Батареи какие есть

Типы и виды радиаторов отопления, их преимущества и недостатки

Летом нужно готовить не только санки, как в старой поговорке. Стоит заранее позаботиться и о других атрибутах, спасающих нас от зимних холодов. Этот период лучше всего подходит для смены радиаторов отопления. Но прежде чем их менять нужно определиться с их видом и типом. Чтобы облегчить вам выбор, мы классифицировали основные виды радиаторов отопления и указали их основные характеристики, преимущества и недостатки.

Стальные радиаторы отопления

Панельные стальные радиаторы

Такие радиаторы называются еще конвекторами, они имеют высокий КПД – до 75 %. Внутри радиаторов находится одна или несколько стальных нагревательных панелей и конвекторное оребрение.

Устройство стального панельного радиатора.

Панельные радиаторы – самое бюджетное решение для собственного дома и ввиду этого являются наиболее распространенными в системах автономного теплоснабжения. В зависимости от количества нагревательных панелей и конвекционного оребрения выделяют следующие типы радиаторов водяного отопления панельной конструкции: 10, 11, 20, 21, 22, 30, 33.

Производители: Это в основном европейские страны - Германия (Buderus и Kermi), Чехия (Korado), Италия (DeLonghi), Финляндия (PURMO). Цены у них не высокие, поэтому российские изготовители не очень сильно представлены на этом рынке. 

+ Плюсы:

• Инерционность – низкая, отдача тепла - отличная.
• Объем теплоносителя мал, потребление энергии - небольшое.
• Эти радиаторы экологичны и безвредны, поэтому могут использоваться в больницах, школах и детсадах.
• Крайне низкая цена.

- Минусы:

• Если из системы отопления слить воду, то при соприкосновении кислорода со стенками радиатора начинает образовываться коррозия.
• Гидроудары опасны для стальных радиаторов. Поэтому в многоэтажных зданиях их использовать нельзя.
• Из-за конвекции возможны сквозняки и поднятие мелкой пыли.

Трубчатые стальные радиаторы

Конструкция радиатора представляет собой конструкцию из стальных труб, по которым проходит горячая вода. Производство таких приборов дороже, чем панельных, поэтому и цена их выше. 

Вариантов оформления существует множество – это настоящее пиршество для фантазии дизайнера.

Производители:

Из европейских стран-производителей можно назвать Германию (Kermi, Charleston, Zehnder Charleston, Arbonia) и Италию (Israp Tesi). Отечественные приборы, выпускаемые заводом КЗТО (Кимры), отличает рабочее давление до 15 бар. А модели "РС" и "Гармония" еще и защищены от коррозии полимерным покрытием.

Плюсы и минусы: У этих радиаторов, как и у панельных, имеются присущие стальным изделиям достоинства и недостатки. Однако по давлению у них показатели лучше (это плюс), а цена их существенно выше (это минус).

Главные характеристики:

• Давление (рабочее) – в среднем 6-10 бар (для панельных радиаторов) и 8-15 бар (для трубчатых радиаторов).
• Тепловая мощность (общая) – 1200-1600 ватт.
• Температура горячей воды (максимум) – 110-120 градусов.
• рН воды – 8,3-9,5.

Алюминиевые радиаторы отопления

Как следует из названия это радиаторы сделанные полностью из алюминия. Здесь существует два вида радиаторов – литьевые и экструзионные. Оба их лучше использовать для автономного отопления – к централизованной системе они не подходят из-за давления и коррозии, которая вызвана некачественным теплоносителем в центральной теплосети.

Литьевые радиаторы

Радиаторы изготовленные методом литья под давлением, отличаются широкими каналами для горячей воды и прочными толстыми стенками.

Радиатор составлен из нескольких секций, которые при необходимости можно либо добавить, либо убрать лишние.

Экструзионные радиаторы

При этом способе производства (более дешевом) вертикальные части батареи выдавливают из алюминиевого сплава на экструдере. Коллектор отливают из силумина. Цельное изделие не поддается изменению – нельзя ни добавлять секции, ни убирать их. В этом заключается главный минус данного типа радиаторов.

Производители: Это в основном компании из Италии. В частности, можно назвать FARAL Green HP, ALUWORK, Sira Group (батареи ROVALL), Fondital.

+ Плюсы:

• Эти радиаторы очень легкие, поэтому просто монтируются, не требуя применения прочных кронштейнов.
• По теплоотдаче они занимают одно из первых мест среди всех отопительных приборов.
• Они способны очень быстро нагреть комнату.
• Они экономичны и могут оснащаться температурным регулятором.
• Дизайн изделий современен и привлекателен.

- Минусы:

• Срок службы не очень велик – около 15 лет.
• Алюминий активен в химическом отношении, поэтому страдает от коррозии и требует качественного теплоносителя.
• При вытеснении воздуха образуется водород.
• Слабая конвекция.
• Возможны протечки между секциями.
• Гидроударам и скачкам давления радиаторы из алюминия противостоять не способны.

Главные характеристики:

• Давление (рабочее) – в среднем 6-16 бар.
• Тепловая мощность (1 секции) – 82-212 ватт.
• Температура горячей воды (максимум) – 110 градусов.
• pH воды – 7-8.

Чугунные радиаторы отопления

Условно их можно разделить на на обычные или радиаторы в современном стиле и радиаторы в стиле ретро.

Чугунные радиаторы в современном стиле

Самый старый вид радиаторов. Эти радиаторы отличают простота и строгость форм, плоский фасад, аккуратный дизайн. Греются они долго, зато все невзгоды центрального отопления выдерживают с честью. Они прочные, дешевые, служат лет 50. Поэтому, решая, какие выбрать виды радиаторов отопления, многие останавливаются именно на чугунных.

Производители: Производят бюджетные чугунные радиаторы украинские, российские, белорусские заводы. Но зарубежная продукция и качеством будут получше, и на вид посимпатичнее. Отметим фирмы Kоnner, Viadrus, DemirDöküm, Roca.

Читайте также:

Радиаторы в стиле «ретро»

Каждый из этих радиаторов представляет собой маленький шедевр. Ведь чугунное художественное литье выглядит весьма изысканно, украшая собой любое помещение. К сожалению, стоит каждая такая батарея очень дорого.

Производители: Это фирмы из Англии, Германии, Франции, Турции, Китая. Например, компании Roca и Konner выпускают очень красивые модели.

+ Плюсы:

• Они способны проработать не меньше 50 лет.
• Чугун химически пассивен, поэтому коррозии он «не по зубам».
• Лучевое излучение хорошо прогревает помещение с высокими потолками.
• При отключении отопления батареи долго остаются горячими.
• Низкая цена (кроме моделей, выполненных художественным литьем).

- Минусы:

• Долгий разогрев.
• Большой вес и габариты доставляют трудности при перевозке и монтаже.
• Радиаторы нуждаются в прочном креплении.
• Большой объем теплоносителя.
• Чугун – хрупкий металл. Гидроудар способен разорвать чугунную батарею.

Главные характеристики:

• Давление (рабочее) – 9-12 бар.
• Тепловая мощность (1 секции) – 100-160 ватт.
• Температура горячей воды (максимум) – 110 градусов.

Такие радиаторы сочетают в себе трубчатую сердцевину из стали и оболочку из алюминия. В основном они выполнены из секций, четного числа.

Но имеются и цельные (монолитные) модели (в продаже встречаются редко), плюс которых – способность выдержать до 100 атмосфер давления. В случае с монолитными моделями создается прочный стальной каркас, на который "одевают" алюминиевую оболочку.

 
Устройство биметаллического радиатора.

Полностью биметаллические радиаторы имеют стальную трубчатую сердцевину на всем протяжении каналов радиатора. Они надежны и прочны, но стоят дорого. Хорошие радиаторы делают фирмы Rifar (Россия), Royal Thermo BiLiner и Global Style (Италия).

Псевдобиметаллическими зовут радиаторы, которые имеют только усиленные сталью вертикальные каналы. Они дешевле, чем предыдущие, процентов на 20, лучше отдают тепло, но более чувствительны к коррозии в виду соприкосновения теплоносителя с алюминием. Такие изделия делают компании Rifar (Россия), Sira (Италия) и Gordi (Китай).

+ Плюсы:

• Инерционность практически отсутствует, отдача тепла - велика.
• Биметалл может выдерживать повышенное давление и гидроудары.
• Объем горячей воды небольшой.
• Монтаж прост, дизайн - современен.
• Стойкость к коррозии.

- Минусы:

• Цена «кусается».
• Теплоотдача ниже, чем у радиаторов из алюминия.

Главные характеристики:

• Давление (рабочее) – в среднем 20-50 бар.
• Тепловая мощность (1 секции) – 150-180 ватт.
• Температура горячей воды (максимум) – 130 градусов.
• Характеристики теплоносителя – неважно.

Читайте также:

Половые конвекторы

Новое решение среди отопительных приборов - спрятанные в полу конвекторы, состоящие из теплообменника, короба и декоративной решетки. Трубы для теплоносителя у них медные, а ребра – алюминиевые. Бывают модели и со стальным трубчатым сердечником («Бриз» от КЗТО). Особенно хороши внутрипольные радиаторы при панорамном остеклении. Их используют в аэропортах, автосалонах, спортивных сооружениях (например, бассейнах).

+ Плюсы:

• Прочность и простота конструкции, небольшой вес.
• Коррозии они неподвластны.
• Они занимают мало места.
• Их практически не видно.
• Легкость установки и очистки.
• Равномерность нагрева комнаты.
• Защищают от запотевания стекол.

- Минусы:

• Большая монтажная длина.
• Невозможность использования принудительной вентиляции.
• Небольшая отдача тепла.
• Неэкономичность.

Производители: OPLFLEX (Чехия), Mohlenhoff (Германия), JAGA (Бельгия), IMP KLIMA (Словения), КЗТО (Россия).

Главные характеристики:

• Давление (рабочее) – 10-16 бар.
• Тепловая мощность – 130-10000 ватт.
• Температура горячей воды (максимум) – 110-130 градусов.

Плинтусные конвекторы отопления

Эти конвекторы, называемые еще теплыми плинтусами, совсем низенькие. Всего 20 или 25 см. А глубина их и того меньше – 10 см. У нас они еще не очень прижились, а в Америке весьма популярны. Крепятся они на стену. 

+ Плюсы:

• Экономия топлива на нагрев – до 40 процентов.
• Наличие терморегуляторов, защита от перегрева.
• Быстрый монтаж, простота ремонта.
• Равномерность распределения тепла.

- Минусы:

• Монтаж производится только специалистами.
• Из-за прилегания конвектора к стенам их отделка коробится.
• Высокая цена.

Главные характеристики:

• Тепловая мощность – 500-1500 ватт.
• Температура теплоносителя – до 130 градусов.
• Максимальное рабочее давление до 16 атм.

Теперь, узнав про виды и преимущества радиаторов отопления разных типов, вы сможете выбрать нужные радиаторы более уверенно и правильно.

Если вы заметили ошибку, не рабочее видео или ссылку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

13 видов радиаторов отопления: плюсы, минусы, характеристики

Качество и эффективность работы системы отопления влияет на создание комфортной среды в жилом помещении. Один из основных элементов отопительной системы – радиатор, который передает тепло от нагретого теплоносителя с помощью излучения, конвекции и теплопроводности.

Подразделяются на отдельные группы в зависимости от материала изготовления, конструкции, формы, применения.

Одной из важных деталей, на что нужно обращать внимание при выборе — материал изготовления. Современный рынок предлагает несколько вариантов: алюминиевые, чугунные, стальные, биметаллические отопительные приборы.

Алюминиевые радиаторы

Теплообменники из алюминия комплексно обогревают помещение путем теплового излучения и конвекции, происходящей посредством движения нагретого воздуха от нижних секций отопителя к верхним.

Главные характеристики:

• Рабочее давление от 5 до 16 атмосфер;
• Тепловая мощность одной секции – 81–212 Вт;
• Максимальная температура нагрева воды – 110 градусов;
• pH воды составляет 7–8;
• Срок службы составляет 10–15 лет.

Существует два метода изготовления:

1. Литьевой.

При повышенном давлении изготавливаются отдельные секции из алюминия с добавлением кремния (не более 12%), которые скрепляются в один отопительный прибор. Количество секций варьируется, к одной секции возможно присоединить дополнительные.

2. Метод экструзии.

Этот способ дешевле литьевого и подразумевает изготовление на экструдере вертикальных частей батареи, а коллектора – из силумина (сплава алюминия с кремнием). Детали соединяются, добавление или сокращение секций невозможно.

Преимущества:

1. Высокие показатели теплопроводности
2. Легкий вес, удобство монтажа
3. Повышенный уровень теплоотдачи, которому способствуют конструктивные особенности теплообменника.
4. Современный дизайн, позволяющий вписываться в любой интерьер.
5. Благодаря уменьшенному объему теплоносителя в секциях, алюминиевые агрегаты быстро нагреваются.
6. Конструкция батареи позволяет встраивать терморегуляторы, термоклапаны, которые способствуют экономному расходу тепла, регулируя нагрев теплоносителя до необходимой температуры.
7. Легки в монтаже, установка возможна без привлечения профессионалов.
8. Внешнее покрытие батареи препятствует образованию отслоений краски.
9. Низкая стоимость.

Недостатки:

1. Чувствительны к ударам и прочим физическим воздействиям, а также скачкам давления. Эти батареи противопоказаны к установке на промышленных предприятиях по причине высокого давления в отопительной системе.
2. Необходимость постоянно поддерживать уровень pH воды в пределах допустимого значения.
3. Загрязненный теплоноситель – вода с твердыми частицами, химическими примесями — повреждает внутренний защитный слой стенок, вызывая их разрушение, образование коррозии и засоров, что снижает срок эксплуатации. Необходима установка и чистка фильтров.
4. Алюминий в реакции с кислородом в воде окисляется, в результате чего освобождается водород. Это приводит к газообразованию в отопительной системе. Чтобы не произошло разрыва, требуется установка устройства для спуска воздуха, которое нуждается в постоянном обслуживании.
5.  Стыки между секциями подвержены образованию протечек.
6. Алюминиевые радиаторы несовместимы с медными трубами, которые часто используются в современных системах отопления. При их взаимодействии происходят процессы окисления.
7. Слабая конвекция.

Стальные радиаторы

Характеристики:

• Теплоотдача – 1200–1800 Вт;
• Показатель рабочего давления – от 6 до 15 атмосфер;
• Температура горячей воды составляет 110–120 С.
• Толщина стали – от 1,15 до 1,25 мм.

Преимущества:

1. Малая инерционность. Стальной теплообменник очень быстро нагревается и начинает отдавать тепло помещению
2. Повышенная теплоотдача путем теплового излучения и конвекции
3. Долгий срок службы благодаря несложной конструкции
4. Удобство монтажа
5. Легкий вес
6. Низкая стоимость
7. Привлекательный внешний вид, оригинальный дизайн. Стальные изготавливаются в различных формах, позволяющих размещать их вертикально, горизонтально и под углом
8. Совместимость с различными материалами, используемыми в качестве креплений
9. Высокий уровень энергосбережения
10. Установка регуляторов температуры
11. Несложная конструкция обеспечивает легкий уход

Недостатки:

1. Низкая устойчивость к коррозии. Агрегаты из самой толстой стали выдерживают срок эксплуатации не более десяти лет.
2. Нельзя длительное время оставлять без воды внутри, что не подходит для централизованного отопления.
3. Неспособность выдерживать сильные гидроудары и скачки давления, особенно в местах сварных швов.
4. Если внешнее покрытие было изначально нанесено с изъянами, со временем оно начнет отслаиваться.

Модели стальных радиаторов различаются по типу подключения — оно может быть боковым или нижним. Универсальным считается нижнее подключение, оно неброское в интерьере, но дороже по стоимости.

В зависимости от количества панелей и конвекторов, или внутренних секций, существует несколько типов .

Тип 10 имеет одну панель без конвектора, 11 – одну панель и один конвектор, 21 – две греющих панели и одну внутреннюю секцию, и так далее по аналогии разделяются типы 22, 33 и прочие. Трехпанельные теплообменники имеют достаточно тяжелый вес, медленнее нагреваются и требуют более сложного ухода.

Чугунные радиаторы

Изготавливаются из нескольких одинаковых секций, вылитых из чугуна и герметично соединенных друг с другом. При установке подобного отопителя необходимо определиться с количеством секций, которое зависит от площади помещения, количества окон, высоты этажа, углового размещения квартиры.

Характеристики:

• Выдерживаемое давление 18 атмосфер;
• Температура горячей воды – 150 C;
• Мощность 100–150 Вт;

Преимущества:

1. Устойчивость к образованию коррозии. Чугун – износостойкий материал, качество теплоносителя не влияет на функциональность.
2. Продолжительное время после прекращения нагрева сохраняет тепло.
3. Срок эксплуатации 30 лет и более.
4. Совместимость с другими материалами.
5. Повышенная теплоотдача благодаря вертикальному расположению внутренних ребер.
6. Термостойкость, прочность.
7. Благодаря внутреннему диаметру и объему секций создается минимальное гидравлическое сопротивление и не случаются засоры.

Недостатки:

1. Тяжелый вес, создающий трудности с монтажом и перемещением.
2. Медленный нагрев.
3. Невозможность встраивания регулятора температуры.
4. Сложность в уходе и окрашивании.
5. Внешнее покрытие не устойчиво, может отслаиваться и шелушиться. По этой причине возникает необходимость периодического окрашивания батареи.
6. Непрезентабельный внешний вид.
7. Повышенные затраты топлива в связи с большим внутренним объемом.
8. У чугунных теплообменников пористая внутренняя поверхность, собирающая на себе загрязнения, которые со временем приведут к ухудшению теплопроводных качеств батареи.

Биметаллические радиаторы

К этому виду относятся устройства с алюминиевым корпусом и стальными трубами внутри. Они наиболее распространены при установке в жилых помещениях.

Характеристики:

• Показатель рабочего давления – от 18 до 40 атмосфер;
• Тепловая мощность – 125–180 Вт;
• Допустимая температура теплоносителя составляет от 110 до 130 градусов;
• Гарантийный срок эксплуатации в среднем 20 лет.

Разновидности:

1. Биметаллические на 100%, т. е. внутренний сердечник состоит из стали, внешняя часть – из алюминия. Они прочнее.
2. Биметаллические на 50% – из стали состоят только те трубы, которые усиливают вертикальные каналы. По стоимости они дешевле, чем первый тип, и нагреваются быстрее.

Преимущества:

1. Продолжительный срок службы без необходимости в техническом обслуживании.
2. Повышенный уровень теплопередачи. Это достигается за счет быстрого нагрева алюминиевых панелей и небольшого внутреннего объема стального сердечника.
3. Прочность, надежность, устойчивость к механическим воздействиям и скачкам давления.
4. Устойчивость к образованию коррозии за счет использования высокопрочной стали со специальным покрытием.
5. Легкий вес, удобство монтажа.
6. Эстетичный внешний вид, который впишется в интерьер.

Недостатки:

1. Дорогостоящие.
2. Во время спуска воды из отопительной системы, при одновременном воздействии воздуха и воды, стальной сердечник может подвергаться коррозии. В таком случае лучше использовать биметаллические модели с медным сердечником и алюминиевыми панелями.
3. Алюминий и сталь отличаются показателями теплового расширения. Поэтому возможна нестабильность теплопередачи, характерные шумы и потрескивание внутри устройства, в первые годы эксплуатации.

Для правильной эксплуатации теплообменника из биметалла рекомендуется устанавливать кран для отвода воздуха и запорную арматуру на подводящую и отводящую трубу.

По конструктивным особенностям разделяются на следующие типы:

1. Секционные
2. Панельные
3. Трубчатые

Секционные радиаторы

Приборы, состоящие из однотипных секций, соединенных вместе, внутри каждой из которых проведено от двух до четырех каналов, по которым движется теплоноситель.

Корпус с секциями собирается нужной тепловой мощности, длины, формы. Изготавливаются из различных материалов – стали, алюминия, чугуна, биметаллов.

Преимущества:

1. Возможность устанавливать дополнительные секции или убирать лишние в зависимости от необходимой длины теплообменника и площади отапливаемого помещения.
2. Повышенная теплоотдача, производящаяся методом излучения и конвекции.
3. Увеличивая количество секций, повышается мощность радиатора.
4. Низкая стоимость.
5. Экономичность.
6. Установка регуляторов температуры.
7. Различное межосевое расстояние позволяет устанавливать отопитель повсеместно.

Недостатки:

1. Стыки между секциями подвержены протечкам воды, а при резко возрастающем давлении могут разойтись.
2. Сложности в уходе, связанные с удалением загрязнений в пространстве между секциями.
3. Внутренняя поверхность секций имеет неровности, что создает засоры.

Панельные радиаторы

Состоят из двух обработанных антикоррозийной защитой металлических щитов, скрепленных между собой при помощи сварки. Внутри панелей по вертикальным каналам циркулирует теплоноситель, а к тыльной стороне присоединены ребра для увеличения площади нагреваемой поверхности в форме П.

Панельные теплообменники разделяются на одно-, двух -, и трехрядные, изготавливаются из стали.

Преимущества:

1. Разнообразие размеров панельных щитов позволяет подбирать для отопления в соответствии с площадью помещения. В зависимости от габаритов увеличивается или уменьшается мощность. Большая площадь поверхности щитов обладает повышенной теплоотдачей.
2. Благодаря малой инерционности, батарея быстро реагирует на смену температуры.
3. Легкий вес.
4. Благодаря компактной конструкции, размещение батареи возможно в труднодоступных местах помещения.
5. Низкая стоимость.
6. Для нагрева панельного радиатора необходимо в несколько раз меньше количества воды, чем для секционного.
7. Эстетичный внешний вид.
8. Удобство в монтаже из-за целостной конструкции.

Недостатки:

1. Невозможность применения в системах с высоким давлением.
2. Нуждаются в чистом теплоносителе без химических примесей и грязи.
3. Невозможность увеличить или уменьшить размеры для отопления как в случае с секционным.
4. При некачественной покраске защитным материалом возможно образование коррозии.
5. Чувствительность к гидроударам.

Трубчатые радиаторы

Состоят из вертикальных трубок количеством от 1 до 6, соединенных нижним и верхним коллектором. Благодаря несложной конструкции обеспечивается беспрепятственная и эффективная циркуляция теплоносителя.

Уровень теплоотдачи зависит от толщины трубок и размеров самого агрегата, которые варьируются от 30 см до 3 м. Показатель рабочего давления, выдерживаемого трубчатыми моделями, составляет до 20 атмосфер. Производятся из стали.

Главное преимущество – устойчивость к перепадам давления. Закругленные края и форма трубок не позволяют скапливаться на их поверхности пыли и другим загрязнениям. Внешний вид стильный и современный, многообразие форм позволяет создать дизайнерскую модель для любого интерьера. Прочные сварные стыки исключают протекание воды.

Недостатки: подверженность коррозии и стоимость.

Благодаря конвекции, такие радиаторы основательно прогревают воздух помещения.

При создании комфортных условий для проживания внимание уделяется деталям, которые должны гармонично вписываться в дизайн жилого или общественного помещения. Часто при воплощении дизайн-проекта, требуется органично вписать в него каждый элемент.

Отопительный прибор также имеет разновидности форм, способных создавать целостность интерьера. К таким относятся вертикальные, плоские, зеркальные, напольные, плинтусные устройства из различных материалов.

Вертикальные радиаторы

Агрегаты с вертикальным размещением были созданы для тех случаев, когда в помещении невозможна установка. Это зависит как от дизайна интерьера, так и от габаритов или нестандартной формы жилой площади.

Вертикальный теплообменник можно сделать частью интерьера и не скрывать за декоративными элементами. Главное отличие – размеры, где длина превышает ширину, и вертикальное размещение на стене. Прибор такого типа незаменим в помещении с панорамными окнами.

Вертикальные радиаторы могут быть разнообразных конструкций – панельной, трубчатой, секционной, и изготовлены из различных материалов – чугуна, стали, алюминия. По способу подключения к отопительной системе различают боковое, нижнее и диагональное.

Преимущества:

1. Большой ассортимент форм и размеров, цветовых решений.
2. Компактность, которая достигается за счет уменьшения длины батареи вдоль стены.
3. Декоративность выражается также в незаметности всех его крепежных и соединительных элементов.
4. Простота монтажа, которая достигается благодаря небольшому весу и цельности его конструкции.
5. Большая площадь для увеличения теплоотдачи.
6. Быстрота нагревания.
7. Для нагрева не требуется большого количества воды, что помогает экономить.
8. Легкость в уходе.

Недостатки:

1. Дорогостоящий
2. Возможно падение теплотехнических характеристик отопителя по причине того, что воздух сверху всегда будет теплее нижнего. В соответствии с этим, верхняя часть будет отдавать меньше тепла, чем нижняя.
3. Неравномерное распределение тепла по всей площади помещения вследствие того, что излучаемое тепло скапливается в верхней части комнаты.
4. Рекомендуется встраивать батарею с редуктором для нормализации внутреннего давления.

В остальных случаях недостатки и достоинства соответствуют тем, которые свойственны каждому типу обычных батарей – секционным, трубчатым, панельным.

Факторы, влияющие на эффективность работы:

1. Одно- или двухтрубная сема подключения в системе. Первая является менее экономичной в расходе воды, но простая в монтаже и не требует излишних затрат.
2. Тип подачи воды в систему – верхний, нижний, боковой.
3. Способ подключения к отопительной системе. Универсальным считается диагональное подключение.

Результативность теплоотдачи зависит от правильности подключения к системе обогрева. Перед установкой важно утеплить часть стены для сокращения тепловых потерь.

Плоские радиаторы

Для компактного размещения и освобождения пространства используются плоские модели.

Характеристики:

• Гладкая лицевая панель, не позволяющая скапливаться на ней пыли.
• Габариты – от 30 см до 3 м.
• Расходуется малое количество воды, что позволяет легко регулировать при помощи термостатов.
• Нижнее и боковое подключение.
• Используется в качестве декоративного элемента, строгих форм или ярких цветов.

Функционирование аналогичное панельным и секционным: между двумя металлическими листами циркулирует теплоноситель, в случае, если проложен ТЭН, получается электрический плоский вариант.

Рабочее давление до десяти атмосфер, максимальный нагрев воды – 110 С. Различают однопанельные, двухпанельные и трехпанельные отопители.

Главное достоинство – компактные размеры и быстрый нагрев. Помимо этого, они легки в уходе, имеют привлекательный и стильный внешний вид. Декорация плоских теплообменников позволяет вписать в любой дизайн помещения, а зеркальная поверхность заменит зеркало. Малая глубина монтажа и хороший показатель теплового излучения.

Из недостатков невозможность установки во влажных помещениях во избежание возникновения коррозии, а также высокая стоимость.

Плоские и вертикальные должны оборудоваться устройствами спуска воздуха, поскольку такое расположение вызывает разницу во внутреннем давлении.

Напольные радиаторы

Радиатор, идентичный обычным настенным теплообменникам, но устанавливаемый на горизонтальную поверхность. Он состоит из теплообменника с циркулирующим в нем теплоносителем, окруженным пластинами из алюминия или стали и закрытого снаружи металлической обрешеткой или защитным кожухом.

Снабжен клапаном для удаления воздуха и подсоединяется к трубам с любым диаметром. Единственное отличие от настенных вариантов – напольный радиатор крепится к полу или автономно стоит на нем.

Характеристики:

• Показатели рабочего давления до 15 атмосфер;
• Температура нагрева внешнего корпуса – до 60 градусов;
• Температура теплоносителя – 110 C;
• Размеры в длину составляют до 2 м, в высоту в среднем – 1 м.

Изготавливаются из чугуна, алюминия, стали, биметаллов. Многие из моделей трансформируются из настенных в напольные и наоборот, при помощи кронштейнов.

Достоинства:

1. Пожаро — и травмобезопасный.
2. Равномерный обогрев помещения.
3. Разнообразие форм и размеров под стиль интерьера и по желанию покупателя.
4. Использование меди в теплообменнике улучшает антикоррозийные качества, увеличивает срок службы.
5. Встроенное электронное и автоматизированное управление.
6. Экономичность.
7. Установка возможна в любом месте помещения, куда подводится труба с горячим водоснабжением.
8. Обеспечение естественной конвекции.
9. Встроенные дополнительные функции обогревают и очищают окружающий воздух.
10. Напольный теплообменник – удобный вариант в помещениях, в которых нет возможности установки настенных из-за веса, или установлены панорамные окна.
11. Компактные размеры.
12. Повышенная теплоотдача.
13. Устойчивость к механическим воздействиям.

Недостатки:

1. Возможны проблемы с монтажом, поскольку установка напольного радиатора подразумевает подводку труб, скрытых под полом.
2. Стоимость с медными трубами и алюминиевыми пластинами достаточно высокая. Чугунные модели стоят дешевле, но обладают меньшей теплопроводностью. Стальные напольные модели обладают малой теплоотдачей.

Радиаторы для ванной

Комфортную атмосферу в ванной комнате, отсутствие сырости, неприятного запаха, поддержание оптимального уровня влажности обеспечит правильно установленный радиатор.

Разделяют по способу нагрева и форме:

1. Водяные, нагреваемые проточной водой

Присоединяются к отопительной системе дома по способу обычного настенного. Дополнительно может оснащаться терморегуляторами, с помощью которых устанавливается необходимая температура поверхности.

В качестве внешнего покрытия водяного агрегата рекомендуется использовать нержавеющую сталь, медь или латунь.

2. Электрические

Функционирует автономно, внутри встроен нагревательный элемент, работающий от сети. Удобство монтажа. Не способен обогреть всю площадь ванной комнаты, поэтому целесообразно использовать его в совокупности с другими обогревателями, например, с системой теплый пол. К тому же подобный тип дороже в обслуживании, чем водяной.

3. Комбинированные: водяные и электрические.

Способны функционировать от системы отопления и от сети. Из минусов – стоимость. Бывают простых форм и дизайнерских.

В зависимости от материала различают:

1. Чугунные.

Плюсы: повышенная теплоотдача, дешевая цена, хороший срок службы.

Минусы: непривлекательный облик. Если отсутствует защитный полимерный слой, произойдет отслоение внешнего лакокрасочного покрытия, и батарея потеряет внешний вид.

2. Стальные.

Минусы: подверженность коррозии, возникновение протечек со временем, которые под сильным давлением воды пробивают брешь.

3. Алюминиевые.

Плюсы: легкий вес, компактный размер, привлекательный внешний вид.

Минусы: не подходят для системы с централизованным отоплением, поскольку не переносят гидроударов и загрязненного песком и химическими примесями, теплоносителя.

4. Биметаллические.

Плюсы: срок службы (до 20 лет), хорошие показатели теплоотдачи, устойчивость к гидроударам и перепадам давления.

Минусы: стоимость.

5. Инфракрасные.

Плюсы: удобное крепление в любом месте ванной комнаты, сохраняя полезную площадь помещения, возможность регулирования температуры, обогрев предметов, находящихся в комнате.

Минусы: высокая стоимость.

Батарею отопления в ванной комнате, независимо от типа и формы, можно закрыть декоративной панелью. Так поверхность не подвергнется внешним воздействиям при неизменном количестве излучаемого тепла.

Радиатор для квартиры

В многоквартирных домах не каждый агрегат может использоваться эффективно на протяжении долгих лет.

Необходимо учитывать особенности системы централизованного отопления:

1. Теплоноситель имеет загрязнения в виде различных химических примесей, способных со временем вызывать коррозию.
2. Твердые песчинки и прочие засоры с течением времени воздействуют на стены труб, взывая их истирание.
3. Температура воды изменяется, так же, как и уровень кислотности.
4. Скачки давления вызывают расхождение стыков сварных швов на стенках.

Параметры выбора:

1. Указанное производителем рабочее давление в агрегате превышает давление в отопительной системе.
2. Прибор отопления устойчив к гидроудару.
3. Внутренняя поверхность стенок теплообменника должна быть со специальным защитным покрытием, защищающим от химического воздействия элементов друг на друга, а толщина стенок должна противостоять физическим воздействиям засоряющих частиц изнутри.
4. Выбирать стоит с наибольшей теплоотдачей.
5. Длительность срока службы.
6. Внешний дизайн.

Варианты, подходящие для установки в квартире:

1. Биметаллические.

Подходят по всем необходимым параметрам для установки и долгой службы в квартире многоэтажного дома. Выдерживают гидроудары, максимальное рабочее давление составляет до 50 атмосфер, внутренняя и внешняя обработка защитным покрытием сохраняет от коррозии и изношенности поверхности.

Легкий вес создает удобство при монтаже, а внешний вид привлекателен в любом интерьере. Единственный минус – дорогостоящий.

2. Чугунные.

Долгий срок службы, толстые стенки, устойчивость к образованию коррозии, химически пассивный материал таких теплообменников создает условия для использования в квартире. Чугун долго сохраняет тепло по сравнению с другими материалами. Обогрев излучением эффективнее конвекции.

Хорошая теплоотдача, доступная цена, при сливании воды из системы внутренняя поверхность не ржавеет. Минусы –  слишком большие скачки давления чугун может не выдержать, имеет тяжелый вес и создает неудобства при монтаже.

Не подходят для установки в квартире:

1. Стальные.

Не выдерживают давления, характерного для системы централизованного отопления, несмотря на хорошую теплоотдачу и экономичность использования ресурсов.

2. Алюминиевые.

Алюминий быстро подвергается коррозии в соединении с водой с химическими примесями и ее уровнем pH, не выдерживает сильного давления в отопительной системе.

Подходят биметаллические и чугунные. Если высота дома составляет более пяти этажей, и в квартире изначально были установлены не чугунные батареи, рекомендуется монтировать биметаллические.

Радиатор для частного дома

Для правильного выбора отопителя в частный дом нужно опираться на следующие особенности автономной системы отопления:

1. В отличие от централизованной отопительной системы, автономная работает при небольшом давлении и без примесей химических веществ.
2. Отсутствие больших перепадов давления.
3. Уровень кислотности воды относительно постоянный.

Перед выбором необходимо совершить точный расчет выделяемой тепловой энергии в соответствии с площадью помещений.

Следует учитывать тепловые потери здания, чтобы правильно подобрать мощность. Немаловажными факторами являются его размеры, а также соотношение цены и качества.

Особенности:

1. Стальные.

Секционные и панельные типы представляют собой доступный по цене вариант с хорошей теплоотдачей и привлекательным внешним видом. В частном доме с большими оконными проемами позволяет перекрыть доступ холодного воздуха извне.

Трубчатые стальные аналогичны по положительным характеристикам, но цена более высокая.

Плюсы стальных теплообменников при использовании в частном доме: легкий вес, удобные размеры, долгий срок эксплуатации, экономичность и отсутствие окисляемости от некачественного теплоносителя.

Минусы: необходимость постоянной заполненности водой во избежание появления коррозии, обслуживание раз в три года для исключения засоров внутри батареи, а также чувствительность к механическим воздействиям.

2. Алюминиевые.

Благодаря своей большой тепловой мощности, алюминиевый теплообменник подходит для автономной системы отопления. Для  длительной службы  нужно следить за уровнем pH воды.

При выборе подобного типа радиатора нужно сделать точный расчет по площади помещения, иначе существует риск перепада температур между полом и потолком. Должны быть снабжены датчиками температуры, давления и грязевыми фильтрами.

3. Биметаллические.

Характеристики подходящие для использования в частном доме, но стоимость высокая. Поскольку автономная система отопления не требует сопротивления мощным скачкам давления и агрессивной среде теплоносителя, можно найти выгодный вариант с необходимыми для качественной службы параметрами.

Стоимость биметаллического радиатора окупится по причине длительности срока службы.

4. Чугунные.

Благодаря тому, что чугунный радиатор медленно остывает, можно экономить на топливных ресурсах. Повышенная устойчивость к коррозии и прочность в соотношении с низкой стоимостью способны обеспечить длительный срок эксплуатации, что подойдет для отопления частного дома.

Недостаток – требуется периодический уход, чистка, покраска, необходимость прочного крепления чугунной батареи.

рейтинг топ-10 по версии КП

Характеристики

Боковое подключение, высота 500 мм, толщина 100 мм, ширина 900 мм, максимальное рабочее давление 10 бар

+ Отлично греет

- Максимальное рабочее давление в два-три раза меньше конкурентов

Виды радиаторов отопления для квартиры: как выбрать и установить?

Система отопления – это большое, теплое «сердце» дома и сложная инженерная конструкция, которая не терпит приблизительности и требует грамотного инженерного просчета. Ведь все это не просто радиаторы и трубы, а серьезный вопрос микроклимата в доме, эстетики и энергосбережения.

Виды радиаторов отопления для квартиры

Не все представленные сегодня на рынке радиаторы подходят для установки в квартире с центральной системой отопления, поэтому подходить к выбору следует со всей ответственностью. Чтобы понять, как правильно подобрать радиаторы отопления, давайте рассмотрим их основные виды.

Виды радиаторов, которые устанавливают в квартирах

Чаще всего в магазинах и на рынках представлены радиаторы отопления из таких материалов:

1. Чугунные.
2. Стальные (трубчатые и панельные).
3. Алюминиевые.
4. Анодированные.
5. Биметаллические.
6. Медные.
7. Пластиковые.

Так, а какой же выбрать для квартиры, давайте вместе попытаемся разобраться в этом вопросе!

Чугунные радиаторы

Чугунный радиатор

Их можно назвать одними из самых «древних» отопительных приборов, которые и сейчас не утратили своей актуальности.

Благодаря особенностям чугуна, сегодня эти батареи пользуются большой популярностью в нашей стране. За счет толстых стенок, они не боятся гидроударов и способны выдерживать давление в 25-30 атмосфер. Чугунные радиаторы способны функционировать не только в автономной системе отопления, но и в центральной коммуникации. Этот материал не подвержен коррозии, что обуславливает популярность батарей в нашей стране, ведь, как известно, носитель тепла зачастую у нас не отличается чистотой. Еще одним преимуществом чугунных батарей является их способность долго сохранять тепло, даже после отключения отопительной системы.

К недостаткам чугунных батарей можно отнести тяжелый вес, что значительно усложняет процесс монтажа. В одиночку устанавливать эти радиаторы невозможно.

Кроме того, чугун обладает низкой теплопроводностью, из-за чего эффективность достигается только при стабильной температуре в 70⁰С. Для частного дома или автономного отопления это может стать накладным, а вот для квартирного решения при нормальном функционировании центральной отопительной системы, это хороший вариант.

В советские времена, производили чугунные размеры стандартного размера. Для увеличения обогрева квартиры приходилось наращивать систему, что не всегда положительно сказывалось на эстетическом виде. Сегодня же, на современном рынке, представлено множество вариантов чугунных радиаторов от отечественных и зарубежных производителей разной мощности. Поэтому можно подобрать небольшие батареи, которые идеально впишутся в общую концепцию интерьера. Раньше чугунные батареи крепились кронштейнами к стене. Сегодня можно выбрать красивые радиаторы с напольной установкой, которые имеют элегантный вид.

Напольный чугунный радиатор

Современные чугунные батареи не нуждаются в дополнительной обработке и окраске. Они уже продаются готовыми к монтажу, и нет необходимости их каждый год окрашивать. Уход за ними минимальный: из-за гладкой поверхности, на них практически не оседает пыль.

Многообразие цветов и стилей чугунных батарей помогает сегодня их не только гармонично вписать в классический или ретро стиль, но и сделать радиаторы отдельным декоративным элементом.

Достоинства чугунных радиаторов:

• Устойчивость к коррозии.
• Стильный внешний вид.
• Неприхотливость к чистоте носителя.
• Доступная цена.
• Длительное время сохраняют тепло.
• Могут функционировать в центральной и автономной системе отопления.

Недостатки:

• Тяжелый вес.
• Сложность монтажа.
• Долго нагреваются до нужной температуры.

Делаем вывод: для квартир с центральным отоплением выбор чугунных радиаторов оптимален. Они прослужат не менее 15-20 лет и будут эффективно отдавать тепло.

Особенности монтажа чугунных батарей

Учитывая большой вес чугунных батарей, монтаж – процесс достаточно трудоемкий и тяжелый. Если вы решили самостоятельно производить установку чугунных радиаторов, то необходимо учитывать следующие факторы:

Лучшее место для батареи - под окном	Монтаж лучше проводить в летний период времени, во время отключения отопительной центральной системы. Определите место для установки будущей батареи. Оптимальным местом будет зона под окном. Это обеспечит нормальную циркуляцию холодного и горячего воздуха по всей комнате.
Разметка под батарею	Выполните на стене разметку креплений и расположение конструкции. Используйте строительный уровень, чтобы проконтролировать горизонтальность линии. При неровном наклоне батареи, в процессе эксплуатации могут образоваться воздушные пробки.
Регулировка нипелей батареи	Перед процессом установки, выполните регулировку ниппелей. Особенно это касается приборов отечественных производителей. Для этого необходимо раскрутить батарею, отрегулировать ниппели и собрать все обратно. Для того чтобы избежать перекоса ниппелей, разборку батареи необходимо производить на радиаторном верстаке с использованием специальных ключей. При этом производим по одному обороту с каждой стороны, чтобы избежать перекоса. Открутив ниппели, снимаем секции. Отрегулировав ниппели, собираем обратно строго в обратной последовательности. Необходимо протестировать, не даст ли батарея течь. Производим «опрессовку». Только теперь можно приступать к монтажу.
Пример крепления на кронштейны	В бетонных и кирпичных стенах чугунные батареи крепятся к стене с помощью специальных кронштейнов. Этого будет достаточно, чтобы батарея не наклонилась под давлением воды. Радиатор стандартного размера должен крепиться к стене, как минимум, на четыре опоры. При креплении чугунных батарей к деревянной стене, нужно подстраховаться и создать дополнительную напольную опору. Расстояние от стены должно быть – 5 см, от пола – 10 см. Вбив опоры в стену, устанавливайте на них батарею сразу на все кронштейны.
Проверка результатов работ уровнем	Процесс монтажа зависит от типа креплений. Обычно в продажу поставляются батареи с четырьмя отверстиями, расположенными по углам конструкции. Два отверстия используются для подключения прямой и обратной магистрали, остальные закрываются воздухоотводящими кранами и заглушками. К водоснабжению подключайте батарею только после того, ка проверили по уровню горизонтальность расположения конструкции. Открытые концы труб соединяйте газовой сваркой, чтобы обеспечить надежное, герметичное и долговечное соединение. По окончанию всех работ, проверьте герметичность всей конструкции, включив воду.

Стальные радиаторы

Радиаторы из стали

Стальные батареи представляют собой оптимальное соотношение цены и качества. Они способны выдерживать достаточно большую нагрузку и гидроудары отопительной системы. А благодаря высокому уровню тепло проводимости, стальные батареи быстро нагреваются. Для автономного отопления или обогрева частного дома, такой вариант достаточно практичен.

Говоря о стальных радиаторах, следует упомянуть, что они бывают двух видов: панельные и трубчатые.

Панельные стальные батареи

Стальная батарея панельного типа

Панельные радиаторы представляют собой конструкцию из двух стальных листов, соединенных между собой сваркой. Некоторые модели оснащены конвекционными элементами для создания вертикального направления разогретого воздуха. Это позволяет создать своеобразный тепловой барьер для холодного потока, идущего от окна.

Для обеспечения прочности и долговечности, конструкцию окрашивают только после полной сборки. При покупке обязательно внимательно изучите покрытие, так как это влияет на дальнейшую эксплуатацию. На участках, окрашенных плохо, может возникнуть коррозия. Панельные радиаторы рассчитаны на нормальное давление, создаваемое в центральной отопительной системе. Длина может варьироваться от 40 см до 3 метров, а высота – от 20 до 90 см. Размер необходимо рассчитывать исходя из общей площади помещения.

Подключение к теплоносителю может быть снизу или сбоку, поэтому выбирая, нужно учитывать расположение разводки труб отопительного контура.

Плюсы:

• легкий вес;
• простота монтажа;
• быстрое прогревание, что позволяет экономить на коммунальных услугах;
• привлекательный внешний вид;
• компактный размер.

Минусы:

• уязвимость к мощным гидроударам центральной отопительной системы. Если же выбор при обустройстве отопительной системы дома все равно падает на панельные стальные батареи, необходимо защитить конструкцию и установить редуктор, который будет сглаживать перепады давления в сети.
• Подверженность коррозии.
• Небольшой срок эксплуатации. Как правило, внутренняя поверхность стальных панелей не имеет антикоррозийного покрытия, а теплоноситель не всегда отличается чистотой. В результате, уже через 7-10 лет, внутренний слой батареи может быть разрушен.

Трубчатые стальные батареи

Стальная батарея трубчатого типа

В отличие от панельных батарей, трубчатые радиаторы представляют собой конструкцию, состоящую из нескольких секций, скрепленных между собой при помощи сварки. В зависимости от площади помещения и отопительного эффекта, необходимо рассчитать мощность готового модуля и выбрать оптимальный размер. Небольшая толщина труб от 1,5 до 2 мм предупреждает быть осторожным и стараться использовать подобные конструкции только для малоэтажных построек с системами закрытого типа.

Нормальная работа трубчатых стальных батарей возможна при давлении в 8-10 атмосфер. Если же центральная отопительная система «грешит» прыжками давления, то целесообразно будет установить редуктор для сглаживания напряжения.

Из-за небольшой толщины стенок, теплоноситель достаточно быстро нагревает стальную конструкцию. Сегодня на рынке представлен огромный выбор трубчатых стальных батарей в самых разных дизайнерских решениях. Их устанавливают не только традиционно у окна или стены, но даже по центру комнаты. Некоторые конструкции выполнены в виде скамейки, подножка которой представляет собой обогревательный прибор. Такую батарею целесообразно устанавливать в коридоре. Днем на нем комфортно будет обуваться, а ночью на стуле можно будет расположить обувь для просушки.

Стальная батарея в форме скамейки

Плюсы:

• Быстрое нагревание. Из-за тонких стенок (1,5 мм) нагревание батарей происходит за считанные минуты, что позволяет экономить на коммунальных услугах (в том случае, если в квартире установлен счетчик). Впрочем, этот плюс может обратиться и в минус. Тонкие стенки подвержены механическому разрушению «грязной» воды, подаваемой центральной отопительной системой.
• Более высокая стойкость к механическим повреждениям по сравнению с панельными батареями.
• Большой выбор стилевых решений. Учитывая богатый выбор цветов, такие радиаторы легко подобрать практически под любой интерьер квартиры. Не нужно будет тратить силы и средства на дополнительное декорирование в виде экранов.

Минусы:

• Уязвимость к мощным гидроударам центральной отопительной системы. Впрочем, этим недостатком грешат практически все приборы, соединенные при помощи сварки. Во время мощного перепада давления, конструкция может начать разрушаться в местах соединения.

Подводя итог, следует сказать, что для квартиры трубчатые стальные батареи – далеко не самый лучший вариант. Установка в доме с автономным отоплением приведет к лишним затратам из-за быстрого остывания. А монтаж в квартире с центральным отоплением может стать причиной аварийных ситуаций.

Особенности монтажа стальных радиаторов

Стальные батареи достаточно легко монтируются, но до конца монтажных работ лучше не снимать упаковочную пленку. Это позволит сохранить чистый вид и не нарушить внешнее покрытие панели. Расстояние до пола и стены у каждой модели разное, поэтому внимательно изучите схему монтажа в инструкции.

В зависимости от типа конструкции, подбираем крепление. Навесной радиатор будем крепить к стене с помощью кронштейнов и дюбелей. Напольная конструкция устанавливается на полу на обычных стойках и традиционно подсоединяется к отопительной трубе.

Стальные радиаторы легко встраиваются в систему отопления и, в зависимости от модели, имеют разный тип подключения: боковой, нижний, верхний. Расстояние между стеной и задней панелью стального радиатора должно быть не менее 25 мм, в противном случае, значительно снизится теплоотдача прибора.

Современные модели обладают блокировочной системой против случайного «демонтажа», поэтому перед установкой прибора необходимо оттянуть вверх крепежный захват и зафиксировать его в таком положении. Начинаем монтаж с нижних крепежей, а уже после надеваем на верхние. Если вы все правильно выполнили, верхний крепеж автоматически защелкнется, надежно фиксируя радиатор на стене.

Алюминиевые батареи

Алюминиевая батарея

Несмотря на свой прекрасный внешний вид, алюминиевые радиаторы – не лучший выбор для отопления квартиры с центральной системой. В квартирах же с автономной системой отопления, такой выбор батарей пользуется большой популярностью. Наряду со стильным внешним видом, они отличаются надежностью и достаточно длительным сроком эксплуатации – 20-25 лет.

Материалом для создания служит алюминий с добавлением кремниевых сплавов, что придает батареям особую прочность. В промышленности, как правило, используют силумин, дюралюминий для повышения технических свойств. Кроме того, добавление кремниевых сплавов позволяет снизить стоимость исходного продукта.

Конструкция алюминиевых батарей достаточно проста: каждая секция состоит из двух горизонтальных каналов большого диаметра и одного вертикального с меньшим диаметром. От вертикального канала отходит несколько ребер, которые «берут» тепловую энергию у горячей воды и «отдают» ее воздуху.

Рассчитанные на давление в 15 атмосфер, они очень уязвимы к воздушным пробкам и гидроударам. Соединение отдельных секций производится при помощи муфтового резьбового метода, что позволяет достаточно быстро произвести монтаж батареи.

Герметичность алюминиевых радиаторов достигается за счет метода литья. Каждая секция отливается в отдельной форме, после чего соединяется в одну общую конструкцию.

На рынке представлены алюминиевые радиаторы самой разной формы и размеров, что позволяет подобрать оптимальный вариант под готовый дизайн квартиры. В зависимости от площади помещения и отопительного эффекта, подбирается и размер алюминиевой батареи.

Алюминиевая батарея может стать элементом дизайна в квартире

У батарей, произведенных с помощью технологии литья, более высокий запас прочности к перепадам давления. Рабочее давление в них достигает 16 атмосфер, но при испытаниях производитель тестирует радиаторы давлением в 25 атмосфер, что позволяет батареям порой выдерживать резкие скачки. Гладкая поверхность литых панелей обеспечивает более высокую теплоотдачу.

Другой метод изготовления алюминиевых батарей – экструзия. Это значительно удешевляет продукт, но и по техническим характеристикам он уступает литым батареям. В качестве основного сырья здесь используется вторичный алюминий, что со временем приводит к хрупкости и коррозии. Поэтому при выборе радиаторов, нужно ориентироваться не только на материал, но и уточнять метод производства. Батареи, произведенные по технологии экструзии, не подлежат наращиванию. Они поступают в продажу уже в стандартном размере.

Алюминиевые радиаторы обладают достаточно малым весом, что значительно упрощает их монтаж, который вполне можно проводить самостоятельно. За счет высокой теплоотдачи алюминия, батареи очень быстро нагреваются. Это позволяет контролировать степень расхода и вручную управлять системой, создавая комфортную температуру в помещении.

Плюсы:

• Устойчивость к коррозии.
• Стильный внешний вид.
• Малый вес (в 3-4 раза легче чугуна).
• Многообразие цветов.
• Высокая теплоотдача.
• Разнообразие размеров.
• Возможность добавлять секции в процессе эксплуатации (применимо только для метода литья).

Минусы:

• Чувствительность к перепадам давления.
• Зависимость от качества воды. При загрязненной воде с высоким pH, конструкция достаточно быстро может выйти из строя.

Особенности монтажа алюминиевых батарей

Устанавливая алюминиевые батареи, следует, в первую очередь, ориентироваться на технические свойства материала. Если при монтаже чугунных батарей главной особенностью был большой вес, то здесь все наоборот. Алюминиевые батареи легкие и хрупкие, поэтому установку следует выполнять очень аккуратно, не снимая упаковки.

Поверхность алюминиевого радиатора может повредиться при монтаже даже от небольшого удара инструментом. В продажу алюминиевые батареи уже поступают в комплекте с кронштейнами, которые легко при помощи дюбелей можно прикрепить к стене.

Для создания максимально эффективной теплоотдачи, следует при монтаже руководствоваться такими параметрами:

• Расстояние между окном и отопительной панелью не должно превышать 10 см.
• Расстояние до стены – 3-6 см.
• Расстояние от панели до пола должны быть в пределах 5-6 см.

Запорный кран устанавливается с двух сторон радиатора для регулировки температуры и для случаев возникновения аварийной ситуации.

После выполнения установки и до момента подключения к отопительной системе, необходимо произвести «опрессовку» прибора. Для этого нужно вызвать представителя соответствующей службы или купить опрессовщик.

Анодные радиаторы

Анодный радиатор

По сути, это тоже алюминиевые батареи. Только исходное сырье (алюминий) проходит более жесткую очистку с анодным оксидированием поверхности. Это позволяет повысить устойчивость к коррозии и химическому воздействию грязной воды.

Анодные батареи производятся по технологии литья, что обеспечивает им герметичность и устойчивость к гидроударам. Они способны выдерживать давление в 20-25 атмосфер. За счет того, что отдельные секции собираются при помощи резьбовых муфт и герметичных уплотнителей, батарея может быть разобрана и дополнена.

Благодаря идеально гладкой поверхности внутренней части радиаторов, достигается максимальная теплоотдача и более эффективная циркуляция горячей воды внутри конструкции. Внешне, анодные радиаторы тоже радуют глаз. Их плавная форма и гладкая поверхность более безопасна, чем угловатая конструкция чугунных батарей.

Единственным недостатком анодных конструкций, пожалуй, можно назвать их высокую стоимость по сравнению с алюминиевыми радиаторами.

Плюсы:

• Высокая теплоотдача.
• Разнообразие размеров и возможность добавления секций в процессе эксплуатации.
• Выдерживают высокое давление (в 20-25 атмосфер).
• Устойчивость к коррозии.
• Стильный внешний вид.

Минусы:

• Высокая стоимость.

Анодные алюминиевые батареи отлично подходят для квартир, как с центральной, так и автономной системой отопления. Если финансовые возможности позволяют, то такие радиаторы прослужат очень долго, радуя своей практичностью, функциональностью и отличным внешним видом.

Монтаж анодных батарей выполняется точно так же, как и установка алюминиевых радиаторов (см. выше).

Биметаллические радиаторы

Биметаллический радиатор

Эти батареи демонстрируют оптимальное соотношение цены и качества. Они способны выдерживать достаточно избыточное давление, и не слишком требовательны к теплоносителю. Именно это обуславливает их сегодняшнюю популярность на строительном рынке, которая уступает только чугунным батареям.

Название радиаторов уже указывает на то, что они собираются из двух материалов. Внешняя часть выполнена из алюминия, а внутренний слой производится из высококачественного сплава меди или стали. Такая комбинация материалов позволяет решить сразу две задачи: улучшить теплоотдачу и повысить стойкость к коррозии. Красивый внешний вид батареям придает эмалевое покрытие в любом цветовом решении.

Биметаллический радиатор выпускается в двух модификациях:

1. Абсолютно биметаллический аппарат, который отличается повышенной прочностью и устойчивостью к перепадам давления в сети. Срок их службы – не менее 25 лет, что вполне оправдывает высокую цену. В таком приборе сердечник выполнен в виде труб, по которым течет вода без соприкосновения с самим корпусом.
2. Полубиметаллический представляет собой конструкцию, внутренние каналы которой просто усилены пластинами из другого металла.

Конструкция биметаллических радиаторов состоит из нескольких секций, которые между собой соединяются при помощи резьбовой муфты. При желании, всегда можно докупить еще секции и нарастить.

Элемент батареи в разрезе. Видна соединительная резьба

Биметаллические радиаторы станут оптимальным выбором для квартир с центральной отопительной системой благодаря высокой устойчивости к высокому давлению в 35-40 атмосфер. Им не страшны резкие изменения условий эксплуатации.

Плюсы:

• Быстро нагреваются и легко отдают тепло.
• Устойчивость к коррозии.
• Стильный внешний вид.
• Большой выбор размеров.
• Возможность доставлять секции в процессе эксплуатации.
• Выдерживают сильные гидроудары.
• Небольшой вес и простой монтаж.

Минусы:

• Высокая стоимость.

Такие радиаторы следует приобретать только в специализированных магазинах, при условии ознакомления с документацией. Внешне их невозможно отличить от алюминиевых батарей, а вот разница в цене будет весьма ощутима.

Биметаллические радиаторы – отличный вариант для квартир с любым типом отопления. Высокая цена компенсируется длительным сроком эксплуатации.

Особенности монтажа биметаллических радиаторов

Основным правилом при монтаже биметаллических радиаторов является то, что установка выполняется в упаковке. Не снимайте пленку до окончания всех работ. Дело в том, что внешняя поверхность радиаторов достаточно хрупкая и может быть повреждена ударом инструмента.

Нельзя зачищать соединяемые детали напильником или наждаком, во избежание протечки воды в дальнейшем.

Чтобы биметаллический радиатор работал исправно и эффективно, при монтаже необходимо руководствоваться следующими требованиями к расстоянию:

• Расстояние от стены до прибора – 3-5 см. Если установить ближе к стене, то будет нарушена естественная циркуляция воздуха, что значительно снизит эффективность прибора.
• Расстояние от пола не более 10 см. Если установить ниже, то это не только снизит эффективность теплообмена, но и затруднит в дальнейшем уход за радиатором.

Начинайте установку с крепления кронштейнов к стене, предварительно выполнив разметку. На каждом радиаторе в обязательном порядке должен быть установлен клапан для спуска воздуха. Это позволит в дальнейшем избежать воздушных пробок. Чтобы надежно затянуть клапан, используйте динамометрический ключ.

Видео. Установка биметалических радиаторов своими руками

Медные радиаторы

Медный радиатор

Пожалуй, единственным существенным недостатком этого вида радиаторов можно назвать их высокую цену. В остальном же, они отличаются высокими техническими свойствами, имеют великолепный внешний вид и прослужат не менее 25-30 лет при должном уходе.

Медные батареи нивелируют сопротивление теплоносителя, увеличивая его эффективность. Высокий КПД обуславливается высокой теплопроводностью. По сравнению с популярным чугунов – в 4 раза больше.

Плюсы:

• Устойчивость к коррозии.
• Выдерживают большое давление в трубах (30-36 атмосфер).
• Высокая теплоотдача.

Минусы:

• Высокая стоимость.

Особенности монтажа медных радиаторов

• Идеальным материалом для труб, к которым производится пайка радиатора, является медь. Это обеспечит герметизацию и продлит срок службы батареи. При комбинировании с другими видами металла, со временем может образоваться коррозия. Это касается и выбора фитингов.
• Перед монтажом медной батареи, необходимо установить фильтр, предназначенный для очистки воды. Иначе в процессе эксплуатации внутренняя часть прибора может стать шероховатой, что спровоцирует отложение солей.
• Все элементы конструкции соединяются при помощью спайки.
• На кронштейны, с помощью которых медные трубы крепятся к стене, необходимо устанавливать резиновые накладки, что поможет защитить поверхность труб от деформации и коррозии.

Видео. Как правильно устанавливать радиаторы отопления

Как особенности и нюансы центральной отопительной системы влияют на срок службы радиаторов?

Система центрального отопления

Прежде чем приступить к выбору радиатора для своей квартиры, следует учесть некоторые нюансы центральной отопительной системы. Конечно, достоинств у центрального отопления больше, чем недостатков. Не нужно возиться с выбором и установкой котлов, монтажом дымохода. Стоимость коммунальных услуг легко контролируется с помощью установки счетчика. Но есть и недостатки, которые оказывают влияние на выбор батарей.

• В составе носителя всегда присутствуют агрессивные вещества, которые негативно влияют на материал труб и батарей. Чаще всего именно коррозия наносит разрушительное действие на внутренний слой радиаторов, сокращая срок эксплуатации. С профилактической целью, некоторые коммунальные службы добавляют в баки с водой лигносульфонатный порошок, что не лучшим образом влияет на эксплуатационный срок радиаторов.
• В воде, которая идет по трубам для обогрева, часто присутствует мелкий песок, глина, известь. Постепенно этот мелкий мусор протирает металл изнутри. Если внутренний слой шершавый, это значительно быстрее сокращает срок службы.
• Одним из врагов радиаторов отопления в квартирах являются перепады давления, так называемые гидроудары. Это, конечно, негативно сказывается на состоянии батарей. Воздушные пробки, создаваемые нестабильной работой центральной магистрали, постепенно приводят к растрескиванию и разрыву металла. Но многие современные радиаторы оснащены защитными клапанами, которые позволяют регулировать давление в трубах и бороться, таким образом, с нестабильностью напора.
• Нестабильность температуры отопительной системы оказывает влияние больше всего на внутреннюю часть батареи. Чугун имеет особенность расширять при нагревании и сжиматься при понижении температуры, что приводит к растрескиванию внутреннего слоя. Поэтому именно такие батареи наиболее уязвимы к перепаду температуры.

Поэтому, выбирая радиатор для отопления квартиры, руководствуйтесь этими моментами и учитывайте работу магистрали и местного ЖКХ.

Калькулятор расчета количества секций радиаторов отопления

Как правильно выбирать радиаторы для квартиры?

Радиаторы должны не только выполнять свои функции, но и вписываться в интерьер

Выбор радиатора для квартиры – это ответственный шаг. Не все виды отопительной системы, представленной на современном рынке, подходят. Некоторые приборы не способны выдерживать нагрузку и гидроудары, которые нередко встречаются в наших коммунальных службах. Здесь важно учитывать не только материал, но и предельную нагрузку радиатора.

Кроме того, для эффективной работы отопительного прибора и максимальной его теплоотдаче, необходимо правильно рассчитать количество секций.

При выборе радиатора для квартиры, необходимо учитывать следующие факторы:

• Общую площадь квартиры. Исходя из этого параметра, необходимо подбирать мощность радиатора.
• Максимальное давление в отопительной системе. Каждый прибор обладает своей предельной нагрузкой.
• Материал и максимальная температура, которую способен выдержать радиатор. Мощность радиатора. Это будет основополагающим фактором, исходя из которого, необходимо рассчитать количество секций и общую длину прибора.
• Общий дизайн и стиль батарей.

Подбирая батареи для своей квартиры, не нужно быть излишне рачительным. Низкая цена может стать причиной холода в помещении, да и срок службы у недорогих радиаторов не превышает 5-6 лет.

При возникновении аварии в отопительной центральной системе, дешевые батареи могут быстро выйти из строя из-за гидроударов.

В заключение статьи, предлагаем вам очень подробную лекцию по выбору радиаторов в квартиру.

Видео: Как выбрать радиаторы отопления

Виды батарей отопления

Батареи – важная часть отопительной системы в многоквартирном доме. Температура в помещении зависит не только от того, насколько горячая вода бежит по трубам. Качество обогрева помещения зависит от конструкции, материала, мощности и способа размещения радиаторов отопления.

Чрезвычайно широкий ассортимент отопительного оборудования может вызвать трудности при выборе подходящих батарей. Для того чтобы выяснить, каким приборам отдать предпочтение, придется предварительно изучить особенности существующих типов батарей.

Различные виды приборов отопления

Существует несколько классификаций батарей.

В зависимости от типа тепло- или энергоносителя они делятся на следующие виды:

• электрические радиаторы;
• масляные радиаторы, работающие на электричестве;
• водяные батареи.

В зависимости от материала батареи бывают:

В зависимости от конструкции радиаторы отопления делятся на следующие типы:

• секционные – благодаря наличию отдельных секций позволяют регулировать размер и мощность устанавливаемого прибора отопления;
• трубчатые – батареи, разработанные специально для централизованной системы отопления. Представляют собой цельнометаллическую конструкцию с горизонтальным коллектором и вертикальными трубками;
• панельные – изготавливаются из стали и даже из бетона. Во втором случае такие батареи располагаются внутри стен и передают тепло в виде излучения;
• пластинчатые – имеют сердечник с насаженными на него пластинчатыми ребрами из тонких листов металла, осуществляют теплообмен конвекционного типа.

 Виды батарей, подходящих для квартиры

Рассмотрим, какие виды радиаторов подойдут для стандартной централизованной системы отопления в многоквартирном доме. Она характеризуется использованием технической воды в качестве теплоносителя, высоким рабочим давлением и температурой. Характеристики отопительных приборов для квартиры должны соответствовать особенностям этой системы. Сравнить параметры приборов из разных материалов, чтобы понять какие их типы  подойдут для вашего жилья, можно с помощью таблицы.

Чугунные батареи

Классические радиаторы из чугуна, несмотря на большое количество современных аналогов из других материалов, уходить в отставку пока не собираются. Чугун устойчив к коррозии и воздействию высоких температур, долговечен. Некоторые производители изменили в лучшую сторону внешний вид чугунных изделий, украсив их резьбой и превратив этот прибор в элемент дизайна.

Совет: интенсивность излучения радиатора можно повысить, покрасив его в темный цвет.

Биметаллические радиаторы

Эффективность и надежность биметаллических радиаторов достигаются благодаря сочетанию двух видов материалов: стали и алюминия. Высокая теплопроводность алюминия делает его прекрасным материалом для корпуса батареи, а прочность стали обеспечивает невосприимчивость к перепадам давления и к процессам коррозии. Лучшими на российском рынке считаются биметаллические изделия итальянских производителей.

Нужно иметь в виду, что этот тип отопительных приборов имеет одну особенность: сталь начинает ржаветь после спуска воды в системе. Такого недостатка лишены модели, в которых вместо стального используется медный сердечник.

Стальные радиаторы

Радиаторы из стали могут быть панельными, трубчатыми и секционными. Наибольшей популярностью пользуется первый вид благодаря оптимальному сочетанию характеристик и стоимости. Однако батареи из стали практически не применяются в многоэтажных домах с централизованным отоплением, поскольку не предназначены для систем с высоким давлением.

Алюминиевые батареи

Радиаторы из алюминия имеют очень привлекательные характеристики, среди которых прекрасная теплоотдача и низкая инерционность, позволяющая быстро менять температуру в помещении. Но они очень требовательны к качеству теплоносителя, поэтому также не подходят для централизованной отопительной системы.

Медные радиаторы отопления

Медные батареи имеют массу достоинств и всего лишь один недостаток – очень высокую стоимость. Их эксплуатационные характеристики впечатляют: радиаторы из меди превосходят все существующие виды по эффективности, надежности и долговечности, а также по стойкости к коррозии и гидроударам.

Установка медных радиаторов дорогое удовольствие не только из-за стоимости самой батареи. Подключать их можно только к цельнометаллическим трубам, которые также стоят недешево. Воспользоваться достоинствами меди, и при этом приобрести изделие по более доступной цене можно, если выбрать медно-алюминиевый радиатор, трубки которого изготовлены из меди, а ребра — из алюминия.

Пластиковые батареи

Самый новый вид отопительных приборов – это пластиковые батареи. Такие изделия просты в установке, имеют широкий выбор цветов и не требуют дополнительного ухода. Однако многие заинтересовавшиеся новинкой владельцы квартир будут разочарованы: пластиковые радиаторы не могут быть установлены в доме с централизованной системой отопления. Причинами этого являются ограничения максимальной рабочей температуры и давления, которые не должны превышать 80 градусов и 2 бара соответственно.

Как определить необходимую мощность отопительного прибора

Чтобы зимой в квартире было комфортно, нужно правильно подобрать мощность радиатора. Мощность классического секционного прибора будет зависеть от количества секций. При расчете нужно учитывать следующие факторы:

• материал стен в доме – кирпич или бетон;
• площадь комнат;
• количество окон и их расположение по сторонам света;
• количество наружных стен;
• качество окон;
• использование экранов для радиаторов.

Внимание: для стандартной комнаты с трехметровой высотой потолка, имеющей одну дверь и одно окно, на каждый квадратный метр потребуется радиаторная мощность от 90 до 125 Вт.

Требуемое количество секций будет зависеть от материала, и которого изготовлен радиатор. Мощность одной секции разных видов батарей:

• Чугунные – от 80 до 150 Вт;
• Алюминиевые – 190 Вт;
• Биметаллические – 200 Вт;
• Стальные – от 450 до 5700 Вт (имеется в виду мощность всей батареи).

Какие виды батарей отопления существуют и как выбрать их для частного дома

Различные типы отопительных систем в частных домах определяют виды батарей отопления, которые были бы эффективными, а также подходили по способу монтажа или внешнему виду. Существующие технологии производства радиаторов в полной мере используют различные принципы теплопередачи.

Конечная цель любого нагревательного бытового устройства — это поднятие температуры в помещении до необходимых значений. В конечном счете, тепло может передаваться посредством инфракрасного излучения, теплопроводности или конвекции. Для монтажа в отопительных контурах частных домов используются приборы, различающиеся по материалам производства, конструктивным особенностям и способу передачи тепла. Основным квалифицирующим признаком можно считать материал.

Как выбрать радиаторы отопления для частного дома

Для того чтобы выбрать оптимальный отопительный прибор, необходимо изначально произвести необходимые расчеты, и выяснить какой тип приборов и какое их количество будет оптимальным. Преимуществом индивидуального отопления является небольшое внутрисистемное давление, позволяющее выбирать к установке практически любой вид радиаторов, существующий на сегодняшний день.

Например, в централизованных системах не рекомендуется устанавливать алюминиевые приборы из-за невысокой коррозийной стойкости к достаточно загрязненному теплоносителю и низкому выдерживаемому давлению. Ранее мы писали о том, что лучше для частного дома – алюминиевые или биметаллические радиаторы.

В качественно смонтированной системе индивидуального отопления практически исключен риск гидроударов, что дает возможность устанавливать тонкостенные легкие приборы, не опасаясь за возможные повреждения. Из большого числа отопителей можно выбрать устройства, в наибольшей степени подходящие по цене и качеству. Выбор радиаторов отопления для частного дома необходимо делать с учетом максимальных значений теплоотдачи при минимальных энергозатратах.

Виды радиаторов отопления для частного дома

Только за несколько последних десятилетий, отопительные батареи прошли эволюционный путь от простых громоздких чугунных секций, до эффективных конвекционных устройств, где управление осуществляется сложными электронными системами. Рассматривая бытовые приборы их удобно разделить по материалам, из которых изготовлены теплопередающие поверхности на следующие виды:

• Чугунные многосекционные батареи;
• Отопители из сваренных стальных листов различной толщины;
• Биметаллические приборы с применением двух типов металлов, один из которых алюминий;
• Устройства из алюминиевых сплавов;
• Медные отопители;
• Пластиковые элементы для систем, где температура теплопередающей жидкости не превышает 80 град.

Конструктивно радиаторы делятся на:

• секционные;
• трубчатые;
• панельные;
• пластинчатые.

Для специальных условий разрабатываются угловые приборы, плинтусные радиаторы или конвекционные устройства для установки в детали интерьера (подоконники, дверные проемы, лестницы, полы). У каждого вида устройств есть свои минусы и плюсы.

Чугунные радиаторы

Чугунные секции давно вошли в интерьеры как большинства частных домов, так и квартир в многоэтажках. Они устойчивы к коррозии и выдерживают давление до 18 атмосфер, совместимостью с другими материалами и сроком службы, доходящим до 30 лет.

К недостаткам можно отнести громоздкость и большой внутренний объем теплоносителя. Многие домовладельцы, тем не менее, произведя соответствующие малярные операции, дают вторую жизнь чугунным батареям, создавая интересные ретро-варианты.

Стальные отопительные приборы

Радиаторы из стали, как правило, не дороги в производстве, обладают малой инерционностью и легким весом. Чаше всего производители выпускают стальные радиаторы определенных типоразмеров, позволяющие выбрать необходимые параметры по производительности и количеству элементов.

Все поверхности окрашиваются с применением инновационных технологий, позволяющих снизить толщину краски для увеличения теплоотдачи, сохранив при этом высокие защитные свойства. К главному недостатку стальных устройств относится низкая коррозийная стойкость, приводящая к относительно небольшому сроку службы около десяти лет.

Биметаллические радиаторы

Биметаллические устройства представляют собой технологичную конструкцию, в которой объединены отличные теплопроводные свойства алюминия и прочность стали. Они способны выдерживать давление от 18 до 40 атмосфер, чего в системах индивидуального отопления более чем достаточно.

Существует две разновидности биметаллических батарей: с полностью стальным внутренним сердечником, либо только со стальными вертикальными каналами. В первом случае радиаторы более прочные, во втором быстрее нагреваются и дешевле стоят. В качестве основного недостатка выступает только высокая цена прибора.

Алюминиевые радиаторы

Батареи из алюминиевых сплавов имеют отличную теплопроводность и легкий вес. Служат они до 15 лет, и отлично обогревают помещения как путем теплового излучения, так и конвекции. В продаже можно приборы, выпущенные методом литья, либо способом объединения вертикальных алюминиевых панелей с силуминовым (сплав алюминия и кремния) коллектором. Во втором случае приборы дешевле, однако, секции соединяются без возможности добавления. Для литых радиаторов можно набрать любое количество секций.

Радиаторы из меди

Медные термоблоки распространены гораздо меньше по причине их высокой цены. Однако, тот кто находит средства на изделия из меди, получают отличную теплоотдачу при высокой устойчивости к агрессивной среде. Благодаря образованию стойкой оксидной пленки они практически не подвергаются коррозии и служат до 50 лет.

Радиаторы из пластика

Пластиковые радиаторы являются самым бюджетным видом устройств. Они довольно просто устанавливаются и имеют небольшой вес. Невзирая на свою низкую цену, в системах индивидуального отопления они распространены мало по причине низкого коэффициента теплоотдачи, и, как следствие, невысокой эффективности.

Какие батареи выбрать для частного дома можно решить лишь после проведения всех расчетов, а также исходя из финансовых возможностей. При выборе чисто технических параметров, большое значение имеет их внешний вид. Для современных интерьеров разработаны различные модели вертикальных устройств, а ассортимент форм, размеров и цветов по истине велик. Довольно популярными стали конвекторы с принудительной циркуляцией воздуха, обеспечивающие быстрый нагрев зданий имеющих большую площадь остекления, или устанавливаемые на верандах частных домов.

Подробнее о выборе радиаторов вы можете узнать из видео:

Помогла статья? Оцените ее

Что такое аккумулятор? - learn.sparkfun.com

Введение

Батареи - это совокупность одной или нескольких ячеек, химические реакции которых создают поток электронов в цепи. Все батареи состоят из трех основных компонентов: анода (сторона «-»), катода (сторона «+») и какого-то электролита (вещество, которое химически реагирует с анодом и катодом).

Когда анод и катод батареи подключены к цепи, между анодом и электролитом происходит химическая реакция. Эта реакция заставляет электроны проходить через цепь и возвращаться на катод, где происходит другая химическая реакция. Когда материал в катоде или аноде расходуется или больше не может использоваться в реакции, батарея не может производить электричество. В этот момент ваша батарея «разряжена».

Батареи, которые необходимо выбрасывать после использования, известны как первичные батареи .Аккумуляторы, которые можно перезаряжать, называются вторичными батареями и .

Литий-полимерные батареи, например, можно заряжать

Без батарей ваш квадрокоптер пришлось бы привязать к стене, вам пришлось бы вручную провернуть машину, а ваш контроллер Xbox должен был бы быть постоянно подключен к сети (как в старые добрые времена). Батареи позволяют хранить потенциальную электрическую энергию в переносном контейнере.

Батареи бывают разных форм, размеров и химического состава.

Изобретение современной батареи часто приписывают Алессандро Вольта. На самом деле все началось с удивительной аварии, связанной с рассечением лягушки.

Что вы узнаете

В этом руководстве будут подробно рассмотрены следующие темы:

• Как были изобретены батарейки
• Из каких частей состоит аккумулятор
• Как работает аккумулятор
• Общие термины, используемые для описания батарей
• Различные способы использования батарей в схемах

Рекомендуемая литература

Есть несколько концепций, с которыми вы, возможно, захотите ознакомиться перед тем, как начать читать это руководство:

Хотите изучить различные батареи?

Мы вас прикрыли!

Щелочная батарея 9 В

Это ваши стандартные щелочные батарейки на 9 вольт от Rayovac.Даже не думайте пытаться перезарядить их. Используйте их с…

История

Термин Батарея

Исторически слово «батарея» использовалось для описания «серии подобных объектов, сгруппированных вместе для выполнения определенной функции», как в случае артиллерийской батареи. В 1749 году Бенджамин Франклин впервые использовал этот термин для описания серии конденсаторов, которые он соединил вместе для своих экспериментов с электричеством.Позже этот термин будет использоваться для любых электрохимических ячеек, соединенных вместе с целью обеспечения электроэнергии.

Изобретение батареи

В один роковой день 1780 года итальянский физик, врач, биолог и философ Луиджи Гальвани рассекал лягушку, прикрепленную к медному крючку. Когда он коснулся лягушачьей лапы железным отростком, нога дернулась.Гальвани предположил, что энергия исходит от самой ноги, но его коллега-ученый Алессандро Вольта считал иначе.

Вольта выдвинул гипотезу о том, что импульсы лягушачьей лапки на самом деле были вызваны различными металлами, пропитанными жидкостью. Он повторил эксперимент, используя ткань, пропитанную рассолом, вместо трупа лягушки, что привело к аналогичному напряжению. Вольта опубликовал свои открытия в 1791 году, а позже создал первую батарею, гальваническую батарею, в 1800 году.

Гальваническая свая состояла из пакета цинковых и медных пластин, разделенных тканью, пропитанной рассолом

Volta страдала от двух основных проблем: из-за ее веса электролит вытек из ткани, а особые химические свойства компонентов привели к очень короткому сроку службы (около часа).Следующие двести лет уйдут на совершенствование конструкции Вольты и решение этих проблем.

Исправления в гальванической куче

Уильям Круикшанк из Шотландии решил проблему утечки, положив гальваническую батарею на бок, чтобы сформировать «желобную батарею».

Лотковая батарея решила проблему утечки гальванической сваи

Вторая проблема, короткий срок службы, была вызвана разложением цинка из-за примесей и скоплением пузырьков водорода на меди.В 1835 году Уильям Стерджен обнаружил, что обработка цинка ртутью предотвратит разложение.

Британский химик Джон Фредерик Дэниелл использовал второй электролит, который вступал в реакцию с водородом, предотвращая накопление на медном катоде. Батарея Даниэля с двумя электролитами, известная как «ячейка Даниэля», станет очень популярным решением для обеспечения энергией зарождающихся телеграфных сетей.

Коллекция клеток Даниэля из 1836 г.

Первая аккумуляторная батарея

В 1859 году французский физик Гастон Планте создал батарею из двух прокатанных листов свинца, погруженных в серную кислоту.Путем реверсирования электрического тока через батарею химия вернется в исходное состояние, создав первую перезаряжаемую батарею.

Позже, в 1881 году, Камилла Альфонс Фор улучшила конструкцию Планте, превратив листы свинца в пластины. Эта новая конструкция упростила производство аккумуляторов, а свинцово-кислотные аккумуляторы получили широкое распространение в автомобилях.

-> Дизайн обычного «автомобильного аккумулятора» существует уже более 100 лет
(Изображение любезно предоставлено Эмилианом Робертом Виколом из Wikimedia Commons) <-

Сухая камера

Вплоть до конца 1800-х годов электролит в батареях был в жидком состоянии.Это сделало транспортировку аккумуляторов очень осторожным делом, и большинство аккумуляторов никогда не предназначалось для перемещения после подключения к цепи.

В 1866 году Жорж Лекланше создал батарею, используя цинковый анод, катод из диоксида марганца и раствор хлорида аммония в качестве электролита. Хотя электролит в элементе Лекланше был все еще жидким, химический состав батареи оказался важным шагом для изобретения сухого элемента.

Карл Гасснер придумал, как создать электролитную пасту из хлорида аммония и гипса.Он запатентовал новую батарею «сухих элементов» в 1886 году в Германии.

Эти новые сухие элементы, обычно называемые «угольно-цинковыми батареями», производились массово и пользовались огромной популярностью до конца 1950-х годов. Хотя углерод не используется в химической реакции, он играет важную роль в качестве электрического проводника в углеродно-цинковой батарее.

-> Цинк-угольная батарея 3 В 1960-х годов
(Изображение любезно предоставлено PhFabre из Wikimedia Commons) <-

В 1950-х годах Льюис Урри, Пол Марсал и Карл Кордеш из компании Union Carbide (позже известной как «Eveready», а затем «Energizer») заменили электролит хлористого аммония щелочным веществом на основе химического состава батареи, сформулированного Вальдемаром. Юнгнер в 1899 году.Щелочные батареи с сухими элементами могут содержать больше энергии, чем угольно-цинковые батареи того же размера, и имеют более длительный срок хранения.

Щелочные батареи приобрели популярность в 1960-х годах, обогнали угольно-цинковые батареи и с тех пор стали стандартными первичными элементами для потребительского использования.

-> Щелочные батареи бывают разных форм и размеров
(Изображение любезно предоставлено Aney ~ commonswiki из Wikimedia Commons) <-

Аккумуляторы 20-го века

В 1970-х годах компания COMSAT разработала никель-водородную батарею для использования в спутниках связи.Эти батареи хранят водород в газообразной форме под давлением. Многие искусственные спутники, такие как Международная космическая станция, по-прежнему используют никель-водородные батареи.

Исследования нескольких компаний с конца 1960-х годов привели к созданию никель-металлгидридной (NiMH) батареи. NiMH батареи были выпущены на потребительский рынок в 1989 году и стали более дешевой альтернативой никель-водородным аккумуляторным элементам меньшего размера.

Компания Asahi Chemical из Японии построила первую литий-ионную батарею в 1985 году, а Sony создала первую коммерческую литий-ионную батарею в 1991 году.В конце 1990-х годов был создан мягкий гибкий корпус для литий-ионных аккумуляторов, в результате чего возникли «литий-полимерные» или «LiPo» аккумуляторы.

Химические реакции в литий-полимерной батарее практически такие же, как и в литий-ионной батарее

Очевидно, было изобретено, произведено и устарело гораздо больше химических элементов батарей. Если вы хотите узнать больше о современных и популярных технологиях аккумуляторов, ознакомьтесь с нашим руководством по технологиям аккумуляторов.

Компоненты

состоят из трех основных компонентов: анода , катода и электролита . Сепаратор часто используется для предотвращения соприкосновения анода и катода, если электролита недостаточно. Для хранения этих компонентов аккумуляторы обычно имеют какой-то кожух .

Хорошо, большинство батарей на самом деле не разделены на три равные части, но вы поняли.Лучшее поперечное сечение щелочной ячейки можно найти в Википедии.

И анод, и катод относятся к типу электродов . Электроды - это проводники, через которые электричество входит или выходит из компонента в цепи.

Анод

Электроны выходят из анода в устройстве, подключенном к цепи. Это означает, что обычный «ток» течет в анод.

На аккумуляторах анод обозначен как отрицательная (-) клемма

В батарее химическая реакция между анодом и электролитом вызывает накопление электронов на аноде.Эти электроны хотят перейти к катоду, но не могут пройти через электролит или сепаратор.

Катод

Электроны текут в катод в устройстве, подключенном к цепи. Это означает, что обычный «ток» течет из катода.

На батареях катод помечен как положительный (+) вывод

В батареях в химической реакции внутри катода или вокруг него используются электроны, образующиеся на аноде.Электроны могут попасть на катод только через цепь, внешнюю по отношению к батарее.

Электролит

Электролит - это вещество, часто жидкость или гель, которое способно переносить ионы между химическими реакциями, происходящими на аноде и катоде. Электролит также препятствует потоку электронов между анодом и катодом, так что электроны легче проходят через внешнюю цепь, чем через электролит.

-> В щелочных батареях может протекать электролит, гидроксид калия, если они подвергаются воздействию высоких температур или обратного напряжения
(Изображение любезно предоставлено Wiliam Davies из Wikimedia Commons) <-

Электролит имеет решающее значение в работе аккумулятора.Поскольку электроны не могут проходить через него, они вынуждены проходить через электрические проводники в виде цепи, соединяющей анод с катодом.

Сепаратор

Сепараторы представляют собой пористые материалы, которые предотвращают соприкосновение анода и катода, что может вызвать короткое замыкание в батарее. Сепараторы могут быть изготовлены из различных материалов, включая хлопок, нейлон, полиэстер, картон и синтетические полимерные пленки. Сепараторы не вступают в химическую реакцию ни с анодом, ни с катодом, ни с электролитом.

В гальванической куче использовалась ткань или картон (разделитель), пропитанные рассолом (электролитом), чтобы электроды разнесены

Ионы в электролите могут быть положительно заряженными, отрицательно заряженными и иметь различные размеры. Могут быть изготовлены специальные сепараторы, которые пропускают одни ионы, но не пропускают другие.

Кожух

Большинству батарей требуется способ удерживать химические компоненты. Кожухи, также известные как «кожухи» или «оболочки», представляют собой просто механические конструкции, предназначенные для удержания внутренних компонентов батареи.

Свинцово-кислотный аккумулятор в пластиковом корпусе

Корпуса аккумуляторов

могут быть изготовлены практически из чего угодно: из пластика, стали, мягких пластиковых пакетов и так далее. В некоторых батареях используется токопроводящий стальной кожух, который электрически соединен с одним из электродов. В случае обычного щелочного элемента AA стальной кожух соединен с катодом.

Операция

Батареи обычно требуют нескольких химических реакций для работы.По крайней мере, одна реакция происходит внутри или вокруг анода, и одна или несколько реакций происходят внутри или вокруг катода. Во всех случаях реакция на аноде дает дополнительные электроны в процессе, называемом окислением , а реакция на катоде использует дополнительные электроны во время процесса, известного как восстановление .

Когда переключатель замкнут, цепь замыкается, и электроны могут течь от анода к катоду. Эти электроны активируют химические реакции на аноде и катоде.

По сути, мы разделяем определенный вид химической реакции, реакцию восстановления-окисления или окислительно-восстановительную реакцию, на две отдельные части. При переносе электронов между химическими веществами происходят окислительно-восстановительные реакции. В этой реакции мы можем использовать движение электронов, чтобы они выходили за пределы батареи и питали нашу цепь.

Анодное окисление

Эта первая часть окислительно-восстановительной реакции, окисление, происходит между анодом и электролитом и производит электроны (обозначены как e ^- ).

Некоторые реакции окисления образуют ионы, например, в литий-ионной батарее. В других химических реакциях расходуются ионы, как в обычных щелочных батареях. В любом случае ионы могут свободно проходить через электролит, а электроны - нет.

Катодное восстановление

Другая половина окислительно-восстановительной реакции, восстановление, происходит в катоде или рядом с ним. Электроны, образующиеся в результате реакции окисления, расходуются во время восстановления.

В некоторых случаях, например, в литий-ионных батареях, положительно заряженные ионы лития, образующиеся во время реакции окисления, расходуются во время восстановления.В других случаях, например, в щелочных батареях, во время восстановления образуются отрицательно заряженные ионы.

Электронный поток

В большинстве батарей некоторые или все химические реакции могут происходить, даже когда батарея не подключена к цепи. Эти реакции могут повлиять на срок годности батареи.

По большей части, реакции будут происходить с полной силой только тогда, когда между анодом и катодом замыкается электрически проводящая цепь. Чем меньше сопротивление между анодом и катодом, тем больше электронов может течь и тем быстрее протекают химические реакции.

Короткое замыкание в аккумуляторе (в данном случае даже случайное) может быть опасным. Известно, что литий-ионные батареи перегреваются и даже задыхаются или загораются при коротком замыкании.

Мы можем пропускать эти движущиеся электроны через различные электрические компоненты, известные как «нагрузка», для выполнения чего-то полезного. В анимационном ролике в начале этого раздела мы зажигаем виртуальную лампочку движущимися электронами.

Разряженная батарея

Химические вещества в батарее в конечном итоге достигают состояния равновесия. В этом состоянии химические вещества больше не будут реагировать, и в результате аккумулятор больше не будет генерировать электрический ток. На данный момент аккумулятор считается «мертвым».

Первичные элементы необходимо утилизировать, когда батарея разряжена. Вторичные элементы можно перезаряжать, и это достигается путем пропускания через батарею обратного электрического тока.Перезарядка происходит, когда химические вещества выполняют еще одну серию реакций, чтобы вернуть их в исходное состояние.

Терминология

Люди часто используют общий набор терминов, говоря о напряжении батареи, емкости, возможности источника тока и так далее.

Ячейка

Элемент относится к одному аноду и катоду, разделенным электролитом, используемым для выработки напряжения и тока. Батарея может состоять из одной или нескольких ячеек.Например, одна батарея AA - это одна ячейка. Автомобильные аккумуляторы содержат шесть ячеек по 2,1 В.

Обычная 9-вольтовая батарея содержит шесть щелочных элементов по 1,5 В, установленных друг на друга

Первичный

Первичные клетки содержат химический состав, который нельзя изменить. В результате аккумулятор необходимо выбрасывать после того, как он разрядился.

Среднее

Вторичные элементы можно перезаряжать, и их химический состав возвращается в исходное состояние.Эти элементы, также известные как «аккумуляторные батареи», можно использовать много раз.

Номинальное напряжение

Номинальное напряжение аккумулятора - это напряжение, указанное производителем.

Например, щелочные батареи типа AA указаны как имеющие напряжение 1,5 В. В этой статье Mad Scientist Hut показано, что их испытанные щелочные батареи начинаются с напряжения около 1,55 В, а затем медленно теряют напряжение по мере разряда. В этом примере номинальное напряжение «1,5 В» относится к максимальному или пусковому напряжению батареи.

Этот аккумуляторный блок Storm для квадрокоптеров показывает кривую разряда для их LiPo-элементов, начиная с 4,2 В и снижаясь до 2,8 В по мере разряда. Номинальное напряжение, указанное для большинства литий-ионных и LiPo элементов, составляет 3,7 В. В этом случае номинальное напряжение «3,7 В» относится к среднему напряжению аккумулятора в течение всего цикла разряда.

Вместимость

Емкость аккумулятора - это мера количества электрического заряда, который он может доставить при определенном напряжении. Большинство батарей рассчитаны на ампер-часы (Ач) или миллиампер-часы (мАч).

Этот LiPo аккумулятор рассчитан на 1000 мАч, что означает, что он может обеспечить 1 ампер в течение 1 часа, прежде чем он будет считаться разряженным.

Большинство графиков разряда батареи показывает напряжение батареи как функцию от емкости, например, эти тесты батареи AA, проведенные PowerStream. Чтобы выяснить, достаточно ли емкости аккумулятора для питания вашей цепи, найдите самое низкое допустимое напряжение и найдите соответствующий номинал мАч или Ач.

C-скорость

Многие батареи, особенно мощные литий-ионные, обозначают ток разряда как «C-Rate», чтобы более четко определить характеристики батареи.C-Rate - это скорость разряда относительно максимальной емкости аккумулятора.

1С - это количество тока, необходимое для разрядки аккумулятора за 1 час. Например, аккумулятор емкостью 400 мАч, обеспечивающий ток 1С, будет обеспечивать 400 мА. 5С для той же батареи будет 2 А.

Большинство батарей теряют емкость при повышенном потреблении тока. Например, этот информационный график продукта от Chargery показывает, что их LiPo-элемент имеет меньше мАч при более высоких скоростях C.

ПРИМЕЧАНИЕ: Общий совет гласит, что вы должны заряжать LiPo батареи при 1С или меньше.

---

MIT предлагает фантастическое руководство по спецификациям и терминологии батарей, которое идет намного дальше этого обзора.

Использование

Однокамерный

Некоторые схемы могут питаться от одного элемента, но убедитесь, что батарея может обеспечивать достаточное напряжение и ток.

Этот экран для фотонной батареи питается от одного элемента LiPo

Если напряжение слишком высокое или слишком низкое для вашей схемы, вам, вероятно, понадобится преобразователь постоянного тока в постоянный.

серии

Чтобы увеличить напряжение между выводами батареи, вы можете расположить элементы последовательно. Последовательность означает штабелирование ячеек встык, соединение анода одного с катодом следующего.

Последовательно соединяя батареи, вы увеличиваете общее напряжение. Сложите напряжение всех ячеек, чтобы определить рабочее напряжение. Емкость остается прежней.

В этом примере четыре ячейки 1,5 В подключены последовательно.Напряжение на нагрузке составляет 6 В, а общий набор аккумуляторов имеет емкость 2000 мАч.

В большинстве бытовых электронных устройств, в которых используются щелочные батареи, батареи устанавливаются последовательно. Например, этот держатель батареек 2x AA может поднять номинальное напряжение до 3 В для проекта.

ПРИМЕЧАНИЕ: Если вы заряжаете литий-ионные или литий-полимерные батареи последовательно, вам необходимо использовать специальные схемы, известные как «балансир», чтобы гарантировать, что напряжения между элементами остаются одинаковыми.Некоторые зарядные устройства, такие как это, имеют балансиры для безопасной зарядки.

Параллельный

Если напряжение отдельного элемента соответствует нагрузке, вы можете добавить батареи параллельно, чтобы увеличить емкость. Обратите внимание, что это также означает увеличение доступного тока (C-Rate).

Будьте осторожны при параллельном подключении аккумуляторов! Все элементы должны иметь одинаковое номинальное напряжение и одинаковый уровень заряда. Если есть какие-либо различия в напряжении, может произойти короткое замыкание, что приведет к перегреву и, возможно, возгоранию.

В этом примере четыре ячейки 1,5 В подключены параллельно. Напряжение на нагрузке остается на уровне 1,5 В, но общая емкость увеличивается до 8000 мАч.

Серия

и параллельный

Если вы хотите увеличить напряжение и емкость, вы можете комбинировать последовательные и параллельные батареи. Еще раз убедитесь, что уровень напряжения одинаков для батарей, включенных параллельно, так как может произойти короткое замыкание.

В этом примере полное напряжение на нагрузке составляет 3 В, а общая емкость аккумуляторов составляет 4000 мАч.

В больших аккумуляторных блоках, особенно литий-ионных, вы часто видите конфигурацию, указанную с использованием «S» и «P» для последовательного и параллельного подключения. Конфигурация для схемы выше - 2S2P. В качестве практического примера современные электромобили используют массивные массивы батарей, соединенных последовательно и параллельно.

Ресурсы и дальнейшее развитие

К настоящему времени вы должны понимать, как были изобретены батарейки и как они работают. Батареи - это один из способов обеспечения вашего проекта электроэнергией, и они могут быть невероятно полезны, если вам нужен портативный источник питания.

Если вы хотите больше узнать о батареях, вот еще несколько уроков:

Хотите увидеть аккумуляторы в действии? Взгляните на эти проекты, в которых используются разные батареи в разных конфигурациях:

Simon Splosion Wireless

Это учебное пособие, демонстрирующее один из многих методов "взлома" Саймона Сэйса. Мы выделим технику, чтобы взять ваш Simon Says Wireless.

.

Различные типы батарей и их применение

Батарея - это совокупность одной или нескольких ячеек, которые подвергаются химическим реакциям, создавая поток электронов в цепи. В области аккумуляторных технологий ведется много исследований и улучшений, и в результате в настоящее время во всем мире испытываются и используются прорывные технологии. Батареи вошли в игру из-за необходимости хранить генерируемую электрическую энергию. Поскольку генерировалось достаточное количество энергии, важно было сохранить энергию, чтобы ее можно было использовать при отключении генерации или когда есть потребность в питании автономных устройств, которые не могут быть привязаны к источнику питания от сети.Здесь следует отметить, что в батареях можно хранить только постоянный ток, а переменный ток - нельзя.

Батарейные элементы обычно состоят из трех основных компонентов;

1. Анод (отрицательный электрод)
2. Катод (положительный электрод)
3. Электролиты

Анод - это отрицательный электрод, который производит электроны во внешнюю цепь, к которой подключен аккумулятор. Когда батареи подключены, на аноде начинается накопление электронов, что вызывает разность потенциалов между двумя электродами.Затем электроны естественным образом пытаются перераспределиться, этому препятствует электролит, поэтому, когда электрическая цепь подключена, она обеспечивает свободный путь для движения электронов от анода к катоду, тем самым запитывая цепь, к которой он подключен. Изменяя компоновку и материал, используемый для изготовления анода, катода и электролита, мы можем достичь многих различных типов химического состава батарей, что позволяет нам разрабатывать различные типы аккумуляторных элементов. В этой статье мы расскажем о различных типах батарей и их использовании , так что давайте начнем.

Типы аккумуляторов

Батареи обычно можно разделить на разные категории и типы, в зависимости от химического состава, размера, форм-фактора и вариантов использования, но под всеми из них можно выделить два основных типа батарей;

1. Первичные батареи
2. Вторичные батареи

Давайте посмотрим глубже, чтобы понять основные различия между первичной ячейкой и вторичной ячейкой.

1.Первичные батареи

Первичные батареи - это батареи, которые нельзя перезарядить. после разряда. Первичные батареи состоят из электрохимических элементов, электрохимическая реакция которых необратима.

Первичные батареи существуют в различных формах , от батарейки типа «таблетка» до батареек типа AA . Они обычно используются в автономных приложениях, где зарядка нецелесообразна или невозможна. Хороший пример этого - устройства военного класса и оборудование с батарейным питанием.Использовать аккумуляторные батареи будет непрактично, так как перезарядка батареи будет последним, о чем будут думать солдаты. Первичные батареи всегда имеют высокую удельную энергию, и системы, в которых они используются, всегда рассчитаны на потребление небольшого количества энергии, чтобы батарея прослужила как можно дольше.

Некоторые другие примеров устройств, использующих первичные батареи, включают ; Стрелки, трекеры животных, наручные часы, пульты дистанционного управления и детские игрушки, и это лишь некоторые из них.

Самым популярным типом первичных батарей являются щелочные батареи . Они обладают высокой удельной энергией, экологически безопасны, экономичны и не протекают даже при полной разрядке. Они могут храниться в течение нескольких лет, имеют хорошие показатели безопасности и могут перевозиться на борту самолета без соблюдения транспортных и других правил ООН. Единственным недостатком щелочных батарей является низкий ток нагрузки, что ограничивает их использование устройствами с низким потреблением тока, такими как пульты дистанционного управления, фонарики и портативные развлекательные устройства.

2. Аккумуляторы вторичные

Вторичные батареи - это батареи с электрохимическими элементами, химические реакции которых можно обратить вспять, подав на батарею определенное напряжение в обратном направлении. Также называемые перезаряжаемыми батареями , вторичные элементы, в отличие от первичных, могут перезаряжаться после того, как энергия на батарее была израсходована.

Они обычно используются в приложениях с высоким энергопотреблением и других сценариях, где будет либо слишком дорого, либо нецелесообразно использовать однозарядные батареи.Вторичные батареи малой емкости используются для питания портативных электронных устройств, таких как мобильные телефоны , и других гаджетов и приборов, в то время как сверхмощные батареи используются для питания различных электромобилей и других приложений с высоким потреблением энергии, таких как выравнивание нагрузки при производстве электроэнергии. Они также используются в качестве автономных источников питания вместе с инверторами для подачи электроэнергии . Хотя первоначальная стоимость приобретения аккумуляторных батарей всегда намного выше, чем у первичных батарей, в долгосрочной перспективе они являются наиболее рентабельными.

Вторичные батареи можно разделить на несколько других типов в зависимости от их химического состава . Это очень важно, потому что химический состав определяет некоторые характеристики батареи, включая ее удельную энергию, срок службы, срок годности и цену, чтобы упомянуть некоторые из них.

Ниже приведены различных типов аккумуляторных батарей , которые обычно используются.

1. Литий-ионный (Li-ion)
2. Никель-кадмий (Ni-Cd)
3. Никель-металлогидрид (Ni-MH)
4. Свинцово-кислотный

1. Никель-кадмиевые батареи

Никель-кадмиевый аккумулятор (никель-кадмиевый аккумулятор или никель-кадмиевый аккумулятор) - это тип аккумуляторной батареи, в которой в качестве электродов используются гидроксид никеля и металлический кадмий. Никель-кадмиевые батареи превосходно поддерживают напряжение и заряд, когда они не используются. Однако батареи NI-Cd легко становятся жертвой ужасного эффекта «памяти», когда частично заряженная батарея перезаряжается, что снижает будущую емкость батареи.

По сравнению с другими типами перезаряжаемых элементов, никель-кадмиевые батареи обеспечивают хороший срок службы и производительность при низких температурах с хорошей емкостью, но их наиболее значительным преимуществом будет их способность обеспечивать полную номинальную емкость при высокой скорости разряда. Они доступны в различных размерах, включая размеры, используемые для щелочных батарей, от AAA до D. Ni-Cd элементы используются по отдельности или собираются в пакетах из двух или более элементов. Маленькие пакеты используются в портативных устройствах, электронике и игрушках, а более крупные - в пусковых батареях самолетов, электромобилях и резервных источниках питания.

Некоторые свойства никель-кадмиевых батарей перечислены ниже.

• Удельная энергия: 40-60 Вт-ч / кг
• Плотность энергии: 50-150 Вт-ч / л
• Удельная мощность: 150 Вт / кг
• Эффективность заряда / разряда: 70-90%
• Саморазряд: 10% / мес.
• Долговечность / срок службы: 2000 циклов

2. Никель-металлогидридные батареи

Металлогидрид никеля (Ni-MH) - еще один химический состав, используемый для аккумуляторных батарей.Химическая реакция на положительном электроде батарей аналогична реакции в никель-кадмиевом элементе (NiCd), при этом оба типа батарей используют один и тот же гидроксид оксида никеля (NiOOH). Однако отрицательные электроды в никель-металлогидриде используют сплав, поглощающий водород, вместо кадмия, который используется в никель-кадмиевых батареях

.

.

Батареи

NiMH находят применение в устройствах с высоким энергопотреблением из-за их большой емкости и плотности энергии.Аккумулятор NiMH может иметь емкость в два-три раза больше, чем аккумулятор NiCd того же размера, а его плотность энергии может приближаться к плотности литий-ионного аккумулятора. В отличие от химии NiCd, батареи на основе химии NiMH не восприимчивы к эффекту «памяти» , который испытывают NiCad.

Ниже приведены некоторые свойства батарей, основанные на химии никель-металлгидрида;

• Удельная энергия: 60-120 ч / кг
• Плотность энергии: 140-300 Втч / л
• Удельная мощность: 250-1000 Вт / кг
• Эффективность заряда / разряда: 66% - 92%
• Скорость саморазряда: 1.3-2,9% / мес при 20 ^o C
• Цикл Долговечность / срок службы: 180-2000

3. Литий-ионные батареи

Литий-ионные батареи

- один из самых популярных типов аккумуляторных батарей. Есть много различных типов литиевых батарей , но среди всех литий-ионных батарей используются наиболее часто. Вы можете найти эти литиевые батареи в различных формах, популярных среди электромобилей и других портативных устройств.Если вам интересно узнать больше об аккумуляторах, используемых в электромобилях, вы можете прочитать эту статью о батареях для электромобилей. Они встречаются в различных портативных устройствах, включая мобильные телефоны, интеллектуальные устройства и некоторые другие аккумуляторные устройства, используемые дома. Они также находят применение в аэрокосмической и военной промышленности из-за их легкости.

Литий-ионные батареи - это тип перезаряжаемых батарей, в которых ионы лития от отрицательного электрода мигрируют к положительному электроду во время разряда и возвращаются обратно к отрицательному электроду, когда батарея заряжается.Литий-ионные батареи используют интеркалированное соединение лития в качестве материала одного электрода, по сравнению с металлическим литием, используемым в неперезаряжаемых литиевых батареях.

Литий-ионные батареи

обычно обладают высокой плотностью энергии, небольшим эффектом памяти или отсутствием его и низким саморазрядом по сравнению с батареями других типов. Их химический состав, производительность и стоимость варьируются в зависимости от сценария использования, например, литий-ионные батареи, используемые в портативных электронных устройствах, обычно основаны на оксиде лития-кобальта (LiCoO ₂ ), который обеспечивает высокую плотность энергии и низкие риски безопасности при повреждении, в то время как Li -ионовые батареи на основе фосфата лития и железа, которые предлагают более низкую плотность энергии, более безопасны из-за меньшей вероятности возникновения неблагоприятных событий, широко используются в электроинструментах и ​​медицинском оборудовании.Литий-ионные батареи предлагают лучшее соотношение производительности и веса, а литиево-серные батареи предлагают самое высокое соотношение.

Некоторые характеристики литий-ионных батарей перечислены ниже;

• Удельная энергия: 100: 265 Вт-ч / кг
• Плотность энергии: 250: 693 Вт-ч / л
• Удельная мощность: 250: 340 Вт / кг
• Процент заряда / разряда: 80-90%
• Цикл Долговечность: 400: 1200 циклов
• Номинальное напряжение ячейки: NMC 3,6 / 3,85 В

4.Свинцово-кислотные батареи

Свинцово-кислотные батареи

- это недорогая и надежная силовая рабочая лошадка, используемая в тяжелых условиях. Обычно они очень большие и из-за своего веса всегда используются в непереносных устройствах, таких как накопление энергии на солнечных батареях, зажигание и освещение транспортных средств, резервное питание и выравнивание нагрузки при производстве / распределении электроэнергии. Свинцово-кислотные аккумуляторы являются старейшим типом аккумуляторных батарей, которые по-прежнему актуальны и важны в современном мире. Свинцово-кислотные батареи имеют очень низкое отношение энергии к объему и энергии к весу, но они имеют относительно большое отношение мощности к весу и, как следствие, при необходимости могут обеспечивать большие импульсные токи.Эти свойства наряду с низкой стоимостью делают эти батареи привлекательными для использования в нескольких сильноточных приложениях, таких как питание стартерных двигателей автомобилей и хранение в резервных источниках питания. Вы также можете ознакомиться со статьей о работе свинцово-кислотных аккумуляторов, если хотите узнать больше о различных типах свинцово-кислотных аккумуляторов, их конструкции и областях применения.

У каждой из этих батарей есть своя область, которая лучше всего подходит, и изображение ниже помогает выбрать между ними.

Выбор подходящего аккумулятора для вашего приложения

Одной из основных проблем, препятствующих технологическим революциям, таким как IoT, является мощность, время автономной работы влияет на успешное развертывание устройств, требующих длительного времени автономной работы, и даже несмотря на то, что для увеличения срока службы аккумулятора принимаются несколько методов управления питанием, совместимый аккумулятор все равно должен быть выбран для достижения желаемого результата.

Ниже приведены некоторые факторы, которые следует учитывать при выборе правильного типа батареи для вашего проекта.

1. Плотность энергии: Плотность энергии - это общее количество энергии, которое может храниться на единицу массы или объема. Это определяет, как долго ваше устройство остается включенным, прежде чем ему потребуется подзарядка.

2. Плотность мощности: Максимальная скорость разряда энергии на единицу массы или объема. Низкое энергопотребление: ноутбук, i-pod. Высокая мощность: электроинструменты.

3. Безопасность : Важно учитывать температуру, при которой устройство, которое вы собираете, будет работать.При высоких температурах некоторые компоненты батареи выходят из строя и могут подвергаться экзотермическим реакциям. Высокие температуры обычно снижают производительность большинства батарей.

4. Срок службы: Стабильность плотности энергии и удельной мощности батареи при многократных циклах (зарядка и разрядка) необходима для длительного срока службы батареи, необходимого для большинства приложений.

5. Стоимость: Стоимость - важная часть любых инженерных решений, которые вы будете принимать.Важно, чтобы стоимость выбранного вами аккумулятора была соизмерима с его производительностью и не приводила к чрезмерному увеличению общей стоимости проекта.

.

Simple English Wikipedia, бесплатная энциклопедия

Схематический символ батареи

Аккумулятор преобразует химическую энергию в электрическую с помощью химической реакции. Обычно химические вещества хранятся внутри батареи. Он используется в цепи для питания других компонентов. Батарея производит электричество постоянного тока (DC) (электричество, которое течет в одном направлении и не переключается взад и вперед).

Использование электричества из розетки в здании дешевле и эффективнее, но аккумулятор может обеспечивать электричеством в районах, где нет распределения электроэнергии.Это также полезно для движущихся вещей, например электромобилей и мобильных телефонов.

Батареи могут быть первичными или вторичными. Первичная цепь выбрасывается, когда она больше не может обеспечивать электричество. Вторичный аккумулятор можно заряжать и использовать повторно.

Батарея может состоять из одной ячейки или нескольких элементов . Каждая ячейка имеет анод, катод и электролит. Электролит - это основной материал внутри батареи. Часто это кислота, к которой прикасаться опасно.Анод реагирует с электролитом с образованием электронов (это отрицательный конец или конец -). Катод реагирует с электролитом и забирает электроны (это положительный конец или + ). ^[1] Электрический ток возникает, когда провод соединяет анод с катодом, а электроны перемещаются от одного конца к другому. (Но аккумулятор может быть поврежден только проводом, соединяющим два конца, поэтому между двумя концами также необходима нагрузка .Нагрузка - это то, что замедляет электроны и обычно делает что-то полезное, например, лампочка в фонарике или электроника в калькуляторе). ^[2]

Батареи, подключенные параллельно - показаны на схеме и на чертеже

Электролит может быть жидким или твердым. Батарея называется аккумулятором с влажным или сухим элементом, в зависимости от типа электролита.

Химические реакции, происходящие в батарее, являются экзотермическими реакциями. Этот тип реакции вызывает тепло.Например, если вы оставите ноутбук включенным на долгое время, а затем коснетесь аккумулятора, он будет теплым или горячим.

Аккумуляторная батарея заряжается путем обращения вспять химической реакции, происходящей внутри батареи. Но перезаряжаемый аккумулятор можно заряжать только определенное количество раз (время зарядки). Даже встроенные батареи нельзя заряжать вечно. Более того, каждый раз, когда батарея заряжается, ее способность удерживать заряд немного снижается. Неперезаряжаемые батареи нельзя заряжать, так как могут вытечь различные вредные вещества, например гидроксид калия.

Элементы могут быть подключены, чтобы сделать батарею большего размера. Соединение плюса одной ячейки с минусом следующей ячейки называется соединением их последовательно . Напряжение каждой батареи складывается. Две батареи по шесть вольт, соединенные последовательно, будут составлять 12 вольт. ^[3]

Соединение плюса одной ячейки с плюсом другого, а минуса с минусом называется соединением их параллельно . Напряжение остается прежним, но ток складывается.Напряжение - это давление, проталкивающее электроны по проводам, оно измеряется в вольтах. Ток - это то, сколько электронов может пройти одновременно, он измеряется в амперах. Комбинация тока и напряжения - это мощность (ватты = вольт x ампер) батареи.

Батареи бывают разных форм, размеров и напряжений.

Элементы AA, AAA, C и D, включая щелочные батареи, имеют стандартные размеры и форму и имеют напряжение около 1,5 В. Напряжение ячейки зависит от используемых химикатов.Электрический заряд, который он может передать, зависит от размера ячейки, а также от химических веществ. Заряд аккумулятора обычно измеряется в ампер-часах. Поскольку напряжение остается неизменным, больший заряд означает, что более крупный элемент может подавать больше ампер или работать в течение более длительного времени.

Первая батарея была изобретена в 1800 году Алессандро Вольта. В наши дни его аккумулятор называют гальваническим. ^[4]

В современных небольших батареях жидкость иммобилизируется в виде пасты, и все это помещается в герметичный корпус.Из-за этого ничего не может вылиться из аккумулятора. В более крупных аккумуляторах, таких как автомобильные, все еще есть жидкость, и они не герметичны. Разновидность батареи, в которой в качестве электролита используются расплавленные соли, была изобретена во время Второй мировой войны.

• Сухие элементы, элементы, не содержащие жидкости (или содержащие иммобилизованную жидкость, например пасту или гель) в качестве электролита
  • Первичная ячейка, ячейки, которые нельзя перезарядить
    • Щелочная батарея, «щелочная», не перезаряжаемая
    • Батарея ртутная, неперезаряжаемая
    • Аккумулятор Leclanche, сверхтяжелый, не перезаряжаемый
    • Литиевая батарея, неперезаряжаемая, «таблетка»
    • Батарея из оксида серебра, неперезаряжаемая, батарейка для часов
    • Вольтаическая свая, первая батарея Аллесандро Вольтаса
  • Вторичный элемент, элементы, которые можно заряжать

• Влажные элементы, элементы, содержащие жидкость в качестве электролита
• Топливный элемент, перезаряжаемый за счет добавления топлива

Топливные элементы и солнечные элементы не являются батареями, потому что они не накапливают энергию внутри себя.

Конденсатор не является батареей, потому что он не накапливает энергию в химической реакции. Конденсатор может накапливать электричество и производить электричество намного быстрее, чем батарея, но обычно он стоит слишком дорого, чтобы сделать его настолько большим, насколько может быть батарея. Ученые и инженеры-химики работают над улучшением конденсаторов и аккумуляторов для электромобилей.

Небольшие электрические генераторы, управляемые руками и ногами, могут обеспечивать питание небольших электрических устройств. Радиоприемники с часовым механизмом, заводные фонари и аналогичные устройства также имеют заводную пружину для хранения механической энергии.

.

Какой тип аккумулятора у автомобильного аккумулятора? У фонарей

вроде бы один тип батареи, а у вашего мобильного телефона - другой. Есть ли аккумулятор того же типа, что и в вашей машине? Наверное, нет, по крайней мере, пока. Подавляющее большинство (почти все) автомобильные аккумуляторы представляют собой свинцово-кислотные аккумуляторы. Аккумулятор OPTIMA REDTOP в этом автомобиле представляет собой свинцово-кислотный аккумулятор AGM SPIRALCELL. Аббревиатура «AGM» означает «абсорбированный стеклянный мат» и также упоминается как «сухая» батарея, в отличие от типичной свинцово-кислотной батареи, которую часто называют «залитой» батареей.

Независимо от того, залит ли автомобильный аккумулятор или он высох, обе обычно свинцово-кислотные батареи с пластинами из свинца, диоксида свинца и электролита внутри полипропиленового корпуса. В батарее AGM электролит абсорбируется в сепараторе из стекломата (отсюда и название AGM). Это позволяет устанавливать батареи AGM в различных положениях, в то время как из затопленной батареи может протечь или пролиться электролит, если ее не держать в вертикальном положении. Есть еще один тип свинцово-кислотных аккумуляторов, известный как «гелевые», но следующий, который я вижу в автомобильном приложении, будет первым.

В некоторых случаях люди могут ошибочно называть свою свинцово-кислотную батарею гелевой батареей или «гелевой батареей», тогда как на самом деле у них есть AGM-батарея. Несмотря на то, что мы знаем, что буква «G» в AGM означает «стекло», многие ошибочно принимают его за гель, что совсем не так. У некоторых автомобилей под капотом будет какая-то разновидность литиевой батареи вместо свинцово-кислотной, но их очень мало. Другие гибридные автомобили, такие как Toyota Prius, будут иметь никель-металлогидридный аккумулятор, но это скорее обсуждение яблок и апельсинов с точки зрения аккумуляторов, поскольку свинцово-кислотные аккумуляторы, используемые в большинстве автомобилей, используются для запуска двигателей, а не для сила мотивации.

.

Преимущества и ограничения различных типов батарей

Нас часто озадачивают объявления о новых батареях, которые, как говорят, предлагают очень высокую плотность энергии, обеспечивают 1000 циклов заряда / разряда и имеют толщину как бумага. Они настоящие? Возможно - но не в одном аккумуляторе. Хотя один тип батарей может быть рассчитан на небольшой размер и длительный срок службы, этот аккумулятор не прослужит долго и изнашивается преждевременно. Другой аккумулятор может быть рассчитан на долгий срок службы, но его размер будет большим и громоздким.Третья батарея может обеспечить все желаемые качества, но цена будет слишком высокой для коммерческого использования.

Производители аккумуляторов хорошо осведомлены о потребностях клиентов и отреагировали, предложив пакеты, которые лучше всего подходят для конкретных приложений. Индустрия мобильных телефонов - пример умной адаптации. Акцент делается на небольшие размеры, высокую удельную энергию и невысокую цену. На втором месте - долголетие.

Надпись NiMH на батарейном блоке не гарантирует автоматически высокую плотность энергии.Призматический никель-металлогидридный аккумулятор для мобильного телефона, например, имеет тонкую форму. Такой пакет обеспечивает плотность энергии около 60 Втч / кг, а количество циклов составляет около 300. Для сравнения, цилиндрический NiMH аккумулятор обеспечивает плотность энергии 80 Втч / кг и выше. Тем не менее, количество циклов этой батареи от умеренного до низкого. Высокопрочные NiMH аккумуляторы, выдерживающие 1000 разрядов, обычно упаковываются в громоздкие цилиндрические элементы. Плотность энергии этих элементов составляет скромные 70 Втч / кг.

Компромиссы существуют и в отношении литиевых батарей.Литий-ионные блоки производятся для оборонных приложений, которые намного превышают плотность энергии коммерческого эквивалента. К сожалению, эти литий-ионные аккумуляторы сверхвысокой емкости считаются небезопасными для населения, а высокая цена делает их недоступными для коммерческого рынка.

В этой статье мы рассмотрим преимущества и ограничения серийного аккумулятора. Так называемые чудо-батареи, которые просто живут в контролируемой среде, исключаются. Мы тщательно изучаем батареи не только с точки зрения плотности энергии, но и с точки зрения долговечности, характеристик нагрузки, требований к техническому обслуживанию, саморазряда и эксплуатационных расходов.Поскольку никель-кадмиевые батареи остаются стандартом, с которым сравнивают другие батареи, мы сравниваем альтернативные химические составы с этим классическим типом батарей.

Никель-кадмий (NiCd) - зрелый и хорошо изученный, но с относительно низкой плотностью энергии. NiCd используется там, где важны долгий срок службы, высокая скорость разряда и экономичная цена. Основные области применения - двусторонняя радиосвязь, биомедицинское оборудование, профессиональные видеокамеры и электроинструменты. NiCd содержит токсичные металлы и не наносит вреда окружающей среде.

Никель-металлогидрид (NiMH) - имеет более высокую плотность энергии по сравнению с NiCd за счет сокращения срока службы. NiMH не содержит токсичных металлов. Приложения включают мобильные телефоны и портативные компьютеры.

Свинцово-кислотный - наиболее экономичный для мощных систем, где вес не имеет значения. Свинцово-кислотная батарея является предпочтительным выбором для больничного оборудования, инвалидных колясок, аварийного освещения и систем ИБП.

Lithium Ion (Li ‑ ion) - самая быстрорастущая аккумуляторная система.Литий-ионный аккумулятор используется там, где важны высокая плотность энергии и легкий вес. Технология хрупкая, и для обеспечения безопасности требуется схема защиты. Приложения включают портативные компьютеры и сотовые телефоны.

Литий-ионный полимер (литий-ионный полимер) - предлагает атрибуты литий-ионного аккумулятора в сверхтонкой геометрии и упрощенной упаковке. Основное применение - мобильные телефоны.

На рисунке 1 сравниваются характеристики шести наиболее часто используемых систем аккумуляторных батарей с точки зрения плотности энергии, срока службы, требований к упражнениям и стоимости.Цифры основаны на средних номиналах имеющихся в продаже батарей на момент публикации.

	никель-кадмиевый	NiMH	Свинцово-кислотный	Литий-ионный	Литий-ионный полимерный	Многоразовые Щелочные
Гравиметрическая плотность энергии (Втч / кг)	45-80	60-120	30-50	110-160	100–130	80 (начальная)
Внутреннее сопротивление (включая периферийные цепи) в мОм	От 100 до 200 1 6 В, упаковка	От 200 до 300 1 6 В, упаковка	<100 1 12В в упаковке	От 150 до 250 1 7.2V упаковка	От 200 до 300 1 Пакет 7,2 В	200 до 2000 1 Упаковка 6 В

.

странных и замечательных батарей - Battery University

Учитывая важность, которую аккумулятор имеет в современной жизни, улучшения происходят медленно по сравнению с достижениями в области микроэлектроники. Давайте не будем указывать пальцем на непринужденных ученых и инженеров, но осознаем возникающую сложность. Пока батарея зависит от электрохимического процесса, ограничения будут действовать. Это низкое хранение энергии, медленная зарядка, короткий срок службы и высокая стоимость ватта.

Каждая система батарей имеет определенные преимущества, но ни одна из них не обеспечивает полностью удовлетворительного решения. В течение многих лет батареи на основе никеля обеспечивали достаточно хорошее обслуживание, но этот химический состав заменяется литий-ионными, предлагающими более высокую удельную энергию (емкость), более низкий саморазряд и отсутствие необходимости в обслуживании. Свинцово-кислотный с его многочисленными бородавками и пятнами по-прежнему занимает прочную позицию и будет продолжать сохранять лидерство в качестве стартерной батареи и батареи глубокого цикла. Никакая другая система не может соответствовать цене и надежности при большой мощности.

Никогда еще не было такой большой активности в исследованиях аккумуляторов, и электромобили являются катализатором этого безумия. Ожидания высоки, и средства массовой информации быстро объявляют о новой батарее, которая обещает долгую работу, хорошую долговечность и экологичность. Действительно, некоторые системы демонстрируют хороший потенциал, но до того, как они станут коммерчески жизнеспособными, еще далеко. Многие бесследно исчезают.

Типичными недостатками новых концепций батарей являются слабая нагрузка и короткий срок службы.Даже лимон можно превратить в батарею. Просто воткните медную монету и гальванизированный гвоздь во внутренности. Мощность мала, и 500 лимонов могут зажечь лампочку фонарика. Также было опробовано использование морской воды в качестве электролита. Море будет производить бесконечный запас электричества, но полученная энергия хороша только для освещения фонарика. Коррозия пластин ограничивает срок службы и делает невозможным использование батареи с морской водой.

Учитывая небывало высокий интерес к разработке аккумуляторов, вполне уместно пересмотреть старые и перспективные системы.Перечисленные ниже химические составы расположены примерно в последовательности развития. Многие старые аккумуляторы пересматриваются, чтобы обеспечить более длительный срок службы, увеличенное время работы и более выгодную цену.

Никель-железо

После изобретения никель-кадмия в 1899 году швед Вальдемар Юнгнер попытался использовать железо вместо кадмия, чтобы сэкономить деньги, но низкая эффективность заряда и выделение газа побудили его отказаться от проекта без получения патента. В 1901 году Томас Эдисон продолжил разработку в качестве альтернативы свинцово-кислотной смеси для электромобилей, заявив о превосходных характеристиках.Он проиграл, когда на смену пришли автомобили с бензиновым двигателем, и был глубоко разочарован, когда автомобильная промышленность выбрала свинцово-кислотную батарею в качестве стартерной батареи.

В никель-железной батарее (NiFe) используется оксидно-гидроксидный катод и железный анод с электролитом из гидроксида калия, чтобы обеспечить номинальное напряжение элемента 1,2 В. NiFe устойчив к перезарядке и чрезмерной разрядке и может работать более 20 лет в режиме ожидания. Устойчивость к вибрации и высоким температурам сделала NiFe батареей предпочтительной для горнодобывающей промышленности в Европе, а во время Второй мировой войны использовалась немецкая летающая бомба Фау-1 и ракеты Фау-2.Другие приложения - железнодорожная сигнализация, вилочные погрузчики и стационарные приложения. NiFe имеет низкую удельную энергию около 50 Вт · ч / кг, плохие низкотемпературные характеристики и высокий саморазряд от 20 до 40 процентов в месяц. Эти недостатки вместе с высокой стоимостью производства побудили промышленность оставаться верной свинцово-кислотной продукции.

Никель-цинк

Никель-цинковые (NiZn) батареи похожи на никель-кадмиевые в том, что в них используется щелочной электролит и никелевый электрод, но они отличаются по напряжению; NiZn обеспечивает 1.6 В / элемент, а не 1,2 В, как у NiCd. Никель-цинк был впервые разработан в 1920-х годах, но он страдал от короткого цикла жизни из-за роста дендритов и короткого замыкания. Улучшение электролита уменьшило эту проблему. Низкая стоимость, высокая выходная мощность и хороший рабочий температурный диапазон делают этот химический состав привлекательным, и NiZn возрождается для коммерческого использования. NiZn заряжается при постоянном токе до 1,9 В на элемент, но не может принимать постоянный заряд. Удельная энергия аналогична другим системам на основе никеля.NiZn рассчитан на 200–300 полных циклов, не содержит тяжелых токсичных материалов и может быть переработан. Батарея также доступна в ячейках AA.

Никель-водородный

Когда в 1967 году начались исследования никель-металлогидрида, проблемы с нестабильностью металлов переместили разработку в сторону никель-водородной батареи (NiH). NiH использует стальной баллон для хранения газообразного водорода под давлением 1,200 фунтов на квадратный дюйм (8,270 кПа). Ячейка включает твердые никелевые электроды, водородные электроды, газовые экраны и электролит, заключенные в сосуд под давлением.

NiH имеет номинальное напряжение элемента 1,25 В и удельную энергию 40–75 Вт · ч / кг. Преимуществами являются долгий срок службы даже при полных циклах разряда, хороший календарный срок службы из-за низкой коррозии, минимальный саморазряд и замечательные температурные характеристики от –28 ° C до 54 ° C (от –20 ° F до 130 ° F). Эти характеристики делают NiH идеальным спутником. Ученые разрабатывают NiH-аккумуляторы для наземного использования и надеются обеспечить рынки для систем хранения энергии и электромобилей. Минусы - низкая удельная энергия и высокая стоимость.Одна ячейка для спутника стоит тысячи долларов.

Цинк-воздух

Цинково-воздушные батареи вырабатывают электроэнергию в процессе окисления цинка и кислорода из воздуха. Ячейка может производить 1,65 В, но 1,4 В и ниже обеспечивает более длительный срок службы. Удаление герметизирующего язычка активирует аккумулятор, обеспечивая приток воздуха, и аккумулятор достигает полного рабочего напряжения в течение пяти секунд. После включения аккумулятор не может быть остановлен. Блокирование воздушного потока путем добавления ленты только замедляет дегенерацию.

Цинково-воздушные батареи имеют сходство с топливным элементом с протонообменной мембраной (PEMFC) за счет использования кислорода в воздухе в качестве топлива для положительного электрода. Воздух может до некоторой степени контролировать скорость реакции. Цинк-воздух считается первичной батареей; однако есть версии с подзарядкой для приложений большой мощности. Перезарядка происходит путем замены израсходованных цинковых электродов, которые могут быть в виде пасты из цинкового электролита. В другом типе воздушно-цинковых батарей используются гранулы цинка.Перезаряжаемые воздушно-цинковые батареи были опробованы на электромобилях и сняты с производства.

При 300–400 Втч / кг воздух цинк имеет высокую удельную энергию, стоимость производства умеренная, но удельная мощность (текущая нагрузка) низкая. В герметичном состоянии саморазряд составляет два процента в год. Цинк-воздух чувствителен к экстремальным температурам и высокой влажности. Загрязнение также влияет на производительность; высокое содержание углекислого газа в окружающей среде снижает производительность за счет увеличения внутреннего сопротивления. Типичное применение - слуховые аппараты и лампы безопасности на строительных площадках.

Серебро-цинк

Серебряно-цинковая батарея служила важным источником питания в оборонной, аэрокосмической, высокотехнологичной телекамерах и другом профессиональном оборудовании, которое требовало длительного времени работы. Высокая стоимость, короткий срок службы и появление литий-ионных аккумуляторов привели к тому, что серебро потеряло популярность.

Быстрая деградация цинкового электрода и сепаратора была основной причиной отказа первоначальной конструкции. Во время цикла нарастание дендритов цинка пробило сепаратор и вызвало короткое замыкание.Кроме того, сепаратор разложился сам по себе, находясь в электролите гидроксида калия. Это ограничивает срок хранения примерно до двух лет. Улучшения в цинковом электроде и сепараторе обещают более длительный срок службы и на 40 процентов более высокую удельную энергию, чем у литий-ионных аккумуляторов. Серебро-цинк безопасно, не содержит токсичных металлов и может быть переработано, но использование серебра делает аккумулятор дорогим в производстве.

Натрий-сера

Натриевые батареи, также известные как расплавленная соль или тепловая батарея , бывают первичной и вторичной версий.В аккумуляторе в качестве электролита используются расплавленные соли, и он работает при температуре 400–700 ° C (752–1292 ° F). Новые конструкции работают при более низкой температуре 245–350 ° C (473–662 ° F).

Задуманный немцами во время Второй мировой войны и используемый в их ракетах Фау-2, электролит расплавленных солевых батарей неактивен в холодном состоянии и может храниться более 50 лет. После активации с помощью источника тепла аккумулятор может обеспечить всплеск высокой мощности в течение доли секунды или подавать энергию в течение нескольких часов.Высокая мощность становится возможной благодаря хорошей ионной проводимости солевого расплава. Первичные натриевые батареи почти исключительно используются в вооруженных силах в качестве «одноразового» средства поражения управляемых ракет; однако интерес кроется в версии с аккумулятором.

Современные натриево-серные аккумуляторные батареи известны как натрий-никель-хлоридные батареи или ZEBRA, названные так после проекта Zeolite Battery Research Africa . Батарея имеет номинальное напряжение элемента 2,58 В и удельную энергию 90–120 Втч / кг, что сопоставимо с литий-марганцевым и литий-фосфатным.Срок службы около восьми лет и 3000 циклов. Он может быть быстро заряжен, не токсичен, а сырье в изобилии и по невысокой цене. Батареи ZEBRA бывают больших размеров от 10 кВт / ч и выше. Типичные области применения - вилочные погрузчики, железные дороги, корабли, подводные лодки и электромобили, которые постоянно используются, например, такси и автофургоны. Растущий рынок натриевых батарей - это выравнивание нагрузки, также известное как сетевое хранилище.

Батарею ZEBRA необходимо нагреть до 270–350 ° C (518–662 ° F). Даже со специальной изоляцией нагревание потребляет 14 процентов энергии батареи в день, что эквивалентно 18 процентам саморазряда.Батарея ZEBRA должна быть заряжена или использоваться. Для остывания требуется 3–4 дня; для повторного нагрева требуется около двух дней в зависимости от SoC на ti

.

---

Смотрите также

• 
  Цементно стружечная плита размеры листа
• 
  Узнать границы земельного участка по кадастровому номеру
• 
  Расчет кубатуры доски
• 
  Стройматериалы для дома
• 
  Границы застройки земельного участка
• 
  Устройство пола в помывочной бани
• 
  Хоз постройка на земельном участке
• 
  Распашные двери межкомнатные размеры проема
• 
  Задвигающиеся в стену двери
• 
  Органические удобрения это
• 
  Удобрения на осень