлен автономный WiFi-датчик для аудита домашних отопительных приборов. Был проведен полный анализ нагрузки, который дал четкое представление о необходимых потребностях в энергии. Кроме того, были выполнены теоретические расчеты для необходимых резервуаров энергии или суперконденсаторов, и их экспериментальное подтверждение было подтверждено. После этого была проведена характеристика ТЭГ, которая позволила выбрать соответствующие компоненты для блока EH. С соответствующими компонентами были продемонстрированы возможности КПД и мощности блока EH, что позволило увеличить производительность на 50% по сравнению с другими реализациями.Наконец, все блоки были проверены на практике в течение более 24 часов в целом, что доказало надлежащую функциональность пылинок в среде умного дома.

В заключение следует отметить, что использование автономных датчиков WiFi в качестве решения WSN в IoT не только жизнеспособно, но и упрощает его реализацию благодаря уже широко распространенной сети и повсеместному распространению в устройствах IoT. Существует множество сценариев, в которых датчики WiFi могут быть реализованы для передачи данных об окружающей среде в облако без необходимости в дополнительных сетевых коммуникациях.Кроме того, его можно легко соединить с технологиями EH, чтобы покрыть потребление энергии или помочь перезарядить систему первичных батарей для увеличения срока службы.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

Благодарности

Трасвинья-Морено хотел бы поблагодарить Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología Мексики за предоставление стипендии для его докторской степени.

Автор: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *