tensione continua 100V da batterie al litio con ricarica da linea 230VAC

[maxim65]

Se volessi realizzare un sistema di riscaldamento rapido dell'acqua utilizzando delle batterie al litio come accumulo di energia e usassi la linea elettrica a 230 per ricaricare queste batterie, ci potrebbe essere un problema di sicurezza?

Le batterie sarebbero a 100V in continua per cui di per sè sarebbero entro i limiti della norma, mentre il sistema di ricarica da linea avrebbe comunque un trasformatore switching di disaccoppiamento fra la linea 230Vac e quella a 100Vcc.

Non dovrebbe essere sufficiente?

Ovviamente la resistenza riscaldante sarebbe isolata come tutte quelle a immersione.

Modificato: 17 novembre 2021 da Domenico Maschio

[click0]

11 minuti fa, maxim65 ha scritto:

sistema di riscaldamento rapido dell'acqua

quanti kw?

[maxim65]

Dai conti che ho fatto 10 e sono 100A

[elab69]

L'importante è che usi i prodotti con la tensione di isolamento adeguata e che sei in grado di progettare il sistema a regola d'arte.
La CEI 64-8 si applica agli impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V in corrente alternata e a 1500 V in corrente continua.
Puoi usare anche una resistenza da 1200V in continua

[maxim65]

I 100V servono prorpio ad evitare qualsiasi problema e maggior sicurezza dato che si tratta di acqua con cui ci si può anche fare la doccia. Ovviamente i componenti sarebbero isolati a partire dalla resistenza. Ci sarebbe un sistema pwm per regolare la potenza con cui ottenere la temperatura desiderata.

L'elettronica la realizzerei io.

 

L'obbiezione che mi hanno rivolto altri serebbe che, anche sè il sistema è a 100Vcc la ricarica averebbe dalla linea 230Vac per cui il punto di connessione tra i due circuiti sarebbe lo switching di ricarica.

Ma dato che trattasi di trasformatore di isolamento anche se switching, ovvero il primario lavora sul 230 e il secondario sul 100, a mia opinione questo non dovrebbe comportare problemi essendo i circuiti galvanicamente isolati.

Giusto?

[Maurizio Colombi]

Con 100 ampere a 100 volt, ti ci vuole un bel pacco batterie... pur fidandoci della rapidità sistema di riscaldamento, diciamo che dovrebbe essere ultrarapido per compensare il tempo di scarica e della conseguente ricarica delle batteria.

L'alimentatore switching non da il disaccoppiamento galvanico dalla linea primaria, ricordatelo bene, anche se qualcuno lo chiama "d'isolamento",

36 minuti fa, elab69 ha scritto:

La CEI 64-8 si applica agli impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V in corrente alternata e a 1500 V in corrente continua.

Grazie per l'informazione, ma cosa c'entra?

[maxim65]

Le batterie al litio ferro fosfato dovrebbero garantire queste prestazioni, accumulare l'energia e rilasciarla cotto stress con buona efficienza, ma tralaciamo questo aspetto.

L'alimentatore switching lo realizzo io, anzi già fatto da 1KW. Tra il circuito del primario e quello del secondario non vi è nessuna connessione elettrica di nessun genere.

Per quale motivo dovrebbe non essere isolato?

[Maurizio Colombi]

6 minuti fa, maxim65 ha scritto:

Per quale motivo dovrebbe non essere isolato?

Generalmente, per contenere i prezzi ed il peso, gli alimentatori switching non hanno trasformatore e quindi non hanno isolamento tra ingresso ed uscita, ma se questo alimentatore lo hai realizzato personalmente potresti averci messo un trasformatore...

[elab69]

10 minuti fa, Maurizio Colombi ha scritto:

Grazie per l'informazione, ma cosa c'entra?

Beh, l'autore del post ha sollevato un dubbio riguardo alla sicurezza del circuito che propone.
Pensavo che la sua preoccupazione fosse relativa alla coesistenza di circuiti a tensioni differenti.
Il mio intervento era inteso a confermare che il normatore consente l'installazione di impianti con le tensioni da lui indicate.
Certo, come precisato, il sistema deve essere ben progettato.

Rileggendo con più attenzione il post, mi rendo conto che la preoccupazione di maxim65 è relativa alla tensione della resistenza in ammollo nell'acqua per fare la doccia
Può essere allora utile riflettere sul fatto che i boiler elettrici hanno resistenze a 230V, ma bisognerebbe vedere cosa prescrivono in merito le norme di prodotto relative ai boiler.

 

[patatino59]

1 minuto fa, Maurizio Colombi ha scritto:

Generalmente, per contenere i prezzi ed il peso, gli alimentatori switching non hanno trasformatore e quindi non hanno isolamento tra ingresso ed uscita

Dove hai letto una simile assurdità ?

Dagli anni '70 gli apparecchi consumer si sono dotati di alimentazione Switching con trasformatore, proprio per connettere altri elementi senza pericolo di non separazione dalla rete. (per esempio TV e  Audiovideo, solo per citarne un paio) 

Da quello che so io, solo alcuni Step-up Step-down NON sono isolati, ma in quel caso non si parla di alimentatori, ma di convertitori DC-DC.

Nel caso specifico, la sicurezza dovrebbe essere garantita ponendo a terra il negativo dell'uscita, e mantenendo la stessa sotto ai 50 Volt

Oppure, se a 100 volt, con uscita NON riferita a massa. (vedi normative SELV)

[maxim65]

 

33 minuti fa, patatino59 ha scritto:

Nel caso specifico, la sicurezza dovrebbe essere garantita ponendo a terra il negativo dell'uscita, e mantenendo la stessa sotto ai 50 Volt

Oppure, se a 100 volt, con uscita NON riferita a massa. (vedi normative SELV)

Me la avevano raccontata diversa, ovvero che sotto i 50Vac e sotto i 120Vcc . Sei sicuro dei 50Vcc?

Modificato: 1 novembre 2021 da maxim65

[patatino59]

35 minuti fa, maxim65 ha scritto:

Sei sicuro dei 50Vcc?

Ho solo letto le indicazioni Selv, mi sembra di aver letto 50 V DC se con secondario a terra.

[click0]

2 ore fa, maxim65 ha scritto:

Dai conti che ho fatto 10 e sono 100A

quanti litri d'acqua ??

[maxim65]

Ho fatto il conto su un flusso di 0,1 litri sec. come potrebbe essere la doccia partenda da una temperatura dell'acqua sugli 8 gradi portandola ad un massimo di 60/70 . Il conto è abbastanza approssimato ma ci sarebbe comunque un sistema di regolazione con pwm o similare con temperatura impostabile tra 20 e 60.

Modificato: 1 novembre 2021 da maxim65

[maxim65]

Sarebbe un contenitore stretto e lungo in cui l'elemento riscaldante entrerebbe di misura con forma analoga e da un lato entrerebbe l'acqua fredda, scorrendo per tutta la lunghezza della resistenza, per uscire calda dall'altro. I 10KW sarebbe necessari solo per la condizione peggire ovvero acqua a 60 gradi in inverno, o prima apertura rubinetto, ma su questo che bisogna dimensionare la potenza max.

E' solo un'idea al momento e non sò se la realizzerò anche perchè di resistenza strette e luinghe a 10KW a immersione ne ho trovate diverse, ma tutte a 230 0 380.

[click0]

1 ora fa, maxim65 ha scritto:

su un flusso di 0,1 litri sec

mi sembrano un po' scarsi

 

visto che hai inserito un flusso... per quanto tempo?

[maxim65]

Per il tempo che resta aperto il rubinetto.

 

Il flusso è quello di 0,1 litri secondo. Dai conti che ho fatto dovrebbero essere sufficienti 10 Kw per scaldare 0,1 litri al secondo con i dati indicati. Vorrebbe dire elevare di 50 gradi la temperatura dell'acqua che fluisce nel contenitore che si limita a quella del flusso.

 

Ripeto quello che ho scritto prima:

Sarebbe un contenitore stretto e lungo in cui l'elemento riscaldante entrerebbe di misura con forma analoga e da un lato entrerebbe l'acqua fredda, scorrendo per tutta la lunghezza della resistenza, per uscire calda dall'altro. I 10KW sarebbe necessari solo per la condizione peggire ovvero acqua a 60 gradi in inverno, o prima apertura rubinetto, ma su questo che bisogna dimensionare la potenza max.

[click0]

21 minuti fa, maxim65 ha scritto:

Per il tempo che resta aperto il rubinetto.

sarà, ma lavori a batteria

analoghi apparecchi operanti a tensione di rete, lavorano con dt di 40° con potenze praticamente uguali (9,9 kw) ma dichiarano portate attorno ai 4 l/min

tralasciando che secondo me già 6 l/min sono un po' pochi

tralasciando che un pacco batteria da 10kw al litio probabilmente non costa 100 euro

secondo me vai a farti del male, detto questo

 

buon lavoro

Modificato: 1 novembre 2021 da click0

[piergius]

Per quanto mi consta la Corrente Continua non è salutare per la durata delle resistenze immerse 

in acqua (dando luogo a fenomeni di Elettrolisi a carico dei metalli); consiglierei di utilizzare la 

Batteria per alimentare un Inverter. 

[maxim65]

E' solo uno "studio di fattibilità" e non sò se mai lo farò. Diciamo un'esercizio. 6 litri/min è approssimato come dicevo, pensando alla portata di una doccia. Le batterie sono il punto debole ma quelle per impianti a isola,ferro litio fosfato, 10KW/h con caratteristiche adeguate dovrebbero garantire il necessario per il funzionamento.

 

Per la questione dell'elettrolisi ci avevo pensato ma nessuno me lo avevo fatto notare fino ad ora. Prediligo la sicurezza al problema di una resistenza. Se mai dovessi provare a farlo valuterei il problema in fase sperimentale.

 

Sono 38 anni che opero professionalmente con l'elettronica e credo di sapere quello che faccio. Per quel che mi riguarda parlano i risultati.

[pedersen]

0.1 litri/sec mi sembrano pochissimi

 

Per farti un esempio, ho una caldaia elettrica 24 kW di assorbimento e in questo periodo se apro il miscelatore del lavandino tutto girato verso acqua calda escono circa 7 litri/min a 58 gradi

[Microchip1967]

All'estero usano i riscaldatori istantanei per la doccia a 230Vac.

Sono con potenze variabili tra i 3 e 5 Kw

Sinceramente non vedo problemi per la sicurezza se il tutto viene alimentato a 230V tramite trasformatore d'isolamento con relativo controllore o direttamente, con collegamento equipotenziale supplementare a al limite anche con differenziale idn=10mA.

Tra l'altro con alimentazione in alternata ci si toglie anche il problema degli effetti galvanici sulle tubazioni

 

Senza contare che sul circuito autocostruito poi andrebbero inseriti ulteriori controlli di sicurezza per evitare di alimentare la resistenza in assenza di liquido con relativa distruzione immediata

Modificato: 18 novembre 2021 da Microchip1967

[del_user_293569]

Scusate, ma se una resistenza ha un involucro metallico isolato dal filamento resistivo che la costituisce e questo involucro viene connesso elettricamente alle parti metalliche del riscaldatore e quindi tutte le parti a contatto con l'acqua sono ad un livello elettricamente equipotenziale, dove si formerebbe l'elettrolisi  quando  la resistenza viene alimentata in CC ?  per capire se mi sfugge qualcosa.

Modificato: 18 novembre 2021 da Francesco_54

[ivano65]

giusta osservazione. IN NESSUN CASO LA TENSIONE DI ALIMENTAZIONE  DEVE POTER RAGGIUNGERE   L'INVOLUCRO O PEGGIO LE TUBAZIONI, creando nell'acqua differenze di potenziale.

comunque come hanno gia' detto altri   e' meglio usare  resistenze appositamente costruite ( e in ogni caso devono essere tali a meno che le alimenti con una tensione massima di 12 V  dove  non si possono in nessun caso avere problemi di elettrocuzione)

la tua realizzazione sarebbe estremamente costosa , poco pratica, e non vedo miglioramenti alla sicurezza rispetto a : un riscaldatore standard , alimentato a 230 volt 

( esistono anche a 400v  trifasi) protetto da differenziale da 30ma o meglio ancora da 10ma  , con gli opportuni collegamenti equipotenziali a terra.

questi riscaldatori vengono costruiti   tra l'altro per le piscine , uno degòli ambienti piu' critici riguardo la sicurezza elettrica.

UNA DOMANDA TECNICA  visto che dici di essere molto esperto: 100V  in ambiente bagnato sono mortali in ogni caso , sia in CA   sia in CC.

 

in corrente alternata esistono i differenziali  e sono molto efficaci. in corrente continua cosa useresti?

Modificato: 18 novembre 2021 da ivano65

[del_user_293569]

3 ore fa, ivano65 ha scritto:

e' meglio usare  resistenze appositamente costruite

ovvio, come sono ovvie tutte le protezioni da installare dal punto di vista elettrico.

Ma io mi preoccuperei di altro: il riscaldatore ha una camera d'aria? dalla descrizione sembra di no!

Senza una camera d'aria all'aumentare della temperatura l'acqua dilata ed essendo incomprimibile porterebbe ad un aumento repentino e pericoloso della pressione quando il rubinetto di prelievo e' chiuso; sono necessarie, valvola di sicurezza e sensore di pressione che modula il sistema di regolazione, oltre al sensore di temperatura per la regolazione della temperatura massima.

Modificato: 18 novembre 2021 da Francesco_54