ABLOY-FIRE.RU - Надежная автоматика для противопожарных дверей

Abloy
Главная
Продукция
Решения для одностворчатых дверей
Решения для двустворчатых дверей
Где купить


Новости

21.05.07 - Итоги семинара "Системы автоматического закрывания противопожарных дверей Abloy"

10.05.07 - Первый в России семинар: "Системы автоматического закрывания противопожарных дверей Abloy"

30.04.07 - Открыт новый сайт "Надежная автоматика для противопожарных дверей Abloy"

Какие батареи лучше греют


Какие радиаторы лучше греют, какая реальная теплоотдача

Радиаторы в домашних условиях не дают той мощности, которая прописана в документации. Чтобы узнать реальную теплоотдачу от радиатора нужен небольшой расчет. Данные о мощности на прилавках скорее рекламируют изделие, чем информируют нас. Мы же можем рассчитывать на более скромную теплоотдачу, рассмотрим, как определить реальную мощность разных радиаторов.

 

Что означает мощность радиаторов указанная в документации

Мощность радиатора будет напрямую зависеть от их температуры. Чем она больше, и чем холоднее в комнате, тем больше тепла будет отдаваться.  Но сколько в действительности?

Открыв паспорт, прилагаемый к радиатору, можно узнать, что одна секция радиатора обладает тепловой мощностью, например, 180 Вт. Но при маленькой оговорочке, — при «Δt = 50 град».
Что это?

Обозначение в документации Δt, или dt, или DT, или «Разница Температур», —  это разница между средней температурой радиатора и температурой воздуха в комнате. Например, 60 град, минус 20 град – получаем  Δt равную 40 град.

Производители указывают мощность своих радиаторов обычно при для  Δt равной 50 град. Но может ли такая разность температур  быть в реальности?

 

Какие реальные температуры отопления и воздуха

Что такое средняя температура радиатора?
Это среднее значение температур подачи и обратки.  Например, — подача 70 град, обратка 50 град. Тогда в среднем в радиаторах +60 град.

Котлы имеют ограничение нагрева +80 градусов. Но их на  максимум обычно никто не выкручивает и ограничиваются температурой подачи +70 град, чтобы не обжигаться о радиаторы, по крайней мере. Тогда реальная средняя температура в радиаторах окажется +60 град С.

Прохладный воздух в комнате +20 град обычно не устраивает жильцов,они стараются разогреть до +25- +27 град. В дальнейшем для расчетов примем скромные +23 град.

Таким образом, реальная Δt оказывается: 60 – 23 = 37 град.

 

Вычисление реальной мощности и количества радиаторов

Δt = 37 град – разница температур при «обычной» работе домашнего котла, и когда «не слишком то тепло» в доме.
Какая же будет мощность радиаторов при этом?
Оказывается, что в 1,5 раза меньше от заявленной мощности при Δt 50 градусов.

Для вычисления реальной теплоотдачи пользуются поправочными коэффициентами, чтобы не вдаваться сложные расчеты.
Если паспротная мощность указана при «Δt = 50 град», то метод вычилсения количества секций следующий.

  • Определяется количество секций по паспортной мощности радиатора.
  • Полученное значение умножается на  1,5.

Например, в комнату 10 кв. м с теплопотерями 1 кВт, нам нужно по расчету 6 секций с паспортной мощностью 180 Вт (указанной при Δt = 50 град). Тогда в реальности требуется установить, чтобы не перегревать котел, 6х1,5= 10 секций.

Но производители иногда указывают мощности и при условии «Δt = 70 град» (подача 100, обратка 80, комната 20). При Δt 70 лучше воспользоваться поправочными коэффициентами к указанной производителями мощности. Они зависят от реальной Δt.

Приведены реальная Δt в градусах, затем поправочный коэффициент.

40 – 0,48
42 – 0,51
45 – 0,56
47 – 0,60
50 – 0,65
55 – 0,73
60 – 0,82
65 – 0,91
70 – 1,0
75 – 1,09

Так, при реальной Δt 40 (63 — 23, например), нам нужно заявленную мощность умножить на 0,48, например, 210х0,48, получаем 100 Вт реальной теплоотдачи на одну секцию и отсюда вычисляем нужное количество секций.

 

Какая тепловая мощность у чугунных и стальных радиаторов

Мощность радиатора зависит не только от температур теплоносителя и воздуха в комнате, но и еще от двух параметров:

  • Площади поверхности радиатора (площадь теплоомбена).
  • Теплопроводности материла радиатора, — от того с какой скоростью передается тепло от теплоносителя к воздуху. Напомним, что у алюминия это значение примерно 170 Вт/м*К,  а у стали и чугуна около 70 — 90 Вт/м*К

Следовательно:

  • У алюминиевых и биметаллических радиаторов ощутимой разницы по площади оребрения, и в материале нет, их принято считать одинаковыми по теплоотдаче, если размеры сходные.
  • Для чугунного радиатора с такими же габаритами, как и у алюминьки, мощность будет на 20% меньше. Сказывается заниженная площадь теплообмена и материал. Поэтому, если нет паспортных данных на чугун, можно посчитать по аналогии с алюминием и умножить на 0,8.
  • Для стальных панельных, при одинаковых высоте и ширине с алюминиевым радиатором, но при глубине в 1,5 раза больше (тип 30), мощность будет примерно такой же, может чуть меньше. Большей глубиной у цельных панелей добирается недостающая им площадь теплообмена.

В целом же можно сказать, что все радиаторы «греют неплохо» и мощность не является решающей характеристикой при выборе…

Выводы

  • При проектировании расстановки радиаторов важно правильно посчитать их реальную теплоотдачу в условиях своего дома. Нужно определиться с приемлемыми температурами теплоносителя и воздуха. Чаще принимается +70 град подача и +25 в доме. Отсюда все остальные расчеты.
  • Оптимальным выбором для домов и квартир остаются алюминиевые радиаторы, но качественно сделанные, с хромовым покрытием внутри. Приборы дешевле биметалла на 20%,  удовлетворяют всем потребностям домашней сети отопления, имеют наибольшую удельную мощность с линейного размера, хоть это и не критически важно.
  • Для современных систем отопления важной характеристикой остается и тепловая инертность отопительного прибора. Чем она меньше, тем меньше температурные колебания воздуха в комнатах при обычном режиме котла «нагрел-остановился». Чугунные радиаторы в этом плане проигрывают — долго разогреваются и долго же остывают, утягивая за кривой своей тепловой инертности и наш комфорт в колебания…

 

рейтинг топ-10 по версии КП

Первая особенность этого лучшего радиатора отопления, которой пренебрегают другие производители — это удобная упаковка. Удобна он в том плане, что ее можно оставить на время монтажа. Отличный лайфхак на случай, если у вас в квартире ремонт, и вы не хотите затем оттирать батарею. Радиатор подключается снизу сбоку, что позволяет скрыть трубы. Прибор сделать по фирменной энергосберегающей технологии, которую производитель обозначает как X2. Здесь два ряда дополнительных ребер и две основных греющих панели. Одна из них смотрит прямо в комнату, благодаря чему повышается теплоотдача прямо в помещение. Судя по отзывам покупателей, радиатор быстро нагревается после установки. Верхняя и боковые комплектные планки можно снять, чтобы, например, протереть прибор. Подойдет для одно- и двухтрубных систем. Ручной кран Маевского встроен, но можно докупить автоматический. Обратите внимание, что внутренняя резьба здесь 1/2", а не более распространенная 3/4".

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

Какие радиаторы отопления лучше выбрать для квартиры с центральной системой отопления

Делая ремонт в квартире, зачастую мы задумываемся и о замене старых батарей, отслуживших свой срок. Пора поставить вместо них более современные и эффективные приборы, которые появились на рынке. Но тут возникает вопрос - какие радиаторы отопления лучше для квартиры? Ведь кто-то хвалит алюминиевые батареи, кто-то – стальные. Одни соседи не нарадуются новомодным биметаллическим радиаторам, а другие купили себе новые чугунные и тоже довольны. А давайте проведем сравнение этих наиболее популярных отопительных приборов, учитывая некоторые нюансы централизованного отопления.

Подборка товаров осуществлена на основе отзывов, мнений и оценок пользователей, размещенных на различных ресурсах в сети интернет. Вся информация взята из открытых источников. Мы не сотрудничаем с производителями и торговыми марками и не призываем к покупке тех или иных изделий. Статья носит информационный характер.

Какие угрозы таит в себе централизованное отопление

С одной стороны, подача тепла извне удобнее автономного отопления – не надо возиться с установкой котла и его настройкой. Придет осень, и горячая водичка весело побежит по вашим батареям, согревая квартиру.

Но не все так гладко в системе централизованного отопления:

  • В воде, прошедшей долгий путь, содержится немало химически активных примесей, способных вызвать коррозию труб и радиаторов.
  • А еще мелкие частички шлама, неизбежно попадающие в теплоноситель, царапают батареи изнутри, через несколько лет протирая их до дыр.
  • И температура воды не всегда бывает стабильной – то батареи имеют комнатную температуру, а то до них и дотронуться невозможно.
  • А самая главная опасность – это внезапный огромный скачок давления в системе отопления, так называемый гидроудар. Он бывает, к примеру, по той причине, что слесарь слишком резко закрыл кран насосной станции.

Раньше там использовали вентили, имеющие плавный ход, а с появлением шаровых кранов появилась возможность перекрывать воду мгновенно. Бывает гидроудар и тогда, когда лишний воздух в трубы попадает. Секундный скачок давления бед наделать способен много. Слабые батареи не выдерживают огромного давления и лопаются, брызнув кипятком, испортив предметы обстановки и нанеся урон соседям снизу.

Читайте также:

По каким параметрам выбирать радиаторы для квартиры

Теперь, зная слабые места центрального отопления, можно уже представить себе, каким требованиям должны отвечать хорошие батареи. Перечислим их.

1. У радиаторов давление, заявленное производителем, должно превышать давление (как рабочее, так и превышающее его в полтора раза - испытательное) в отопительной системе. Для примера приведем цифры. В пятиэтажных домах старой планировки этот параметр не больше 5 – 8 атмосфер. Многоэтажные здания современного типа отапливаются под давлением до 12 – 15 атмосфер.

2. Отдельно отметим возможность противостоять гидроудару. Потому что, живя в квартире, от скачков давления в отоплении уберечься сложно, лучше предупредить неприятность заранее. Кстати – если вы часто слышите в батареях гудение и щелчки, обратитесь в коммунальную службу. Давление, видать, «пошаливает» в системе.

3. Качество воды в отечественной системе отопления неважное, поэтому батареи должны с честью выдержать ее «химическую атаку», не разрушаясь. Нужно использовать радиаторы со специальным покрытием изнутри или химически нейтральный материал для стенок. А толщина их обязана быть такой, чтобы частички песка и мелкие камешки ее не протерли, действуя подобно наждаку.

4. Решая, какие радиаторы лучше для квартиры, не будем забывать об основной их функции – греть. То есть предпочтительнее выбирать приборы, у которых отдача тепла больше.

5. Не обойдем вниманием и дизайн радиаторов – мало кого устроят страшненькие чугунные монстры убогой формы, которые в советские времена стояли повсюду. Хочется, чтобы батареи гармонически дополняли убранство комнат – сегодня это вполне реально.

6. Последний параметр – это продолжительность службы. Тут уже комментарии излишни. Чем реже придется возиться с установкой этих громоздких и довольно дорогих приборов, тем выгоднее хозяевам.

Проверяем, какие радиаторы годятся для квартирного отопления

Радиаторы из стали – пали, атакованные большим давлением

Стальные радиаторы отличает небольшой вес и толщина. Хорошая отдача тепла и маленький объем воды делают их экономичными и эффективными. Да и стоят они недорого. Но по давлению они «подкачали» - всего 6-8 атмосфер выдерживают. Не годятся они для квартир, и точка.


Панельный стальной радиатор.


Трубчатый стальной радиатор. Они имеют большое разнообразие и отличаются как по конструкции так и по цвету.

Алюминиевые радиаторы – съедаются коррозией, лопаются от гидроударов

Эти радиаторы имеют хороший внешний вид и обладают отличной теплопередачей. Впрочем, подождите, обитатели квартир – радоваться рановато. Горячая вода с химическими примесями и большой кислотностью быстро «скушает» алюминиевые радиаторы изнутри. Ведь алюминий слишком активный метал. Да и с большим давлением он не справляется. Средние показатели рабочего давления – до 16 атмосфер. А гидроудар способен погубить даже совсем новенький радиатор из алюминия.


Алюминиевые радиаторы имеют очень привлекательный внешний вид и могут отдавать тепло как просто нагревом воздуха так и конвекцией, но абсолютно не подходят для квартиры.

Биметаллические радиаторы – всем хороши, только дороги

Это одна из самых новых разработок отопительных приборов. Такие радиаторы называют биметаллическими – ведь в них два металла. Это могут быть, в частности, алюминий и сталь, или же алюминий и медь. Из алюминиевого сплава сделан ребристый фигурный корпус, а внутри находится сердечник из стали или меди.


Устройство биметаллического радиатора отопления.

Изготовители гарантируют, что проработают такие батареи не меньше сорока лет. Для квартиры они подходят по всем показателям, в чем вы можете убедиться.

  • Температуру они выдерживают даже до 130 градусов.
  • Рабочее давление у них заявлено до 30 - 50 атмосфер, в зависимости от производителя и модели. С ними можно перестать бояться гидроударов.
  • Антикоррозийная наружная и внутренняя грунтовка делает батареи долговечными и стойкими к разрушению.
  • Малый вес делает монтаж, переноску и транспортировку подобных батарей необременительными.
  • Внешний вид их приятно ласкает взор – красивые белые или цветные панели намного эстетичнее привычной формы чугунной «гармошки».

Увы – стоимость этих радиаторов достаточно высока. А если вам предлагают что-либо подобное по демократичной цене – не верьте. Подделку подсунут. Если уж покупать, то изделия проверенных брендов – российской фирмы Rifar, итальянских – Sira или Global. Есть и китайские неплохие производители. У них, как и у российских, цена несколько ниже, чем у радиаторов родом из Европы.

Читайте также:

Старый добрый чугун – обретает вторую жизнь

Лет пятьдесят, не меньше, отмерено жить такому радиатору. Напрасно утверждают некоторые производители новинок, что давно пора забыть об этом «старье». Долго думая, какие радиаторы отопления выбрать для квартиры, многие останавливаются именно на чугунных батареях. Уж они-то не «выкинут фокусов» при контакте с грязной отечественной водой в системе отопления. Химически пассивен этот металл, и не боится он ни высокой кислотности, ни наличия химических добавок в теплоносителе. А толстые стенки никакой абразив не повредит. Так что и чугун для квартиры (особенно в старом доме) очень даже неплох.


Чугунный радиатор отопления МС-140.

  • Радиаторы из чугуна отличаются тем, что очень долго держат тепло – остаточное число его сохранения 30 процентов. А у всех других видов батарей этот показатель вдвое меньше
  • Отдача тепла за счет лучевого способа обогрева гораздо эффективнее, чем при использовании конвекции (как в биметаллических и алюминиевых изделиях. Чугунные радиаторы греют не только воздух, но и близко находящиеся предметы.
  • При сливании воды из системы в летний период чугунные радиаторы не подвергаются сильной коррозии – это существенный плюс.
  • Большая площадь теплоотдачи – еще один плюс.
  • Перепады давления, которыми грешит центральное отопление, чугун обычно переносит неплохо. До девяти – двенадцати атмосфер может доходить рабочее давление. Вот только не всегда он выдерживает гидроудары большой мощности – подводит хрупкость этого металла.
  • Стоимость этих приборов, как правило, ниже, чем биметаллических радиаторов. Иногда это – определяющий фактор.

Тяжеловаты эти радиаторы, конечно, что доставляет некоторые неудобства при их монтаже. Ну да, чугун априори легким быть не может. Но ведь этот вес оборачивается большой толщиной стенок, дающей радиаторам нужную прочность. Поставив один раз чугунные радиаторы (причем заниматься этим будут специально обученные люди – сантехники), можно на много лет забыть об их замене.

Внешний вид чугунных радиаторов сегодня уже не такой убогий, как во времена СССР. Появились весьма привлекательные внешне батареи фигурного литья, исполненные в стиле «ретро», которые очень хорошо гармонируют с изысканными помещениями. Например, можно упомянуть продукцию фирм Roca и Konner.

Правда, стоимость таких чудо-батарей достаточно высока. Более бюджетными являются украинские, российские и белорусские модели, многие из которых перед использованием надо красить. Но и они выглядят вполне достойно, их дизайн вписывается в интерьеры современных квартир.

Читайте также:

Как определиться с видом радиатора

Теперь наверняка вам проще решить, какой радиатор выбрать в квартиру – ведь из четырех рассмотренных вариантов осталось только два. Как выяснилось, ни стальные, ни алюминиевые радиаторы испытания ни агрессивным отечественным теплоносителем, ни перепадами давления, не выдержат. Итак, остаются биметаллические и чугунные приборы. Что именно купить, смотрите по своему бюджету, а также по характеристикам конкретных моделей. Впрочем, и тут можно дать пару советов.

  • В старых домах (например, «хрущевках») вполне можно поставить чугунные изделия. Если же вы живете в многоэтажке, где давление отопительной системы выше, то лучше всё же взять биметаллические радиаторы.
  • Если предшественники ваших будущих новых батарей сделаны из чугуна, то можно остановить выбор на любом из двух вариантов. И биметалл, и чугун подойдут. Если же вы собираетесь заменить батареи, сделанные из другого металла, то меняйте их только на биметаллические.

Royal Thermo BiLiner

Биметаллические радиаторы этой серии выпускаются в трех вариантах цветового оформления:

  • белые;
  • серебристые;
  • черно-графитовые.

Окрашивание производится в 7 стадий по технологии TECNOFIRMA. Радиаторы имеют совершенную аэродинамическую форму, отдаленно напоминающую часть крыла самолета. Модель выпускается с четным числом секций при максимальном их количестве 12 шт.

Характеристики отдельной секции:

  • масса 1,85 кг;
  • высота 574 мм;
  • ширина 80 мм;
  • глубина 87 мм;
  • рабочее давление 30 атмосфер;
  • теплоотдача при разности температур 70о С не менее 171 Вт. 

Особенности конструкции:

  1. Усовершенствованный стальной коллектор.
  2. Развитая поверхность теплообмена.
  3. Увеличенный на 5% КПД в сравнении с моделями аналогичного класса.
  4. Уникальное наружное покрытие с повышенной устойчивостью к различным видам механического и химического воздействия.

При сборке используются высокопрочные стальные ниппели и графитовые прокладки. Специальные гайки-переходники позволяют подключать радиатор к трубопроводам диаметром ½ или ¾ дюйма. Продукция сертифицирована на соответствие отечественным и международным стандартам качества. Производитель предоставляет 25-летнюю гарантию.

 

Global STILE PLUS

Секционные биметаллические радиаторы из италии Global STILE PLUS представлены линейкой из 22 моделей. Они имеют в своем составе от 3 до 14 секций и способны давать от 420 до 2590 Вт тепловой энергии. Изделия выпускаются в двух модификациях с расстоянием между осями 350 и 500 мм. Предусмотрен боковой вариант подключения. Для подсоединения трубопроводов применяется резьба на 1 дюйм.

Характеристики отдельной секции:

  • высота 425 или 575 мм;
  • глубина 95 мм;
  • длина одной секции 80 мм;
  • рабочее давление до 35 бар.

Особенности конструкции:

  1. Развитая наружная поверхность, улучшающая процесс теплопередачи.
  2. Детали изготовлены методом литья под высоким давлением.
  3. Секции соединяются стальными ниппелями диаметром 1”.
  4. Конструкция исключает контакт алюминиевого сплава с теплоносителем, что снижает требования к показателю кислотности среды.
  5. Все поверхности обработаны защитным фторо-циркониевым слоем.

Все изделия окрашены износостойкой эпоксидной эмалью белого цвета и выглядят респектабельно. Радиаторы соответствуют требованиям отечественных стандартов и сертифицированы для применения на территории России.

 

Sira RS

Секционные биметаллические радиаторы итальянской фирмы Sira RS отличаются высокой механической прочностью и превосходными теплотехническими показателями. Они устойчивы к воздействию агрессивных соединений и стабильно работают в условиях больших перепадов температуры. Производитель выпускает модели с межосевым расстоянием 300, 500, 600, 700 и 800 мм. В собранной батарее может быть от 3 до 14 секций. Предусмотрен боковой вариант подключения.

Характеристики отдельной секции:

  • высота от 372 до 872 мм;
  • ширина одной секции 80 мм;
  • глубина 95 мм;
  • рабочее давление 40 атмосфер;
  • тепловая мощность от 435 до 3945 Вт.

Конструктивные особенности:

  1. Элегантная форма без острых углов, создающая оптимальные условия для конвекционного теплообмена.
  2. Особые марки применяемых алюминиевых сплавов и стали позволяющее эксплуатацию изделий в системах с низким качеством циркулирующей воды.
  3. Долговечные прокладки из термостойкой резины типа «O-Ring», гарантирующие герметичность конструкции даже при гидравлических ударах и повышенном давлении.

Для сборки и подключения трубопроводов имеются отверстия с резьбой 1”. Наружное окрашивание выполнено с применением стойкой эмали белого цвета. Радиаторы этой марки сертифицированы по российским стандартам.

 

Rifar Monolit

Отечественные биметаллические радиаторы Rifar Monolit представлены линейкой из 22 моделей. Они специально разработаны для эксплуатации в суровых условиях. Все их элементы стабильно работают при температурах до 135о С и выдерживают резкие перепады давления.

Изделия имеют характерную рельефную поверхность и привлекательный внешний вид. Производитель предлагает два варианта исполнения с расстоянием между коллекторами 350 и 500 мм. Тип подключения боковой. Диаметр резьбы ¾ дюйма. В батарее может быть от 4 до 14 секций.

Характеристики отдельной секции:

  • высота 415 или 577 мм;
  • ширина одной секции 80 мм;
  • глубина 100 мм;
  • рабочее давление 40 атмосфер;
  • тепловая мощность от 536 до 2744 Вт.

Конструктивные особенности:

  1. Использование устойчивой к коррозии стали позволило уменьшить толщину стенки, что повысило эффективность теплообмена.
  2. При сборке секций производитель отказался от применения прокладок. Используемая уникальная технология внутренней сварки гарантирует высокую прочность соединений и отсутствие протечек.

Все модели окрашиваются износостойкой эмалью в белый цвет. Продукция сертифицирована. Гарантия изготовителя 25 лет.

 

Лучшие чугунные радиаторы для квартиры

KONNER Modem

Чугунные радиаторы серии Modem от отечественной компании KONNER производятся в Китае, но максимально адаптированы к российским условиям эксплуатации. Они характеризуются удобством монтажа, повышенной надежностью, современным дизайном, высокой теплоотдачей и длительным сроком службы. Материал прочен и не поддается коррозии. Батареи имеют два варианта исполнения с межосевым расстоянием 300 и 500 мм.

 

Характеристики отдельной секции:

  • масса 3,11 или 4,14 кг;
  • высота 400 или 600 мм;
  • ширина 62 или 60 мм;
  • глубина 92 или 96 мм;
  • рабочее давление 12 атмосфер;
  • теплоотдача 80 или 128 Вт.

Конструктивные особенности:

  1. Основные детали радиаторов производятся методом литья из высококачественного чугуна.
  2. Секции Modem 500 имеют центральную перемычку для увеличения общей прочности конструкции.

Заводские изделия состоят из 4, 7, 10 или 12 секций. Применяется боковой тип подключения. Радиаторы этой марки выпускаются в соответствии с ГОСТ 31311-2005 и международным стандартом качества ISO 9001. Гарантия производителя 15 лет.

 

МС-140

Чугунные радиаторы МС-140 выпускаются в Минске. Их конструкция проверена временем и отлично подходит для эксплуатации в системах с низким качеством водоподготовки и вероятностью резких перепадов температур и давления. Материал устойчив к воздействию коррозии и имеет длительный срок службы. Производитель поставляет изделия с расстоянием между осями подводящих теплоноситель трубопроводов 500 мм.

Характеристики отдельной секции:

  • масса 7,12 кг;
  • высота 588 мм;
  • ширина 108 мм;
  • глубина 140 мм;
  • рабочее давление 9 атмосфер;
  • теплоотдача 160 Вт.

Конструктивные особенности:

  1. Классическая форма.
  2. Большое проходное сечение создает минимальное гидравлическое сопротивление. Это дает возможность использовать радиаторы в системах без принудительной циркуляции теплоносителя.
  3. Батареи комплектуются двумя глухими и двумя проходными пробками с отверстием под трубное соединение ¾ дюйма.

Стандартные батареи состоят из 4 или 7 секций. Их можно эксплуатировать при температуре до 130о С. Время жизни таких радиаторов превышает 50 лет.

 

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

Какие радиаторы отопления лучше: критерии выбора

Несмотря на огромное разнообразие отопительных радиаторов, в целом их можно классифицировать на несколько типов и видов. Они различаются по материалу изготовления; мощности; теплопотерям и теплоотдаче; размеру и весу; конструктивным особенностям. Невозможно однозначно определить, какие радиаторы отопления лучше. Гораздо важнее то, насколько та или иная батарея соответствует вашим потребностям, отопительной системе, в которую она будет встроена, и особенностям вашего жилища.

Главные отличительные особенности радиаторов, от которых зависят их свойства –  материал, из которого они изготовлены, и их конструкция. Радиаторы бывают чугунные, медные, алюминиевые, стальные, биметаллические, а по конструкции – секционные и панельные. Отличаются они и дизайном (ретро, модерн и другие).

Чугунные радиаторы линейки «ретро»

Чугунные радиаторы

Эти радиаторы прочны, устойчивы к коррозии. Они массивны, вмещают большой объем теплоносителя и выдерживают высокое давление в теплосети. Поэтому именно их часто выбирают для квартиры в городской многоэтажке.

У чугуна большая тепловая инерция: чугунная батарея долго нагревается и остывает. Поэтому их не устанавливают в помещениях, где нужно оперативно регулировать температуру воздуха. Однако батарея из чугуна будет «на своем месте» в системе отопления на твердотопливном котле в загородном доме: она держит тепло в интервалах между загрузками топлива в котёл.

Алюминиевые и медные радиаторы

Алюминиевые батареи  нагреваются и остывают быстрее, чем чугунные. Алюминий чувствителен к качеству теплоносителя в трубах, а именно – к ее кислотности (рН < 7-8). Это нужно учитывать, выбирая батареи для частного дома,  где в отопительной системе используют воду из местных источников. Не любят эти радиаторы и резких скачков давления и температуры, которые случаются в городских системах отопления.

Медный конвектор

Отопительные батареи из меди – это самый дорогой и качественный вид радиаторов отопления. Если вы не стеснены в средствах, не задумывайтесь над вопросом «какой радиатор лучше – алюминиевый или медный». Разумеется, медный! Медь обладает высокой теплопроводностью, не боится коррозии и выдерживает высокое давление в системе.

Биметаллические радиаторы

Биметаллические батареи изготавливают из стали   в сочетании с одним из цветных металлов – алюминием или медью. Благодаря стальным или медным трубам внутри секций они выдерживают давление более  25 атмосфер. Поэтому, наравне с чугунными, они отлично подходят для центрального отопления в городских квартирах. Более того – чем выше давление в трубах, тем лучше будут греть эти батареи!

Устройство биметаллического радиатора

Их секции вмещают небольшой объем воды, и эффективно прогревать помещение они могут только за счет быстрой циркуляции воды в трубах. Как и чугунные (в отличие от алюминиевых), эти радиаторы нетребовательны к качеству теплоносителя. Медно-стальные радиаторы гораздо дороже алюминиево-стальных.

Стальные радиаторы

Радиаторы из стали бывают панельные, секционные, трубчатые и так называемые конвекторы.  Сегодня их часто устанавливают в коттеджах и загородных домах. У них неплохая теплоотдача (меньше, чем у алюминиевых, но больше, чем у чугунных), они достаточно быстро нагреваются и остывают.

Однако они рассчитаны на невысокое давление (максимум 12-13 атм.) и боятся гидравлических ударов, которые возникают при осеннем заполнении системы водой. Помните об этом, решая какой радиатор выбрать для жилища в многоэтажном доме. Давление в системе отопления от ТЭЦ доходит до 25 атм.

Один из видов стальных радиаторов –  конвекторы. Они представляют собой «гармошки» из стальных пластин, нанизанных на стальные трубы. В отличие от прочих видом стальных батарей, конвекторы не боятся гидроударов и высокого давления.

Стальной трубчатый радиатор

Какой радиатор вам нужен?

Исходя из сказанного выше, решая какую батарею отопления выбрать, прежде всего нужно учитывать их главные параметры. Это выдерживаемое ими рабочее давление; теплоотдача; чистота теплоносителя (воды) и его температура. От них будет зависеть, подойдет ли радиатор для вашего жилища.

Условия эксплутации отопительного прибора в частном доме с автономным отоплением и в квартире с отоплением от ТЭЦ сильно различаются. Таким образом,  речь идет не столько о том, какой радиатор отопления лучше, сколько о том, какой из них в наибольшей степени подойдёт для вашего дома. Как следует из обзора, некоторые батареи достаточно универсальны, другие предпочтительнее для многоэтажных домов, третьи – для загородного коттеджа.

Каждому – своё!

Таким образом, для городского жилища с высоким давлением и не очень «чистым» теплоносителем лучше покупать биметаллические, чугунные или медные батареи (из стальных для применения в системах от ТЭЦ пригодны только конвекторы). Для автономных отопительных систем загородного дома подойдут стальные или алюминиевые радиаторы. Однако, как было сказано выше, для систем отопления на твердотопливном котле лучшим выбором будут медленно остывающие чугунные батареи.

В помещениях, которые нужно быстро прогревать (офис, гараж, склад), устанавливают стальные панельные или алюминиевые радиаторы. Если же вы планируете «дорогой» интерьер, то ответом на вопрос «какие радиаторы лучше» будет выбор тех подходящих по техническим параметрам моделей, моделей, которые выпускаются в дизайнерском оформлении. Так, дорого и престижно смотрятся медные или чугунные «ретро»-радиаторы.

Они не греют!..

Приобретая радиаторы отопления, многие со временем замечают, что батареи греют гораздо хуже, чем указано в их технических паспортах. И это не всегда зависит от их качества. Причина «холодности» часто заключается в том, что температура и напор воды в системе гораздо ниже тех, при которой проводятся заводские испытания.

Так, теплоотдача секции чугунного радиатора при температуре входящей воды 70 градусов, а выходящей –  60-50 гр всегда будет меньше заявленной. Происходит это потому, что при испытаниях учитывается температура входящего потока 90 градусов,  выходящего – 70 градусов. Чтобы предупредить неприятный сюрприз, перед приобретением радиаторов нужно как можно больше узнать о реальных параметрах своей теплосети (особенно это касается централизованных теплосетей).

В городской квартире вы можете установить радиаторы «с запасом». В этом случае батареи большей площади, но с более низкой температурой будут эффективно нагревать помещение, позволяя даже экономить на отоплении!  В частном доме могут быть установлены, например, стальные панельные радиаторы, которые эффективно работают при низком напоре и температурах.

стальные, алюминиевые, чугунные, биметаллические или медные?

В этой статье:

От радиатора требуется немногое: чтобы грел хорошо и был безопасен. Исходя из этих простых требований и выбирается прибор. В продаже имеется несколько видов радиаторов отопления, которые отличаются формой, материалом и техническими характеристиками. Геометрия и материал, из которого он изготовлен, влияют на его мощность (теплоотдачу). В паспорте производитель в обязательном порядке указывает, при каких величинах температуры и давления теплоносителя эксплуатация изделия отвечает требованиям безопасности.

Все эти параметры и являются главными критериями в решении вопроса, какие радиаторы отопления самые лучшие.

Особенно следует обратить внимание на рабочее и опрессовочное давление тем пользователям, жилье которых отапливается при помощи центрального отопления.

Кроме того, не все батареи способны долго выдерживать плохое качество теплоносителя.

Биметаллические

Биметаллическая батарея

Биметаллический радиатор – довольно неприхотливый прибор, способный выдержать давление теплоносителя в сети многоэтажных домов. Да и к качеству воды он довольно лоялен.

Устройство этого типа представляет собой комбинацию двух металлов:

  • сталь – используется для изготовления коллектора;
  • алюминий – применяется для изготовления ребер.

Такой тандем позволяет компенсировать недостатки каждого из материалов:

  • сталь неплохо переносит гидроудары и некачественную в плане химсостава воду;
  • алюминий обладает хорошей теплопроводностью, что положительно сказывается на общей теплоотдаче отопительной батареи.

Больше о плюсах и минусах читайте в нашем обзоре.

Изделия из биметалла плохо сочетаются с твердотопливными котлами из-за их высокой теплоотдачи. Если у вас газовый котел, а температура теплоносителя превышает 60 градусов, можете смело ставить биметалл.

В общем, биметаллическую батарею можно было бы назвать лучшей заменой традиционной чугунной, если бы не высокая цена: биметалл в два раза дороже.

Чугунные

Радиатор из чугуна

Привычные «советские» радиаторы изначально проектировались под централизованную отопительную систему:

  • они без проблем выдерживают гидроудары и плохое качество воды;
  • их можно использовать и в системах автономного теплоснабжения;
  • они достаточно эффективно греют помещение.

Но этот металл обладает высокой инертностью, поэтому устанавливать на радиаторы терморегуляторы бесполезно. Впрочем, именно инерционность в сочетании с большим объемом теплоносителя в батарее способствуют равномерному обогреву помещения.

Долговечность и низкая стоимость делает чугунные радиаторы самыми востребованными как для квартиры, так и для частного дома. Перейдя по этой ссылке вы узнаете, какие чугунные батареи лучше с точки зрения дизайна, технических характеристик, тепловой мощности и способу установки.

Если в доме используется твердотопливный котел, изделия из чугуна будут самым правильным выбором. Они будут долго сохранять тепло после того, как топливо прогорит.

Алюминиевые

Обогреватель из алюминия

Легкие, привлекательные на вид и удобные в монтаже алюминиевые радиаторы отопления пользуются достаточно большим спросом у потребителя. Алюминий не инерционный — он быстро нагревается, и также быстро отдает тепло. Благодаря этому свойству, батареи хорошо работают в паре с терморегуляторами.

Но один существенный недостаток не позволяет широко их использовать: алюминий очень плохо переносит контакт с плохо подготовленной водой.

Высокая щелочность теплоносителя способна за короткий срок «убить» алюминиевый радиатор. Какого качества вода в центральном отоплении, мы все знаем. Но и в случае автономной отопительной системы далеко не каждый домовладелец в состоянии организовать водоподготовку.

Тем не менее, эти модели используются во многих загородных домах, особенно в тех случаях, когда в доме планируется внедрение автоматической системы управления теплом.

Но имейте в виду, что температура теплоносителя должна быть не менее 60 градусов. Перейти к полному перечню технических характеристик этих моделей.

Стальные радиаторы: панельные и трубчатые

Панельный радиатор представляет собой сварную конструкцию. Она двух пластин, на которых при помощи штамповки сформованы коллекторы и соединительные каналы.

Для изготовления прибора используют листовую сталь толщиной 1,25 – 1,5 мм. Естественно, выдержать гидроудары, присущие центральным отопительным системам, батарея такого типа не в состоянии. При давлении 13 атм её может порвать или раздуть, да и оставлять надолго без воды не рекомендуется: сталь подвержена коррозии. А центральные системы отопления до наступления отопительного сезона стоят пустые.

Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод: стальные панельные батареи можно использовать только в автономной системе, где для них можно создать режим наибольшего благоприятствования.

Причем система должна быть закрытой: это позволит защитить батареи от попадания в них воздуха, а, следовательно, предотвратить образование коррозии металла.

Стальные трубчатые батареи

Трубчатые радиаторы лучше переносят резкие перепады давления теплоносителя. На этом основании некоторые поставщики утверждают, что они пригодны для установки в многоэтажных домах.

Но не стоит обольщаться: толщина стенки трубы всего 1,5 мм, а наличие сварных швов ставит это заявление под сомнение.

Трубчатые батареи из стали лучше всего подходят для малоэтажных построек с отопительными системами закрытого типа.

С точки зрения теплоотдачи они неэффективны, да и стоимость таких конструкций в пересчете на 1 кВт очень высокая.

Специалисты заявляют, что эти модели скорее относятся к предметам декора. И действительно, трубе можно придать самую причудливую форму. Единственное преимущество трубчатого прибора – гигиеничность (у него отсутствуют труднодоступные места, где может скапливаться пыль).

Здесь можно больше узнать, какая модель больше подойдет в каждом конкретном случае.

Медные батареи — самые лучшие

Нажмите на фото для увеличения

Для большинства наших соотечественников медные радиаторы не по карману. Если бы не цена, они были бы самыми востребованными.

У какого радиатора лучше теплоотдача? У медного!

Теплопроводность меди в значительной степени превышает аналогичный показатель у стали, чугуна и алюминия. Это означает, что медные радиаторы являются самыми эффективными приборами отопления.

Они превосходно держат гидроудары и, что немаловажно, совершенно не боятся химических примесей в теплоносителе.

На внутренней поверхности секций образуется окисная пленка, которая надежно защищает металл от разрушения. Их можно использовать как в централизованной, так и автономной системах отопления любого типа.

Сравнительные характеристики разных моделей

По мнению нашей редакции оптимальный выбор (соотношение цены и качества) — чугунные радиаторы, но пальма первенства у медных!

ПараметрыМедныеЧугунныеБимет-иеПанельныеТрубчатыеАлюм-ые
Теплоотдача, Втсвыше 100080 - 160130 - 200180 - 73520 - 700125 - 180
Рабочее давление, атм1610 - 12до 356 – 8,58 - 10до 16
Опрессовочное давление, атм5015 - 1852,51313 - 1524

Каждый из представленных обогревателей обладает преимуществами и недостатками. Немаловажное значение имеет не только свойства металла, но и его качество.

Вертикальные батареи отопления идеально подходят для помещений, где нет места радиаторам стандартных размеров.

Не секрет, что многие (а может быть и большинство) производителей используют в производстве радиаторов вторичное сырье. Это может отразиться на долговечности изделия (больше всех «страдают» алюминиевые батареи). За внушительную сумму покупатель рискует приобрести обогреватели, которые выйдут из строя уже через несколько лет.

Радиаторы отопления, какие лучше выбрать, сравнение, таблица

Когда вы собираетесь покупать радиаторы отопления, необходимо заранее подготовиться. Одного желания приобрести приборы – мало. Нужно изучить технические характеристики и параметры радиаторов, чтобы узнать, радиаторы отопления какие лучше – именно для вашей отопительной системы.

Можно сравнивать совсем одинаковые модели батарей на вид, а вот по теплоотдаче, мощности – они могут различаться заметно. Здесь все буде зависеть от материала изготовления радиатора и его конструктивных особенностей, внутренней емкости батарей, способа их подключения. Именно поэтому, когда вы выбираете батареи отопления какие лучше – необходимо подготовиться и обладать некоторыми знаниями.

Радиатор отопления

Какие требования предъявляются к монтажу радиаторов?

Если верить стандартным расчетам, то указывается расход 90-125 Вт на 1 кв.м помещения, которое отапливается. В таком случае, учитывается еще наличие в комнате окна, двери, высоты потолков не больше 3-х метров, температуры теплоносителя 70 градусов по Цельсию.

Если такие стандарты нарушаются, к примеру, высота потолков больше, то и мощность радиаторов должна быть увеличена на столько же. А если у вас окна со стеклопакетами, то у них низкая теплоотдача, соответственно, как показывают отзывы, мощность можно уменьшить на 10 процентов.

Если температура теплоносителя понизится, то это потребует увеличения мощности батарей, или же можно увеличить количество секций. Каждый раз, когда температура понижается на 10 градусов, это компенсируют увеличением мощности на 15-18%.

Таблица подбора количества секций радиатора отопления

Когда проводятся расчеты, какие бы самые лучшие радиаторы отопления ни были, обязательно необходимо учитывать особенности конструкции вашей отопительной системы. И если подача носителя тепла будет производиться через нижнее отверстие, а обратный ход – через верхнее, то в таком случае каждый радиатор будет не додавать до 10 процентов своей мощности. Если теплоноситель будет подводиться только с одной стороны, то устанавливать больше 10-ти секций будет бессмысленной – ведь последние секции будут греть достаточно слабо.

Сравнение батарей отопления

Первым делом, заметим, что ответить на вопрос, какие батареи отопления лучше, довольно сложно, не обладая специальными знаниями. Отметим панельные стальные радиаторы. Такие отопительные приборы обладают высокой эффективностью – их рабочее давление составляет 9 атмосфер, они способны выдержать 13 атмосфер опрессовки. Как показывает рейтинг радиаторов отопления, они очень востребованы, когда ставится индивидуальная отопительная система и когда в многоэтажных домах есть свой тепловой пункт.

Рекомендуем к прочтению:

Стальной радиатор отопления

Такие качественные радиаторы отопления делают из стальных листов со специальными углублениями для прохода теплоносителя, а чтобы увеличить теплоотдачу приборов – на обратную сторону приваривают выступающие ребра, которые в дальнейшем увеличат конвекционный поток воздуха. Радиаторы делают из низкоуглеродистой стали, которая имеет повышенную коррозионную стойкость. Покрываются они порошковой эмалью.

Следующий вид, который мы рассмотрим, это чугунные радиаторы. Конечно, этот вариант не станет ответом на вопрос, какие самые лучшие радиаторы отопления.

Чугунные батареи – это классика, которую ранее советские потребители использовали за неимением ничего другого.

Это действительно качественные изделия, основным преимуществом которых является чугун. Этот материал имеет отличную теплопроводность, он стойкий к любому теплоносителю. Доля радиационного потока включает 70% тепла и 30% конвективного – это будет прогревать нижние и верхние зоны комнаты. Стоит отметить, что срок эксплуатации чугунного радиатора может составить до 50 лет. На сегодняшний день такие радиаторы можно купить относительно дешево, на рынке представлены разные модели, как видно на фото.

Чугунные радиаторы

При поверхностном сравнении алюминиевые радиаторы покажутся вам более легкими, элегантными. Но дальше вы узнаете, что такие лучшие батареи отопления еще и обладают улучшенной теплоотдачей. Производятся такие радиаторы литьем или экструдированием. Каждая секция обладает коллекторами, а также соединяющим вертикальным каналом, ребрами для ускорения потока воздуха и снятия тепла с плоскости, именно поэтому тепло в комнате будет распределяться оптимальным образом.

Собирают такие радиаторы ниппелями из стали, между секциями ставят специальные прокладки из водостойкого материала. На лицевой поверхности есть оребрения, это образует сплошную поверхность, а также – воздухоотводные окошки сверху. Подбирать тепловую мощность таких радиаторов нужно набором необходимого количества секций, также – и их высоты. Можно просто-напросто собрать радиатор с нужной высотой и длиной, чтобы хорошо его вписать в архитектурные особенности вашего помещения.

Алюминиевые радиаторы отопления

Что касается недостатков такого вида батарей, то это высокие требования к химическим параметрам воды. Помимо этого, в составе теплообменники, латунные и медные фитинги, соединительные трубы из стали – все это увеличивает процесс коррозии. И чем больше будет меди – тем сильнее будет этот процесс. Чтобы нивелировать этот недостаток, производители используют сплавы, которые будут защищать батареи изнутри.

Рекомендуем к прочтению:

Как отмечают специалисты, биметаллические радиаторы – это самые эффективные батареи отопления.

Стальные каналы, которые проводят теплоноситель, обеспечат прочность всей конструкции. Также они закрыты оребрением из алюминия, поэтому вода соприкасается только с металлом. Существует несколько разных вариантов исполнения таких батарей. Их могут делать, покрывая стальной каркас алюминием – так, вода будет контактировать только со сталью. Также сталью могут усиливать вертикальные каналы, чтобы толщина их могла выдерживать большое давление.

Биметаллические самые лучшие батареи отопления могут перенести высокое давление и длительную нагрузку, они стойкие к гидравлическим ударам и имеют высокий уровень теплоотдачи. Рабочее давление составляет 35 атмосфер, а опрессовочное – практически 52. А благодаря тому, что емкость биметаллических секций будет меньше, чем алюминиевых, это позитивно отражается на теплоинертности. Как показывает тест, радиаторы отопления самые эффективные надежны в многоэтажных домах. После сборки такие лучшие радиаторы отопления окрашиваются порошковой эмалью, для отвержения их нагревают и выдерживают 180 градусов по Цельсию. При максимальном показателе температуры теплоносителя в 110 градусов этого будет достаточно.

Предлагаем изучить сравнение радиаторов отопления, таблица (Таблица 1) покажет все самые сильные и слабые стороны различных видов радиаторов.

Сравнение различных видов радиаторов отопления

Ведь вопрос, какие лучше радиаторы отопления, может быть актуальным достаточно долго, а ответить на него в полной мере правильно сможет лишь специалист, который знаком именно с вашей отопительной системой.

Более подробно про выбор биметаллических радиаторов отопления в материале — Биметаллические радиаторы отопления, какие лучше?

Преимущества и ограничения различных типов батарей

Нас часто озадачивают объявления о новых батареях, которые, как говорят, обладают очень высокой плотностью энергии, обеспечивают 1000 циклов заряда / разряда и тонкие как бумага. Они настоящие? Возможно - но не в одном аккумуляторе. Хотя один тип батарей может быть рассчитан на небольшой размер и длительную работу, этот аккумулятор не прослужит долго и преждевременно изнашивается. Другой аккумулятор может быть рассчитан на долгий срок службы, но его размер большой и громоздкий.Третья батарея может обеспечить все желаемые характеристики, 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.Например, призматический никель-металлогидридный аккумулятор для мобильного телефона 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, плотность энергии которых намного превышает их коммерческий эквивалент. К сожалению, эти литий-ионные батареи сверхвысокой емкости считаются небезопасными в руках 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 сравниваются 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-кислотные батареи являются предпочтительным выбором для больничного оборудования, инвалидных колясок, аварийного освещения и систем ИБП.

Lithium Ion (Li ‑ ion) - самая быстрорастущая аккумуляторная система.Литий-ионный используется там, где первостепенное значение имеют 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
6 В, упаковка
.

Как работают тепловые батареи?

Что такое тепловая батарея?

Любую тепловую массу можно по определению назвать тепловой батареей, поскольку она способна накапливать тепло. В контексте дома это означает плотные материалы, такие как кирпич, кладка и бетон. Даже кувшин с водой, стоящий в солнечном окне, является своего рода тепловой батареей, поскольку он улавливает, а затем выделяет тепло от солнца.

Хорошо утепленный бетонный пол также действует как тепловая батарея; как только вы накачаете его полным теплом, он долго остынет (в зависимости от толщины), и в течение этого времени он регулирует внутреннюю температуру.

Одно из практических применений для получения максимальной отдачи от излучающего бетонного пола, поскольку тепловая батарея может быть в областях с колеблющимися затратами на электроэнергию - вы можете настроить пол на таймер, чтобы он работал только в часы с низким тарифом (с 19:00 до 7:00 в Онтарио например). В течение двенадцати часов, когда он выключен, он действует как аккумулятор, медленно выделяя накопленное тепло, поэтому вам не придется платить по более высоким тарифам в часы пик.

MIT Solar House через Викимедиа

По мере того, как вы приближаетесь к области активных систем аккумулирования тепла, одним из наиболее распространенных типов тепловых батарей (не то чтобы их много) является огромный резервуар для воды, закопанный в землю, который нагревается. солнечными тепловыми панелями.

Даже этот тип системы не нов, первый дом в Соединенных Штатах с активной системой солнечного отопления был построен в 1939 году в кампусе Массачусетского технологического института (Массачусетский технологический институт) и находился на вершине огромного резервуара с водой, который нагревается. тепловыми солнечными панелями.

Тепловая батарея MIT Solar House через Викимедиа

Что такое тепловые батареи с фазовым переходом?

Использование «фазового перехода» немного поднимает планку - оставайтесь со мной, это будет весело, обещаю :)

Для превращения материала из твердого в жидкое требуется значительное количество энергии.Эта энергия высвобождается позже, когда материал снова затвердевает. Пока происходят эти преобразования и материал либо поглощает, либо выделяет энергию, температура остается постоянной. Как только фазовый переход завершится, материал снова начнет изменять температуру.

Итак, что это означает на самом деле? Это означает, что для того, чтобы растопить воду, воск, металл, камень или что-то еще, вам нужно накормить его тонной энергии. но при этом температура не меняется.Таким образом, ваша «батарея» имеет больше энергии, и вы можете хранить больше тепла в том же объеме пространства.

Трудно использовать температуру плавления 0 ° Цельсия, но воск плавится при температуре около 37 ° Цельсия (в зависимости от его точного химического состава), что идеально подходит для сбора и хранения тепла от солнечных тепловых коллекторов.

Как построить тепловую батарею:

Если у вас есть солнечная панель, собирающая тепло (непосредственно нагревающая воздух или жидкость, а не генерирующая энергию с помощью фотоэлектрических элементов), вы можете использовать ее для зарядки тепловой батареи.Представьте себе это - большой резервуар с воском (или водой), который нагревается нагревательными змеевиками от солнечного коллектора. Через этот же резервуар проходит другой змеевик, который отбирает тепло, чтобы перекачивать его через ваш лучистый пол или любую другую систему распределения тепла, которая у вас есть.

Удельная теплоемкость:

Если вы возьмете твердый парафин (теплоемкость Cp = 2,5 кДж / кг · K и теплота плавления 210 кДж / кг), скажем, 1 кг при комнатной температуре, вам потребуется 2,5 кДж (килоджоулей) тепла, чтобы Блок 1 кг выдерживает температуру от 20 ° C до 21 ° C.Чтобы температура повысилась с 21 ° C до 22 ° C, вам также потребуется 2,5 кДж (то есть такое же количество энергии).

Парафин плавится примерно при 37 ° C. Если она упадет до 36 ° C, вам снова потребуется всего 2,5 кДж, чтобы вернуть ее к 37 ° C, но вам потребуется 210 кДж (в 84 раза больше), чтобы перейти с 37 до 38 ° C.

Это связано с тем, что для плавления необходимо разорвать некоторые химические связи в твердой решетке, а это требует дополнительной энергии. Итак, в целом, если при температуре 20 ° C лежит килограмм парафина, вам понадобится 252 штуки.5 кДж, чтобы довести его до 38 ° C.

Бетон является одним из наиболее распространенных строительных материалов с высокой теплотворной способностью. В отличие от парафина, для 1 кг бетона (Cp = 0,88 кДж / кг · K) потребуется 15,8 кДж. Для воды (Cp = 4,18 кДж / кг · К) необходимое количество энергии составит 75,2 кДж.

Количество вложенной энергии - это количество энергии, хранящейся в материале, поскольку эта энергия позже будет высвобождаться, когда материал снова остынет до 20 ° C или комнатной температуры. Хотя существует множество материалов, которые можно использовать для аккумулирования тепла, это всего лишь краткое сравнение некоторых из наиболее широко доступных.

Итак, парафин может сохранять в 16 раз больше тепла на килограмм, чем бетон, и в 3,4 раза больше, чем вода. Таким образом, хотя вода может быть не лучшим материалом для хранения тепла, она, безусловно, является наиболее доступной по цене и легкодоступной.

Значение Cp, указанное в тексте выше, относится к теплоемкости материалов.

q = м Cp ΔT

где:

q = энергия [Дж]

m = масса материала [кг]

Cp = теплоемкость материала [кДж / (кг · K)]

ΔT = разница температур [K или ° C]

Подробнее о дизайне пассивных солнечных домов здесь

Схема термобатареи предоставлена ​​компанией Alternative-Photonics.com /

Диаграммы тепловых батарей любезно предоставлены компанией Alternative Photonics.

.

Заряд в секундах, в последние месяцы

(Pocket-lint). Хотя смартфоны, умные дома и даже умные носимые устройства становятся все более совершенными, их мощность все еще ограничена. Аккумулятор не совершенствовался десятилетиями. Но мы находимся на пороге революции власти.

Крупные технологические и автомобильные компании слишком хорошо осведомлены об ограничениях литий-ионных аккумуляторов.В то время как чипы и операционные системы становятся более эффективными для экономии энергии, мы все еще рассматриваем только один или два дня использования смартфона, прежде чем потребуется подзарядка.

Хотя может пройти некоторое время, прежде чем мы сможем прожить неделю жизни наших телефонов, разработка идет хорошо. Мы собрали все лучшие открытия в области аккумуляторов, которые могут быть с нами в ближайшее время, от беспроводной зарядки до сверхбыстрой 30-секундной подзарядки. Надеюсь, скоро вы увидите эту технологию в своих гаджетах.

NAWA Technologies

Электрод из углеродных нанотрубок с вертикальной ориентацией

Компания NAWA Technologies разработала и запатентовала сверхбыстрый углеродный электрод, который, как утверждается, изменил правила игры на рынке аккумуляторов.В нем используется конструкция с вертикально расположенными углеродными нанотрубками (VACNT), и NAWA заявляет, что он может увеличить мощность батареи в десять раз, увеличить запас энергии в три раза и увеличить срок службы батареи в пять раз. Компания считает, что электромобили являются основным бенефициаром, уменьшая углеродный след и стоимость производства аккумуляторов, одновременно повышая производительность. NAWA заявляет, что дальность действия 1000 км может стать нормой, а время зарядки сокращено до 5 минут, чтобы достичь 80 процентов. Технология может быть запущена в производство уже в 2023 году.

Литий-ионная батарея без кобальта

Исследователи из Техасского университета разработали литий-ионную батарею, в которой в качестве катода не используется кобальт. Вместо этого он переключился на высокий процент никеля (89 процентов), используя марганец и алюминий в качестве других ингредиентов. «Кобальт - наименее распространенный и самый дорогой компонент в катодах аккумуляторных батарей», - сказал профессор Арумугам Мантирам, профессор кафедры машиностроения Уолкера и директор Техасского института материалов.«И мы полностью устраняем это». Команда говорит, что с помощью этого решения они преодолели типичные проблемы, обеспечив длительный срок службы батареи и равномерное распределение ионов.

SVOLT представляет батареи для электромобилей, не содержащие кобальт

Несмотря на то, что свойства электромобилей по снижению выбросов широко распространены, все еще существуют разногласия по поводу аккумуляторов, особенно по поводу использования таких металлов, как кобальт. Компания SVOLT, штаб-квартира которой расположена в Чанчжоу, Китай, объявила о производстве безкобальтовых батарей, предназначенных для рынка электромобилей.Помимо сокращения содержания редкоземельных металлов, компания заявляет, что они обладают более высокой плотностью энергии, что может привести к дальности действия до 800 км (500 миль) для электромобилей, а также продлить срок службы батареи и повысить безопасность. Мы не знаем, где именно мы увидим эти батареи, но компания подтвердила, что работает с крупным европейским производителем.

Тимо Иконен, Университет Восточной Финляндии

На шаг ближе к литий-ионным батареям с кремниевым анодом

Стремясь решить проблему нестабильного кремния в литий-ионных батареях, исследователи из Университета Восточной Финляндии разработали метод производства гибридного анода. , используя микрочастицы мезопористого кремния и углеродные нанотрубки.В конечном итоге цель состоит в том, чтобы заменить графит в качестве анода в батареях и использовать кремний, емкость которого в десять раз больше. Использование этого гибридного материала улучшает характеристики батареи, в то время как силиконовый материал устойчиво производится из золы шелухи ячменя.

Университет Монаша

Литий-серные аккумуляторы могут превзойти литий-ионные, менее вредно для окружающей среды

Исследователи из Университета Монаша разработали литий-серные аккумуляторы, способные питать смартфон в течение 5 дней, превосходя литий-ионные.Исследователи изготовили эту батарею, имеют патенты и интерес производителей. У группы есть финансирование для дальнейших исследований в 2020 году, заявив, что дальнейшие исследования автомобилей и использования сетей будут продолжены.

Утверждается, что новая технология аккумуляторов оказывает меньшее воздействие на окружающую среду, чем литий-ионные, и снижает производственные затраты, при этом предлагая возможность питания автомобиля на 1000 км (620 миль) или смартфона в течение 5 дней.

Аккумулятор IBM получен из морской воды и превосходит по своим характеристикам литий-ионный

IBM Research сообщает, что он обнаружил новый химический состав аккумулятора, который не содержит тяжелых металлов, таких как никель и кобальт, и потенциально может превзойти литий-ионные.IBM Research утверждает, что этот химический состав никогда раньше не использовался в комбинации в батареях и что материалы можно извлекать из морской воды.

Производительность аккумулятора многообещающая, при этом IBM Research заявляет, что он может превзойти литий-ионный в ряде различных областей - он дешевле в производстве, он может заряжаться быстрее, чем литий-ионный, и может иметь как более высокую мощность. и плотности энергии. Все это доступно в аккумуляторах с низкой горючестью электролитов.

IBM Research отмечает, что эти преимущества сделают ее новую технологию аккумуляторов подходящей для электромобилей, и вместе с Mercedes-Benz, среди прочих, компания работает над превращением этой технологии в жизнеспособную коммерческую батарею.

Panasonic

Система управления батареями Panasonic

В то время как литий-ионные батареи повсюду и их количество растет, управление этими батареями, включая определение того, когда у них закончился срок службы, затруднено.Panasonic, работая с профессором Масахиро Фукуи из Университета Рицумейкан, разработала новую технологию управления батареями, которая значительно упростит отслеживание батарей и определение остаточной стоимости литий-ионных в них.

Panasonic заявляет, что ее новую технологию можно легко применить с изменением системы управления батареями, что упростит мониторинг и оценку батарей с несколькими составными ячейками, которые вы можете найти в электромобиле. Panasonic сообщает, что эта система поможет продвинуться в направлении устойчивого развития, поскольку сможет лучше управлять повторным использованием и переработкой литий-ионных батарей.

Асимметричная модуляция температуры

Исследования продемонстрировали метод зарядки, который приближает нас на шаг ближе к сверхбыстрой зарядке - XFC - который направлен на обеспечение 200 миль пробега электромобиля примерно за 10 минут с зарядкой 400 кВт. Одна из проблем с зарядкой - это литиевая гальваника в батареях, поэтому метод асимметричной температурной модуляции заряжает при более высокой температуре для уменьшения гальванического покрытия, но ограничивает это до 10-минутных циклов, избегая роста межфазной границы твердого электролита, что может сократить срок службы батареи.Сообщается, что этот метод уменьшает деградацию батареи, позволяя заряжать XFC.

Pocket-lint

Песочная батарея дает в три раза больше времени автономной работы

В этом альтернативном типе литий-ионной батареи используется кремний для достижения в три раза большей производительности, чем у современных графитовых литий-ионных батарей. Батарея по-прежнему литий-ионная, как и в вашем смартфоне, но в анодах используется кремний вместо графита.

Ученые из Калифорнийского университета в Риверсайде какое-то время занимались нанокремнием, но он слишком быстро деградирует и его трудно производить в больших количествах.Используя песок, его можно очистить, измельчить в порошок, затем измельчить с солью и магнием перед нагреванием для удаления кислорода, что приведет к получению чистого кремния. Он пористый и трехмерный, что помогает повысить производительность и, возможно, продлить срок службы батарей. Изначально мы начали это исследование в 2014 году, и теперь оно приносит свои плоды.

Silanano - стартап в области аккумуляторных технологий, который выводит эту технологию на рынок и получил большие инвестиции от таких компаний, как Daimler и BMW. Компания заявляет, что ее решение может быть применено к существующему производству литий-ионных аккумуляторов, поэтому оно настроено на масштабируемое развертывание, обещая прирост производительности батареи на 20% сейчас или на 40% в ближайшем будущем.

Захват энергии от Wi-Fi

Хотя беспроводная индукционная зарядка является обычным явлением, возможность захвата энергии от Wi-Fi или других электромагнитных волн остается проблемой. Однако группа исследователей разработала ректенну (антенну, собирающую радиоволны), которая представляет собой всего лишь несколько атомов, что делает ее невероятно гибкой.

Идея состоит в том, что устройства могут включать в себя эту ректенну на основе дисульфида молибдена, чтобы энергия переменного тока могла быть получена от Wi-Fi в воздухе и преобразована в постоянный ток, либо для подзарядки батареи, либо для непосредственного питания устройства.Это может привести к появлению медицинских таблеток с питанием без необходимости во внутренней батарее (что безопаснее для пациента) или мобильных устройств, которые не нужно подключать к источнику питания для подзарядки.

Энергия, полученная от владельца устройства

Вы можете стать источником энергии для своего следующего устройства, если исследования TENG принесут свои плоды. TENG или трибоэлектрический наногенератор - это технология сбора энергии, которая улавливает электрический ток, генерируемый при контакте двух материалов.

Исследовательская группа из Суррейского института передовых технологий и Университета Суррея дала представление о том, как эту технологию можно использовать для питания таких вещей, как носимые устройства. Хотя мы еще далеки от того, чтобы увидеть это в действии, исследование должно дать дизайнерам инструменты, необходимые для эффективного понимания и оптимизации будущей реализации TENG.

Золотые батареи с нанопроволокой

Великие умы Калифорнийского университета в Ирвине создали треснувшие батареи с нанопроволокой, которые могут выдерживать много перезарядок.В результате в будущем батареи могут не разрядиться.

Нанопроволока, в тысячу раз тоньше человеческого волоса, открывает большие возможности для будущих батарей. Но они всегда ломались при подзарядке. Это открытие использует золотые нанопроволоки в гелевом электролите, чтобы избежать этого. Фактически, эти батареи были проверены на перезарядку более 200 000 раз за три месяца и не показали никаких повреждений.

Твердотельные литий-ионные

Твердотельные батареи традиционно обеспечивают стабильность, но за счет передачи электролита.В статье, опубликованной учеными Toyota, рассказывается об их испытаниях твердотельной батареи, в которой используются сульфидные суперионные проводники. Все это означает превосходный аккумулятор.

В результате получился аккумулятор, способный работать на уровне суперконденсатора, полностью заряжаясь или разряжаясь всего за семь минут, что делает его идеальным для автомобилей. Поскольку он твердотельный, это также означает, что он намного стабильнее и безопаснее, чем существующие батареи. Твердотельный блок также должен работать при температуре от минус 30 до 100 градусов Цельсия.

Электролитные материалы по-прежнему создают проблемы, поэтому не ожидайте увидеть их в ближайшее время в автомобилях, но это шаг в правильном направлении к более безопасным и быстро заряжаемым аккумуляторам.

Графеновые батареи Grabat

Графеновые батареи потенциально могут быть одними из самых лучших среди имеющихся. Grabat разработал графеновые батареи, которые могут обеспечить электромобилям запас хода до 500 миль без подзарядки.

Graphenano, компания, стоящая за разработкой, заявляет, что аккумуляторы можно полностью зарядить всего за несколько минут и они могут заряжаться и разряжаться в 33 раза быстрее, чем литий-ионные.Разряд также важен для таких вещей, как автомобили, которым требуется огромное количество энергии для быстрого трогания с места.

Нет информации о том, используются ли аккумуляторы Grabat в настоящее время в каких-либо продуктах, но у компании есть аккумуляторы для автомобилей, дронов, мотоциклов и даже для дома.

Лазерные микроконденсаторы

Rice Univeristy

Ученые из Университета Райса совершили прорыв в создании микроконденсаторов. В настоящее время их производство дорогое, но используются лазеры, которые вскоре могут измениться.

При использовании лазеров для выжигания электродных рисунков на листах пластика затраты на производство и усилия значительно снижаются. В результате получается аккумулятор, который может заряжаться в 50 раз быстрее, чем нынешние аккумуляторы, и разряжаться даже медленнее, чем современные суперконденсаторы. Они даже прочные, способны работать после более чем 10 000 сгибаний во время испытаний.

Пенные аккумуляторы

Прието считает, что будущее аккумуляторов - за 3D. Компании удалось решить эту проблему с помощью своей батареи, в которой используется вспененная медь.

Это означает, что эти батареи будут не только более безопасными благодаря отсутствию горючего электролита, но также будут обеспечивать более длительный срок службы, более быструю зарядку, в пять раз более высокую плотность, будут дешевле в производстве и будут меньше, чем существующие предложения.

Prieto стремится в первую очередь помещать свои батареи в мелкие предметы, например, в носимые устройства. Но в нем говорится, что батареи можно масштабировать, чтобы мы могли видеть их в телефонах и, возможно, даже в автомобилях в будущем.

Carphone Warehouse

Складной аккумулятор похож на бумагу, но прочный

Jenax J.Аккумулятор Flex был разработан, чтобы сделать гибкие гаджеты возможными. Батарея, похожая на бумагу, складывается и является водонепроницаемой, что означает, что ее можно интегрировать в одежду и носимые устройства.

Батарея уже создана и даже прошла испытания на безопасность, в том числе ее сложили более 200 000 раз без потери производительности.

Ник Билтон / The New York Times

uBeam по воздуху зарядка

uBeam использует ультразвук для передачи электричества. Энергия преобразуется в звуковые волны, неслышимые для людей и животных, которые передаются, а затем преобразуются обратно в энергию при достижении устройства.

С концепцией uBeam наткнулась 25-летняя выпускница астробиологии Мередит Перри. Она основала компанию, которая позволит заряжать гаджеты по воздуху с помощью пластины толщиной 5 мм. Эти передатчики можно прикрепить к стенам или сделать предметами декоративного искусства, чтобы передавать энергию на смартфоны и ноутбуки. Гаджетам просто нужен тонкий приемник, чтобы принимать заряд.

StoreDot

StoreDot заряжает мобильные телефоны за 30 секунд

StoreDot, стартап, созданный на базе кафедры нанотехнологий Тель-Авивского университета, разработал зарядное устройство StoreDot.Он работает с современными смартфонами и использует биологические полупроводники, изготовленные из природных органических соединений, известных как пептиды - короткие цепочки аминокислот, которые являются строительными блоками белков.

В результате получилось зарядное устройство, способное заряжать смартфон за 60 секунд. Батарея состоит из «негорючих органических соединений, заключенных в многослойную защитную структуру, предотвращающую перенапряжение и нагрев», поэтому проблем с ее взрывом быть не должно.

Компания также объявила о планах создать аккумулятор для электромобилей, который заряжается за пять минут и предлагает запас хода до 300 миль.

Пока неизвестно, когда аккумуляторы StoreDot будут доступны в глобальном масштабе - мы ожидали, что они появятся в 2017 году, - но когда они появятся, мы ожидаем, что они станут невероятно популярными.

Pocket-lint

Прозрачное солнечное зарядное устройство

Alcatel продемонстрировал мобильный телефон с прозрачной солнечной панелью над экраном, которая позволит пользователям заряжать свой телефон, просто поместив его на солнце.

Хотя вряд ли он появится в продаже в течение некоторого времени, компания надеется, что он каким-то образом решит повседневные проблемы, связанные с постоянным отсутствием заряда батареи.Телефон будет работать как с прямыми солнечными лучами, так и со стандартным освещением, как и обычные солнечные батареи.

Phienergy

Алюминиево-воздушная батарея обеспечивает пробег на 1100 миль без подзарядки

Автомобиль сумел проехать 1100 миль на одном заряде аккумулятора. Секрет этого супердиапазона заключается в технологии батареи, называемой «алюминий-воздух», которая использует кислород воздуха для заполнения своего катода. Это делает его намного легче, чем заполненные жидкостью литий-ионные аккумуляторы, что дает автомобилю гораздо больший запас хода.

Бристольская робототехническая лаборатория

Батареи с питанием от мочи

Фонд Билла Гейтса финансирует дальнейшие исследования Бристольской робототехнической лаборатории, которая обнаружила батареи, которые могут питаться от мочи. Этого достаточно, чтобы зарядить смартфон, который ученые уже продемонстрировали. Но как это работает?

Используя микробный топливный элемент, микроорганизмы собирают мочу, расщепляют ее и выделяют электричество.

Звук работает

Исследователи из Великобритании создали телефон, который может заряжаться, используя окружающий звук в атмосфере вокруг него.

Смартфон построен по принципу пьезоэлектрического эффекта. Были созданы наногенераторы, которые собирают окружающий шум и преобразуют его в электрический ток.

Наностержни даже реагируют на человеческий голос, а это означает, что болтливые мобильные пользователи могут подключать свой собственный телефон во время разговора.

Двойная угольная батарея Ryden заряжается в 20 раз быстрее.

Power Japan Plus уже анонсировала новую технологию аккумуляторов под названием Ryden dual carbon. Он не только прослужит дольше и будет заряжаться быстрее, чем литиевые, но его можно будет производить на тех же заводах, где производятся литиевые батареи.

В аккумуляторах используются углеродные материалы, что означает, что они более устойчивы и экологически безопасны, чем существующие альтернативы. Это также означает, что батареи будут заряжаться в двадцать раз быстрее, чем литий-ионные. Они также будут более долговечными, с возможностью выдерживать до 3000 циклов зарядки, а также более безопасными с меньшей вероятностью возгорания или взрыва.

Натрий-ионные аккумуляторы

Ученые из Японии работают над новыми типами аккумуляторов, которые не нуждаются в литии, таких как аккумулятор вашего смартфона.В этих новых батареях будет использоваться натрий, один из самых распространенных материалов на планете, а не редкий литий, и они будут в семь раз эффективнее обычных батарей.

Исследования натриево-ионных аккумуляторов ведутся с восьмидесятых годов в попытке найти более дешевую альтернативу литию. Используя соль, шестой по распространенности элемент на планете, можно сделать батареи намного дешевле. Ожидается, что в ближайшие 5-10 лет начнется коммерциализация аккумуляторов для смартфонов, автомобилей и других устройств.

Upp

Зарядное устройство для водородных топливных элементов Upp

Переносное зарядное устройство для водородных топливных элементов Upp уже доступно. Он использует водород для питания вашего телефона, чтобы вы не мешали и оставались экологически чистыми.

Одна водородная ячейка обеспечит пять полных зарядов мобильного телефона (емкость 25 Втч на ячейку). И единственный побочный продукт - водяной пар. Разъем USB типа A означает, что он будет заряжать большинство USB-устройств с выходом 5 В, 5 Вт, 1000 мА.

Батареи со встроенным огнетушителем

Литий-ионные батареи нередко перегреваются, загораются и даже могут взорваться.Аккумулятор в Samsung Galaxy Note 7 - яркий тому пример. Исследователи Стэнфордского университета придумали литий-ионные батареи со встроенными огнетушителями.

В батарее есть компонент, называемый трифенилфосфатом, который обычно используется в качестве антипирена в электронике, добавленный к пластиковым волокнам, чтобы помочь разделить положительный и отрицательный электроды. Если температура батареи поднимается выше 150 градусов C, пластмассовые волокна плавятся и выделяется трифенилфосфат.Исследования показывают, что этот новый метод может предотвратить возгорание аккумуляторов за 0,4 секунды.

Майк Циммерман

Батареи, защищенные от взрыва

Литий-ионные батареи имеют довольно летучий слой пористого материала жидкого электролита, расположенный между анодным и катодным слоями. Майк Циммерман, исследователь из Университета Тафтса в Массачусетсе, разработал батарею, которая имеет вдвое большую емкость, чем литий-ионные, но без присущих ей опасностей.

Батарея Циммермана невероятно тонкая, немного толще, чем две кредитные карты, и заменяет жидкость электролита пластиковой пленкой, которая имеет аналогичные свойства.Он может противостоять прокалыванию, измельчению и нагреванию, так как он негорючий. Еще предстоит провести много исследований, прежде чем технология сможет выйти на рынок, но хорошо знать, что существуют более безопасные варианты.

Аккумуляторы Liquid Flow

Гарвардские ученые разработали аккумулятор, который накапливает свою энергию в органических молекулах, растворенных в воде с нейтральным pH. Исследователи говорят, что этот новый метод позволит батарее Flow работать исключительно долгое время по сравнению с нынешними литий-ионными батареями.

Маловероятно, что мы увидим эту технологию в смартфонах и т.п., поскольку жидкий раствор, связанный с батареями Flow, хранится в больших резервуарах, чем больше, тем лучше. Считается, что они могут быть идеальным способом хранения энергии, создаваемой решениями в области возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнце.

Действительно, исследование Стэнфордского университета использовало жидкий металл в проточной батарее с потенциально отличными результатами, заявляя, что напряжение вдвое выше, чем у обычных проточных батарей. Команда предположила, что это может быть отличным способом хранения непостоянных источников энергии, таких как ветер или солнце, для быстрой передачи в сеть по запросу.

IBM и ETH Zurich и разработали жидкостную проточную батарею гораздо меньшего размера, которая потенциально может быть использована в мобильных устройствах. Эта новая батарея утверждает, что может не только обеспечивать питание компонентов, но и одновременно охлаждать их. Обе компании обнаружили две жидкости, которые подходят для этой задачи, и будут использоваться в системе, способной производить 1,4 Вт мощности на квадратный сантиметр, при этом 1 Вт мощности зарезервирован для питания батареи.

Zap & Go Карбон-ионный аккумулятор

Оксфордская компания ZapGo разработала и произвела первую угольно-ионную аккумуляторную батарею, которая уже готова к использованию потребителями.Углеродно-ионный аккумулятор сочетает в себе сверхбыструю зарядку суперконденсатора с характеристиками литий-ионного аккумулятора, при этом полностью пригодный для вторичной переработки.

Компания предлагает зарядное устройство powerbank, которое полностью заряжается за пять минут, а затем полностью заряжает смартфон за два часа.

Цинково-воздушные батареи

Ученые из Сиднейского университета считают, что они придумали способ производства воздушно-цинковых батарей, который намного дешевле, чем существующие методы.Воздушно-цинковые батареи можно считать более совершенными, чем литий-ионные, поскольку они не загораются. Единственная проблема в том, что они полагаются на дорогие компоненты в работе.

Sydney Uni удалось создать воздушно-цинковую батарею без необходимости использования дорогих компонентов, а скорее с некоторыми более дешевыми альтернативами. Возможно, появятся более безопасные и дешевые батареи!

Умная одежда

Исследователи из Университета Суррея разрабатывают способ использования одежды в качестве источника энергии.Батарея называется трибоэлектрическим наногенератором (TENG), которая преобразует движение в накопленную энергию. Накопленное электричество затем можно использовать для питания мобильных телефонов или устройств, таких как фитнес-трекеры Fitbit.

Эта технология может быть применена не только к одежде, она может быть интегрирована в тротуар, поэтому, когда люди постоянно ходят по ней, она может накапливать электричество, которое затем может использоваться для питания ламп или в шинах автомобиля, чтобы может привести машину в действие.

Растягиваемые батареи

Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали растяжимый биотопливный элемент, который может вырабатывать электричество из пота.Говорят, что вырабатываемой энергии достаточно для питания светодиодов и радиомодулей Bluetooth, а это означает, что однажды он сможет питать носимые устройства, такие как умные часы и фитнес-трекеры.

Графеновый аккумулятор Samsung

Samsung удалось разработать «графеновые шары», которые способны увеличивать емкость существующих литий-ионных аккумуляторов на 45 процентов и заряжаться в пять раз быстрее, чем существующие аккумуляторы. Чтобы представить это в контексте, Samsung заявляет, что его новый аккумулятор на основе графена может быть полностью заряжен за 12 минут, по сравнению с примерно часом для текущего устройства.

Samsung также заявляет, что его можно использовать не только в смартфонах, но и в электромобилях, поскольку он выдерживает температуру до 60 градусов Цельсия.

Более безопасная и быстрая зарядка существующих литий-ионных аккумуляторов

Ученые из WMG из Университета Уорика разработали новую технологию, которая позволяет заряжать существующие литий-ионные аккумуляторы до пяти раз быстрее, чем рекомендуемые пределы. Технология постоянно измеряет температуру батареи намного точнее, чем существующие методы.

Ученые обнаружили, что нынешние батареи действительно могут выходить за пределы рекомендуемых пределов, не влияя на производительность или перегрев. Может быть, нам вообще не нужны другие упомянутые новые батареи!

Написано Крисом Холлом.

.

Как нагрев и нагрузка влияют на срок службы батареи

Узнайте о температуре и о том, как старт-стоп сокращает срок службы стартерной батареи.

Тепло убивает все батареи, но не всегда удается избежать высоких температур. Это случай с аккумулятором внутри ноутбука, стартерным аккумулятором под капотом автомобиля и стационарными аккумуляторами в жестяном укрытии под палящим солнцем. Как правило, повышение температуры на 8 ° C (15 ° F) сокращает срок службы герметичной свинцово-кислотной батареи вдвое.Это означает, что аккумулятор VRLA для стационарных применений, рассчитанный на 10 лет при 25 ° C (77 ° F), будет работать только 5 лет при постоянном воздействии 33 ° C (92 ° F) и 30 месяцев при постоянном хранении в пустыне. температура 41 ° C (106 ° F). Если аккумулятор поврежден из-за перегрева, емкость не может быть восстановлена.

Согласно исследованию режима отказа BCI 2010 года, стартерные батареи стали более термостойкими. В исследовании 2000 года повышение температуры на 7 ° C (12 ° F) повлияло на срок службы батареи примерно на один год; в 2010 г. допуск к жаре был увеличен до 12 ° C (22 ° F).Другие статистические данные показывают, что в 1962 году стартерная батарея прослужила 34 месяца; технические усовершенствования увеличили продолжительность жизни в 2000 году до 41 месяца. В 2010 году BCI сообщила, что средний возраст стартерных батарей составляет 55 месяцев, при этом более холодный Север - 59 месяцев, а более теплый Юг - 47 месяцев. Из разговорных свидетельств 2015 года выяснилось, что батарея, хранившаяся в багажнике автомобиля, прослужила на год дольше, чем в моторном отсеке.

Срок службы батареи также зависит от активности, и срок службы сокращается, если батарея подвергается нагрузке из-за частой разрядки.Проворачивание двигателя несколько раз в день вызывает небольшую нагрузку на стартерную батарею, но это меняет режим работы микрогибрида «старт-стоп». Микрогибрид выключает двигатель внутреннего сгорания (ДВС) на красный свет светофора и перезапускает его, когда движение возобновляется, в результате чего происходит около 2000 микроциклов в год. Данные, полученные от производителей автомобилей, показывают падение мощности примерно до 60 процентов после 2 лет использования. Для увеличения срока службы автопроизводители используют специальные системы AGM и другие системы. (См. BU-211: Альтернативные аккумуляторные системы.)

На рисунке 1 показано падение емкости со 100 процентов до примерно 50 процентов после того, как батарея была подвергнута 700 микроциклам. Испытание на моделирование старт-стоп было проведено в лабораториях Cadex. CCA остается высоким и показывает снижение только примерно после 2000 циклов.

Рис. 1: Падение емкости стартерной батареи в конфигурации старт-стоп. Емкость падает примерно до 50 процентов после 2 лет использования.Аккумулятор AGM более прочный.

Предоставлено Cadex, 2010 г.

Метод испытаний: Аккумулятор был полностью заряжен, а затем разряжен до 70%, чтобы напоминать SoC микрогибрида в реальной жизни. Затем аккумулятор разряжался при 25 А в течение 40 секунд для имитации выключенного двигателя при включенных фарах. Для имитации проворачивания и вождения аккумулятор на короткое время разряжался до 400 А, а затем снова заряжался.CCA был взят с помощью Spectro CA-12.


При последовательном соединении напряжение каждой ячейки должно быть одинаковым, и это особенно важно в больших стационарных аккумуляторных системах. Со временем отдельные элементы выходят из строя, но применение выравнивающего заряда каждые 6 месяцев должно вернуть элементы к аналогичному уровню напряжения. (См. BU-404: Уравнивающий заряд). Что делает эту услугу настолько сложной, так это предоставление правильного средства правовой защиты для каждой ячейки. В то время как выравнивание будет стимулировать нуждающиеся клетки, здоровая клетка подвергнется стрессу, если выравнивающий заряд применяется неосторожно.Гелевые и AGM-батареи допускают меньшую перезарядку, чем залитая версия, и применяются другие условия выравнивания.

Залитые свинцово-кислотные аккумуляторные батареи - одна из самых надежных систем и хорошо подходят для жаркого климата. При хорошем техническом обслуживании эти батареи служат до 20 лет. К недостаткам можно отнести необходимость полива и хорошей вентиляции.

Когда в 1980-х годах был представлен VRLA, производители заявляли, что ожидаемый срок службы таких же, как и у затопленных систем, аналогичен, и телекоммуникационная отрасль была склонна перейти на эти необслуживаемые батареи.К середине 1990 года стало очевидно, что жизнь VRLA не дожила до fl

.

проблем со здоровьем, связанных с аккумуляторами - Battery University

Узнайте, что можно и чего нельзя делать при обращении с аккумуляторами.

Батареи безопасны, но необходимо соблюдать осторожность при прикосновении к поврежденным элементам и при работе со свинцово-кислотными системами, имеющими доступ к свинцу и серной кислоте. В некоторых странах свинцовую кислоту называют опасным материалом, и это правильно. Свинец может быть опасен для здоровья при неправильном обращении.

Свинец

Свинец - это токсичный металл, который может попасть в организм при вдыхании свинцовой пыли или проглатывании при прикосновении к рту руками, загрязненными свинцом.При попадании на землю частицы кислоты и свинца загрязняют почву и при высыхании переносятся по воздуху. Дети и зародыши беременных женщин наиболее уязвимы для воздействия свинца, поскольку их организм развивается. Избыточный уровень свинца может повлиять на рост ребенка, вызвать повреждение мозга, почек, ухудшить слух и вызвать поведенческие проблемы. У взрослых свинец может вызвать потерю памяти и снизить способность к концентрации внимания, а также нанести вред репродуктивной системе. Также известно, что свинец вызывает высокое кровяное давление, нервные расстройства, боли в мышцах и суставах.Исследователи предполагают, что Людвиг ван Бетховен заболел и умер из-за отравления свинцом.

К 2017 году члены Международной ассоциации свинца (ILA) хотят поддерживать уровень свинца в крови рабочих горнодобывающих, плавильных, нефтеперерабатывающих и перерабатывающих предприятий на уровне ниже 30 микрограммов на децилитр (30 мкг / дл). В 2014 году средний участвующий сотрудник приходил на прием при 15,6 мкг / дл, но 4,8% были выше 30 мкг / дл. (Source Batteries & Energy Storage Technology, лето 2015.)

В 2019 году Университет Южной Калифорнии опубликовал данные об обнаружении свинца в зубах детей, живущих недалеко от завода по переработке батарей Exide Technologies в Верноне, штат Калифорния.


Рисунок 1: Свинец обнаружен в зубах младенцев возле завода по переработке аккумуляторов.


Свинец содержится в почве в естественных условиях на уровне 15–40 мг / кг. Этот уровень может многократно увеличиваться вблизи заводов по производству и переработке свинцовых аккумуляторов.Уровни загрязнения почвы свинцом в развивающихся странах, в том числе на африканском континенте, составляют 40–140 000 мг / кг. (См. BU-705: Как утилизировать батареи.)

Серная кислота

Серная кислота в свинцово-кислотных аккумуляторах очень агрессивна и более вредна, чем кислоты, используемые в большинстве других аккумуляторных систем. Попадание в глаза может вызвать необратимую слепоту; глотание повреждает внутренние органы, что может привести к летальному исходу. При оказании первой помощи необходимо промывать кожу в течение 10–15 минут большим количеством воды, чтобы охладить пораженные ткани и предотвратить вторичное повреждение.Немедленно снимите загрязненную одежду и тщательно промойте подлежащую кожу. При обращении с серной кислотой всегда надевайте защитное снаряжение.


Кадмий

Кадмий, используемый в никель-кадмиевых батареях, при попадании внутрь считается более вредным, чем свинец. Рабочие заводов по производству никель-кадмиевых аккумуляторов в Японии испытывают проблемы со здоровьем из-за длительного воздействия металла, и правительства запретили захоронение никель-кадмиевых батарей на свалках. Мягкий беловатый металл, который естественным образом встречается в почве, может повредить почки.Кадмий может проникнуть через кожу при прикосновении к разлитой батарее. Поскольку большинство никель-кадмиевых батарей герметично, обращение с неповрежденными элементами не представляет опасности для здоровья; осторожность требуется при работе с открытым аккумулятором.

Металлогидрид никеля считается нетоксичным, и единственное беспокойство вызывает электролит. Хотя никель токсичен для растений, он не опасен для человека.

Литий-ионный тоже безвреден - аккумулятор содержит мало токсичного материала. Тем не менее, при работе с поврежденным аккумулятором соблюдать осторожность.При обращении с разлитой батареей не касайтесь рта, носа или глаз. Тщательно вымойте руки.

Храните маленькие батарейки в недоступном для детей месте. Дети младше четырех лет чаще всего проглатывают батарейки, и чаще всего попадают внутрь батарейки. Ежегодно только в Соединенных Штатах более 2800 детей проходят лечение в отделениях неотложной помощи по поводу проглатывания батарейки. Согласно отчету за 2015 год, количество серьезных травм и смертей от проглатывания батареек увеличилось в девять раз за последнее десятилетие.

Батарея часто застревает в пищеводе (трубке, по которой проходит еда). Вода или слюна создают электрический ток, который может вызвать химическую реакцию с образованием гидроксида, едкого иона, который вызывает серьезные ожоги окружающих тканей. Врачи часто мисди

.

Разрядка при высоких и низких температурах - Battery University

Изучите ограничения при эксплуатации аккумулятора при неблагоприятных температурах и узнайте, как минимизировать последствия.

Как и люди, батареи лучше всего работают при комнатной температуре. Нагрев разряженной батареи в мобильном телефоне или фонарика в джинсах может обеспечить дополнительное время работы из-за улучшенной электрохимической реакции. Вероятно, это также причина, по которой производители предпочитают устанавливать батареи при температуре 27 ° C (80 ° F).Эксплуатация аккумулятора при повышенных температурах улучшает характеристики, но длительное воздействие сокращает срок его службы.

Как известно всем водителям в холодных странах, теплый аккумулятор проворачивает двигатель автомобиля лучше, чем холодный. Низкая температура увеличивает внутреннее сопротивление и снижает емкость. Батарея, которая обеспечивает 100-процентную емкость при 27 ° C (80 ° F), обычно обеспечивает только 50 процентов при –18 ° C (0 ° F). Кратковременное уменьшение емкости зависит от химического состава батареи.

Сухой твердой полимерной батарее требуется температура 60–100 ° C (140–212 ° F), чтобы способствовать потоку ионов и стать проводящим.Этот тип батарей нашел свою нишу на рынке стационарных источников питания в жарком климате, где тепло служит катализатором, а не недостатком. Встроенные нагревательные элементы обеспечивают постоянную работу батареи. Высокая стоимость батареи и соображения безопасности ограничили применение этой системы. Более распространенный литий-полимерный использует гелеобразный электролит для повышения проводимости.

Все батареи достигают оптимального срока службы при использовании при 20 ° C (68 ° F) или немного ниже. Если, например, аккумулятор работает при температуре 30 ° C (86 ° F) вместо более умеренно более низкой комнатной температуры, срок службы батареи сокращается на 20 процентов.При 40 ° C (104 ° F) потери возрастают до колоссальных 40 процентов, а если зарядка и разрядка происходит при 45 ° C (113 ° F), срок службы составляет лишь половину того, что можно ожидать при использовании при 20 ° F. С (68 ° F). (См. Также BU-808: Как продлить срок службы литиевых батарей.)

Производительность всех батарей резко падает при низких температурах; однако повышенное внутреннее сопротивление вызовет некоторый эффект потепления из-за потери эффективности, вызванной падением напряжения при подаче тока нагрузки. При –20 ° C (–4 ° F) производительность большинства батарей составляет около 50 процентов.Хотя NiCd может опускаться до –40 ° C (–40 ° F), допустимый разряд составляет всего 0,2 ° C (5-часовой режим). Specialty Li-ion может работать при температуре –40 ° C, но только при пониженной скорости разряда; о зарядке при такой температуре не может быть и речи. При использовании свинцово-кислотного электролита существует опасность замерзания электролита, что может привести к растрескиванию корпуса. Свинцовая кислота замерзает быстрее при небольшом заряде, когда удельный вес больше похож на воду, чем при полном заряде.

На рисунке 1 показано напряжение разряда Li-ion 18650 при различных температурах.Разряд 3А элемента 2,8 Ач соответствует уровню заряда 1,07 ° С. Уменьшение емкости при низкой температуре применяется только в том случае, если ячейка находится в этом состоянии и восстанавливается при комнатной температуре.


Рис. 1. Напряжение разряда литий-ионного элемента 18650 при 3 А и различных температурах.
Тип элемента: Panasonic NRC18650PD, номинал 2,8 Ач, LiNiCoAlO2 (NCA)
Источник: Technische Universität München (TUM)

Соответствующие элементы с одинаковой емкостью играют важную роль при разрядке при низкой температуре и под большой нагрузкой.Поскольку элементы в аккумуляторном блоке никогда не могут быть идеально согласованы, отрицательный потенциал напряжения может возникнуть на более слабом элементе в многоэлементном блоке, если позволить разряду продолжаться за пределами безопасной точки отключения. Известный как инверсия ячейки, слабая ячейка подвергается стрессу до точки развития постоянного электрического короткого замыкания. Чем больше количество ячеек, тем больше вероятность обратного обращения ячеек под нагрузкой. Переразряд при низкой температуре и

.

Смотрите также

ООО ЛАНДЕФ © 2009 – 2020
105187, Москва, ул. Вольная д. 39, 4 этаж.
Карта сайта, XML.