Батареи металлические: Стальные радиаторы отопления по низкой цене. Купить стальные батареи в VseInstrumenti.Ru.
Батареи отопления металлические
Как выбрать стальной радиатор отопления
Оглавление:
- Важные моменты
- Трубчатый
- Секционный
- Подключение
- Видео
Любое жилое помещение должно обогреваться. Важным звеном отопительной системы является радиатор. Насколько комфортными будут условия в вашем доме, зависит от этого прибора. Как выбрать стальной радиатор отопления, обладающий необходимыми характеристиками? Для решения этой проблемы надо рассмотреть существующие типы таких радиаторов.
Важные моменты
При выборе отопительного радиатора необходимо учесть, насколько он совместим с установленной системой отопления. В случае несоответствия показателей прибора параметрам обогревательной системы возможна быстрая поломка радиатора. К таким показателям следует отнести максимальную температуру теплоносителя, теплоотдачу и давление.
Основной параметр радиатора, который характеризует эффективность теплоотдачи – тепловая мощность. Именно от нее зависит, какая температура будет в помещении. Для правильного выбора радиатора отопления следует учесть факторы, влияющие на возможность поддержания необходимого диапазона температур. К таким факторам относятся – внешние и внутренние размеры помещения, количество этажей и окон, толщина стен. Учет этих показателей позволит оценить потери тепла в здании и определить мощность отопительного прибора.
Когда думают о том, какие радиаторы выбрать, часто останавливаются на отопительных приборах из стали. Они представлены в достаточно широком ассортименте. Какой радиатор выбрать, чтобы он не только хорошо обогревал, но и вписывался в интерьер помещения?
Трубчатый
В состав трубчатого радиатора входят два коллектора: верхний и нижний. Они соединены друг с другом при помощи стальных трубок. Поверхность радиаторов гладкая, на ней отсутствуют ребра. На отопительный прибор сверху наносится специальная эмаль, которая не дает пыли задерживаться на поверхности. Все выступы радиатора имеют округлую форму. Это позволяет отнести данные приборы к «травмобезопасным изделиям». Различают секционный и несекционный типы трубчатых радиаторов.
Важный показатель этих приборов – толщина металла, из которого изготовлены стенки трубок. Каждый производитель использует металл или сплав определенной толщины. Этот параметр должен соответствовать типу воды, которая используется как теплоноситель. Некоторые производители наносят внутреннее полимерное покрытие. Это повышает срок службы прибора. Трубчатый радиатор способен выдержать предельное давление в 15 атмосфер.
Панельный
Панельный радиатор применяется в основном в малоэтажных домах с автономной отопительной системой. Это обусловлено максимально возможным давлением для такого радиатора. Оно составляет 9 атмосфер. В состав радиатора входят два стальных листа. Листы соединены друг с другом при помощи сварки. Это повышает показатель надежности радиатора. Перед сборкой листы подвергаются процессу штамповки. В них образуются каналы, по которым будет перемещаться теплоноситель.
Сталь обладает хорошей теплопроводностью. Для усиления этого показателя в радиатор добавлены специальные ребра, которые устанавливают и крепят с внешней стороны прибора – они повышают конвекцию воздуха. Для уменьшения коррозии при изготовлении панельных радиаторов используется низкоуглеродистая сталь.
Но разработчики совершили бы ошибку, оставив прибор без дополнительной обработки. Перед сборкой листы металла обезжиривают, фосфатируют, покрывают эмалью и подвергают процессу термообработки. В результате у металла увеличивается сопротивляемость коррозии.
Секционный
Данный тип радиатора состоит из нескольких секций. Для их изготовления применяются стальные листы. Секционный радиатор очень напоминает панельный, только он обладает меньшими размерами. Каждая секция имеет несколько каналов, по которым протекает теплоноситель.
Радиатор может наращиваться с помощью добавления дополнительных секций. Максимальное давление, которое может выдержать прибор – 5 атмосфер. Секционный радиатор используется преимущественно в строениях частного типа.
Подключение
Отопительные радиаторы различают также по методам присоединения. Существуют боковые, универсальные и нижние подключения. При боковом подключении подающая труба выходит из стены. Она присоединяется сверху. Клапаны прибора отопления находятся между радиатором и стеной.
При нижнем подключении предусмотрена система регулирования температуры. Особенностью таких приборов является наличие термостатического клапана. Радиатор с нижним подключением также можно соединить с системой отопления со стороны стены. Если подающая труба находится в полу, для подключения используется комплект для прямого соединения. Когда труба с теплоносителем выходит из стены применяется комплект для углового подключения.
Какой бы тип стальных радиаторов ни был выбран, правильный расчет тепловой мощности и учет эксплуатационных характеристик позволит отопительным приборам работать долго и надежно.
Видео
В этом видео рассказывается о том, как выбрать стальной радиатор отопления:
infoaqua.ru
Стальные радиаторы отопления: характеристики, конструкция, особенности
Многие владельцы объектов недвижимости (как частных домов, так и квартир) при выполнении строительных работ часто сталкиваются с проблемой выбора радиаторов для системы отопления.
Отечественный рынок предлагает просто таки огромный выбор разнообразных вариантов, каждый из которых имеет свои определенные особенности, характеристики и, конечно же, цену.
Конструкция стальных панельных радиаторов
В то же время, несмотря на большой выбор, опытные люди не обращают внимания на различные новомодные модели, отдавая предпочтение качественным, надежным и проверенным стальным радиаторам отопления. Способствует распространению батарей из стали еще и их доступная стоимость, которая в разы ниже, нежели у алюминиевых или же биметаллических изделий.
Радиаторы отопления из стали: как они устроены
Стальной радиатор отопления – отопительный прибор, благодаря которому обогрев, как квартиры, так и загородного дома станет более доступным, эффективным и производительным. В ходе изготовления таких радиаторов в качестве основного материала используется высокопрочная сталь, за счет которой и удается достичь уникальных эксплуатационных характеристик.
В большинстве своем многие модели батарей отопления производятся из холоднокатаного стального проката, толщиной 1,25-1,75 мм. Как следствие, исключительная прочность оборудования и эксплуатационные качества сохраняются надолго.
Конструктивно стальные радиаторы можно разделить на 3 основные группы:
- Секционные стальные отопительные радиаторы. Отличительная особенность – повышенная прочность и возможность работы при повышенном давлении. Внешне батареи данного типа схожи с традиционными чугунными, но более долговечны, практичны, да и работать могут при давлении 10-16 атм.
Секционные батареи из стальных листов
Составлены обогреватели из нескольких секций, соединенных посредством точечной сварки. Следует отметить, что цена у секционных радиаторов из стали является наиболее высокой, так как процесс производства имеет свои определенные особенности;
- Отопительные стальные радиаторы трубчатого типа. Выпускаются в виде группы трубок определенного диаметра, объединенных в единую систему. Рассчитаны на эксплуатацию при давлении 10-15 атм, а потому идеально подходят для автономных и централизованных отопительных систем.
Имеют довольно броский и оригинальный дизайн исполнения, скругленные формы которого позволяют выгодно дополнить интерьер любого помещения. К достоинствам можно отнести способность выдерживать высокое давление и отсутствие протечек. Изготавливают подобные батареи различные компании, среди которых можно выделить Demrad, Korado, Purmo.
- Панельные отопительные батареи из стали. В последнее время именно такие стальные отечественные радиаторы отопления (та же Лидея) пользуются популярностью среди потребительской аудитории. Представлены в широком стилевом и ценовом диапазоне, а потому выбрать определенный вариант можно для любого дома.
Диапазон размеров панельных стальных радиаторов
Отличительными чертами панельных отопительных радиаторов из стали можно назвать их доступную стоимость (по сравнению с теми же секционными или трубчатыми), высокий коэффициент теплопередачи и производительности. Рассчитаны батареи на работу в диапазоне 6-10 атм и максимальный нагрев теплоносителя до 110 С.
Конструкция панельных батарей такова, что два стальных листа с отштамповкой сварены между собой посредством современных сварочных технологий (по ним и производится циркуляция теплоносителя). Также, предусмотрены П-образные ребра, повышающие объем тепловых масс, проходящих через радиаторы.
Кроме отечественных моделей большим спросом пользуются также и стальные батареи, изготовленные за рубежом. В частности, среди популярных моделей можно назвать Корадо (Чехия) и Demrad (Турция).
Совет. Выбор того или иного типа стальных радиаторов зависит от множества факторов, среди которых цена играет тоже не последнюю роль.
Нужно обязательно учитывать рабочее давление в системе, температуру и состав теплоносителя, а также особенности интерьера помещения.Стальные батареи Корадо
Почему именно стальные батареи: преимущества
Несмотря на то, что типы стальных отопительных батарей существенно отличаются друг от друга, едиными для них являются эксплуатационные характеристики.
Среди основных преимуществ подобной техники можно выделить:
- Высокая производительность. Инструкция к батареям отопления из стали говорит о том, что коэффициент теплопередачи у них намного выше, чем у многих аналогов из чугуна. Как следствие, установка оборудования возможна в любой системе отопления, они справляются с обогревом как компактного, так и большого помещения;
- Простота эксплуатации и ухода. Все, что требуется от владельца дома – регулярно протирать батареи от пыли. Какого-то другого обслуживания радиаторам не потребуется;
- Стильный внешний вид. На нашем сайте можно просмотреть фото и видео, на которых панельные, трубчатые и секционные стальные обогреватели во всей красоте. За счет таких качеств установка техники возможна в любом доме, а радиаторы выгодно дополнят особенности интерьера;
- Возможность подбора мощности оборудования в зависимости от особенностей системы отопления, площади и множества других факторов;
Трубчатые батареи из стали
- Оптимальная цена, особенно, если сравнивать с другими предложениями. Прекрасный выбор для случаев, когда бюджет ремонта ограничен;
- Долговечность безотказной эксплуатации, возможность выдерживать гидравлические удары.
Совет. В ходе приобретения стальных радиаторов (вне зависимости от типа) необходимо обязательно дополнительно позаботиться о покупке специального комплекта для установки. За счет таких комплектов можно обеспечить быструю и качественную установку оборудования.
Стальные батареи: возможности установки
Обогревательное оборудование из стали – универсальное решение проблем с отоплением любых объектов недвижимости, начиная от небольших загородных коттеджей и заканчивая городскими квартирами и офисами. Батареи превосходно справляются с поставленной задачей, обеспечивают качественную передачу тепла помещению, даже если производительность котла сравнительно невысока.
Монтаж стальных радиаторов (в том числе и своими руками) может быть выполнен в любую отопительную систему, как автономную, так и централизованную. При этом не имеет значения материал труб, к которым производится присоединение батарей.
Батарея с боковым подключением
Медь, пластик, сталь или даже металлопластик – стальные обогреватели прекрасно контактируют с любыми материалами, отсутствует конфликт между металлами и, как следствие, снижается уровень коррозии, повышается долговечность работы системы.
Подключение стальных радиаторов: основные типы
Современные отопительные стальные радиаторы, представленные на отечественном рынке, могут подключаться к обогревательной системе несколькими основными способами:
- Боковое подключение (с правой или левой стороны). Подающая труба подключается к верхнему патрубку радиатора, а обратка – к нижнему. Обеспечивается эффективная циркуляция теплоносителя и качественная теплопередача. Использовать такое подключение можно при длине радиатора до 1,6 метра. Также, такое подключение идеально для радиаторов, длина которых в 4 раза больше высоты;
- Нижнее подключение. За счет такого встраивания отопительных приборов в систему обогрева, можно обеспечить наиболее максимальную мощность оборудования, качество передачи тепла от теплоносителя. Стальные батареи, оборудованные патрубками для нижнего подключения, также комплектуются термостатами. За счет дополнительного оборудования можно контролировать температуру нагрева теплоносителя и обеспечивать высокую производительность.
Радиатор из стали с нижним подключением к системе
Заключение
Батареи, выполненные из высокопрочной стали – превосходный выбор для большинства существующих в настоящее время систем отопления. Такие обогреватели являются превосходной заменой традиционным и уже морально устаревшим чугунным приборам, возможностью существенно повысить эффективность работы отопительной системы.
Широчайший ассортимент техники, представленной на отечественном рынке, разнообразие моделей и производителей – все это позволяет подобрать оптимальный тип батарей для любого дома или административного здания. Кроме того, существует и масса дополнительного оборудования для стальных приборов, благодаря которому появляется возможность поддерживать определенный температурный режим в помещении.
Радиаторы из стали как отечественного, так и зарубежного производства – залог тепла и уюта в доме, возможность обеспечить качественную и производительную систему и существенно сэкономить на топливе.
загрузка…
Page 2
Радиаторы отопления – приборы, которые можно встретить в абсолютно любом доме и квартире. Как правило, батареи имеют стандартный внешний вид, который не менялся со времен их изобретения (особенно это касается чугунных радиаторов), но, порой, владельцу недвижимости хочется внести в интерьер помещений какую-то оригинальность.
Специально для таких целей отечественный рынок предлагает всевозможные дизайнерские отопительные радиаторы.
Декоративные радиаторы в интерьере
Декоративные отопительные радиаторы: оригинальность исполнения
Батареи отопления, разработанные профессиональными дизайнерами, выглядят необычно, оригинально и продумано. Декорирование радиаторов отопления выполняется специально для того, чтобы создать изысканный интерьер, подчеркнуть оригинальность и неповторимость дизайна оформления помещения.
Дизайнерские отопительные батареи создаются посредством того, что на них устанавливаются разнообразные декоративные панели для радиаторов отопления. При этом разнообразие вариантов исполнения подобных приборов отопления настолько велико, что выгодно подобрать можно оптимальный вариант для любого дома или квартиры, учитывая особенности отделки интерьера и системы обогрева.
Декоративные панели на батареи отопления: стильно, практично, оригинально
Дизайнерские отопительные приборы – превосходный выбор для загородного дома или квартиры. Если традиционные «советские» батареи уже порядком надоели, и хочется чего-то нового и интересного, то нужно обязательно рассмотреть возможность установки декоративных агрегатов в систему обогрева.
Декоративные панели на радиаторы отопления можно назвать наиболее значимыми составляющими в конструкции современной батареи. Благодаря наличию подобных конструктивных элементов, больше нет необходимости закрывать приборы в помещении громоздкими шторами или прятать их в нишах стен.
Дизайнерский радиатор с хромированным покрытием
Достаточно просто установить подобные батареи отопления в доме и можно не беспокоиться об оригинальности и неповторимости интерьера. Это удивительно грамотный дизайнерский ход, особенно актуальный для помещений с большим количеством батарей отопления (например, выставочные залы, спортзалы и холлы общественных зданий).
Совет: Перед тем, как сделать выбор того или иного дизайнерского радиатора отопления важно обязательно определиться со стилем и посмотреть, насколько хорошо агрегат вписывается в интерьер. Только в таком случае обеспечено гармоничное сочетание элементов и их оригинальность.
Разнообразие вариантов исполнения декоративных радиаторов
Декор радиаторов отопления, представленных на отечественном рынке, может быть самым разнообразным. Как можно видеть на многих фото и видео в сети интернет, размеры, а также варианты исполнения декоративных батарей могут быть самыми разнообразными. Естественно, что своими руками любой дом или квартиру можно сделать неповторимыми, но для этого понадобиться упорство.
Чугунный декоративный радиатор
Не лишним будет отметить, что разнообразные декоративные экраны могут собираться в виде рамок из профиля, дополнительно покрытых пластиком, в том числе, имитирующим натуральное дерево. Не исключение и металлические изделия, покрытие хромом или другими вариантами отделочных материалов.
К тому же, представлены в специализированных торговых точках декорированные разнообразными вариантами термографии радиаторы. Изготовлены они из качественной жаропрочной жести, покрытой слоем порошковой краски.
Цена на радиаторы отопления декоративной группы может быть самой разнообразной и зависит, в первую очередь, от материалов изготовления и размеров. Тем не менее, ценовой диапазон достаточно широк для того, чтобы выбрать определенный вариант исполнения дизайнерского радиатора в наше время мог каждый желающий.
Это чрезвычайно удобные и красивые изделия, которые кроме практической, имеют еще эстетическую ценность.
Декоративный радиатор отопления с экраном
Преимущества декоративных радиаторов отопления
Современные отопительные приборы с декором имеют массу преимуществ перед более традиционными вариантами исполнения изделий, что, несомненно, положительно сказывается на их популярности.
Среди наиболее значимых достоинств подобных устройств можно выделить:
- Оригинальный и неповторимый стиль исполнения. Радиаторы с декоративными панелями, да и просто выполненные в собственном стиле, превосходно смотрятся в любом интерьере, делают его более интересным и придают шарм;
- Защита от ожогов. Декоративная панель, установленная на дизайнерские радиаторы, исключают возможность получения ожогов при касании отопительного прибора. Это очень важно, особенно, если батарея установлена в детской комнате;
- Исключение длительного конвекционного воздействия батареи на человека. За счет установки декоративных экранов непосредственно на секции радиатора отопления удается исключить возникновение ощущения духоты и перегрузки организма человека;
- Разнообразие стилевых исполнений, возможность выбора определенной модели радиатора, основываясь на особенностях интерьера помещения. Это чрезвычайно выгодное достоинство дизайнерских отопительных батарей, ведь часто для какого-нибудь оригинального интерьера выбрать среди классических предложений что-то просто невозможно;
Декоративные экраны для отопительных батарей
- Большой выбор материалов, из которых изготавливаются как сами оригинальные радиаторы, так и различного рода экраны к ним.
youtube.com/embed/GQAMNv1Ucms»/>
Радиаторы отопления, изготовленные индивидуально профессиональными дизайнерами – возможность сделать любое помещение в доме или квартире более интересным и оригинальным. Разнообразие стилевых исполнений, большой ассортимент предложений в самом широком ценовом диапазоне – все это сегодня делает декоративные приборы самым оптимальным выбором для любого дома, квартиры или другого помещения, в том числе, и общественного.
В настоящее время выгодно приобрести можно как уже готовые отопительные радиаторы, так и заказать индивидуальное изготовление декоративных батарей отопления, что открывает широчайшие возможности перед дизайнерами. Инструкция к подобным радиаторам проста и незамысловата, а потому установка и обслуживание не вызовут проблем.
загрузка…
Page 3
Разнообразие отопительных конвекторов, которое нам предлагают сегодня
Каждый год, когда начинается отопительный сезон, вы с недовольством замечаете, что батареи греют как-то не так. Вы ругаете коммунальщиков за то, что они плохо отапливают, но подумайте, может, их вины тут нет? Не исключено что ваши батареи просто засорились и пришли в негодность, и настало время просто заменить их. Тогда вы должны разобраться, какие типы радиаторов отопления применяются для обогрева помещений.
Прочитайте наше небольшое руководство, которое познакомит вас с современными радиаторами отопления и поможет сделать правильный выбор новых батарей для вашей квартиры или дома.
Классификация приборов отопления
Как и все в теплотехнике, батареи отопления (радиаторы) тоже делятся на виды, как правило, на два основных. Вот что мы можем сегодня использовать для монтажа у себя дома.
- Водяные радиаторы отопления– соответственно нагрев происходит с помощью воды. Нагреваясь до определенной температуры, вода по трубам поступает в батарею, где и отдает тепло помещению.
- Электрические радиаторы отопления – по-другому их еще можно классифицировать, как электро конвекторы. Они только внешне похожи на обыкновенные радиаторы, принцип работы у них абсолютно разный. Использовать их рекомендуется больше как дополнительный источник тепла, так как цена электроэнергии делает их экономически не выгодными.
Примечание! Конечно, там, где просто нет возможности использовать водяное отопление, придется воспользоваться электрическим. К примеру, если у вас есть дача за городом, и вы посещаете ее по выходным, вам вполне подойдет такой конвектор, он точно не даст вам замерзнуть.
Давайте теперь разберемся, какие бывают радиаторы отопления, точнее сказать их типы. Их тоже не так уж много, но именно они влияют на главный параметр — теплоотдачу.
Группы, на которые делятся теплоносители
Качественное исполнение — гарантия долгой эксплуатации
Вы наверняка не раз замечали, приходя в магазин сантехники, или же в гости к знакомым, что все отопительные приборы имеют разные конструкции. Они действительно выглядят по-разному, и это характеризует их типы, а именно.
- Секционные – к этому типу относятся отопительные приборы:
- чугунные,
- биметаллические,
- алюминиевые.
Как следует из определения, такой радиатор в собранном виде состоит из секций. Как вы помните старые чугунные батареи — это набор определенного количества секций. И если вам приходилось сталкиваться с новыми, алюминиевыми. То вы наверняка заметили, что они тоже состоят из секций, только более эстетично выглядят.
- Панельные – такие отопительные приборы изготавливаются, только из стали. На вид это плоская батарея с выпуклостями, для движения воды. Широкое применение получили в начале восьмидесятых, устанавливались в основном в панельных домах.
Сегодня они модифицировались производителем и выпускаются немного в другом виде. Причем теплоотдача у них увеличилась, и они тоже широко применяются в быту.
Из всего вышеперечисленного можно сделать вывод, секционные приборы отопления широко применяются в системах обогрева и зарекомендовали себя с положительной стороны. И теперь подробнее о том, какие бывают радиаторы отопления секционные и панельные.
Чугунные секционные
Фото чугунных радиаторов в современном исполнении
Такие устройства отопительных приборов появились еще в бывшем союзе. Они широко и повсеместно применялись в отоплении как жилых, так и нежилых помещений.
Такая конструкция позволяет прогреть теплоноситель до ста тридцати градусов, это максимальная температура. Но до такой температуры их конечно не прогревают. За счет того, что чугун хорошо и долго после нагрева отдает тепло, они и были на первом месте отопительных приборов тех лет.
Но не стоит забывать, что чугунные батареи гораздо дольше нужно нагревать до нужной температуры, а это в сегодняшних условиях требует большего расхода энергоносителя, топлива. Поэтому в целях экономии не каждый решается на установку чугунных радиаторов.
Сегодня внешний вид современных чугунных батарей немного изменился, но технические характеристики остались те же. Одна секция радиатора способна обогреть два квадрата помещения, что не так уж плохо.
Информация! Только потому, что нагрев таких приборов требует большего расхода топлива, для дорогих видов топлива, такие конструкции не рекомендуется использовать. Можно выбрать более экономичный отопительный прибор, например батареи из алюминия.
Секционные алюминиевые
На фото алюминиевые теплоносители во всей красе
Это прямая альтернатива чугунным батареям отопления. Такое отопительное оборудование намного легче по весу и конечно менее теплоемкое. Они очень быстро нагреваются до заданной температуры, и отдают тепло не хуже чугуна.
Обычно у них достаточно эстетичный и аккуратный внешний вид, что позволяет им отлично вписываться в любой современный интерьер.
Одна секция такого теплоносителя способна обогреть один квадрат помещения, это немного меньше чем чугун, но гораздо экономнее в расходе топлива.
Причем если вы будете устанавливать такие батареи своими руками, вы без особых усилий с этим справитесь, так как они имеют небольшой вес в отличие от чугунных. Практически любой специалист порекомендует вам именно такие батареи для вашего дома.
Биметаллические теплоносители
Биметаллические теплообменники очень похожи на алюминиевые, но конструкция разная
По внешнему виду теплоносители такого типа очень похожи на алюминиевые, они практически одинаково выглядят. Но внутреннее устройство, в котором соединены алюминий и сталь, и дала им классификацию, биметаллические.
В биметаллических батареях отопления внутри проходит теплопроводный канал, который выполнен из нержавеющей стали. Такая конструкция позволила значительно увеличить прочность данных приборов. Плюс ко всему теплопроводность этих радиаторов больше чем алюминиевых.
Таким образом, эти обогревательные приборы можно использовать с теплоносителем эконом класса. Площадь, которую способна обогреть одна секция данного радиатора, равна 1.4 квадратных метра жилой площади.
Они так же имеют небольшой вес, и инструкция по установке такого прибора, практически такая же, как и у алюминиевого. Эти устройства практически идентичные в своем исполнении.
Важно! Все современные отопительные приборы имеют различный размер секции. Поэтому при выборе радиаторов для установки их в систему отопления обязательно уточняйте мощность секции. Исходя из этого, вы уже сделаете точный расчет количества секций на определенное помещение.
Панельные стальные теплообменники
Очень хорошо вписываются в любой интерьер
По техническим характеристикам таких агрегатов можно сделать вывод, что эти приборы золотая середина между чугуном и алюминием. Теплоотдача таких радиатором немного меньше, чем у чугунных, но гораздо выше, чем у алюминия.
Такое соотношение достигается самой конструкцией и материалом, из которого они сделаны. Обычно это стальные листы, которые соединяют между собой путем штамповки. Как известно сталь обладает хорошей тепло проводимостью.
Такие теплообменники бывают однорядными, двух рядными, трехрядными. Максимальная температура, которую они могут выдерживать достигает сто двадцать градусов тепла.
Если сравнивать их с чугунными аналогами то для нагрева панельного теплообменника нужно в семь раз меньше воды, плюс ко всему температура воды может быть меньше на двадцать градусов. Этого вполне хватит для нагрева такой батареи и достижение заданной температуры в помещении.
Расчет мощности таких приборов измеряется в целом радиаторе. То есть определенный размер такого отопительного прибора, рассчитан на определенное количество квадратных метров помещения.
В заключении хотим предложить вам посмотреть видео о том, как устроен панельный стальной теплообменник, и почему он так эффективен в устройстве систем автономного отопления.
загрузка…
otoplenie-gid.ru
Какие батареи отопления лучше?
Оцените: Рейтинг: 5,00 (1 голосов) Loading…
Надеюсь, данная статья, сможет помочь вам определиться с выбором батареи отопления.
На рынке представлены следующие виды батарей отопления:
- чугунные батареи
- стальные батареи, их еще называют металлическими
- биметаллические батареи, есть усиленной конструкции
- алюминиевые батареи
Мы рассмотрим подробно плюсы и минусы всех вариантов батарей отопления.
Чугунные радиаторы батарей отопления
Это самые старые батареи которые используют для отопления. Несмотря на свой почтенный возраст их и сейчас довольно часто устанавливают для отопления. Свою популярность чугунные батареи получили из-за неприхотливости в эксплуатации. Чугуну совершенно безразлично какого качества вода в него поступает и в дополнение к этому отличная устойчивость к ржавению. Именно поэтому чугунные батареи отлично подходят для установки в высотных домах, поскольку могут выдержать большое внутреннее давление. Еще можно добавить хорошую теплопроводность и ударопрочность.
Подытожим плюсы чугунных батарей отопления:
- долговечны, могут прослужить больше 50 лет
- выдерживают гидроудары
- не подвержены коррозии
- дешевая цена
Минусы чугунных батарей отопления:
- практически не возможно регулировать температуру, даже при установке терморегулятора. Это связанно с свойствами чугуна медленно нагреваться и также остывать.
- внутри чугунных батарей отопления помещается большое количество воды. А ведь чем меньше жидкости в системе отопления, тем легче ее нагреть.
- чугунные батареи очень тяжелые.
- непростая установка батарей.
Стальные или металлические батареи отопления
В данных батареях можно использовать терморегуляторы, поскольку стальные панельные батареи хорошо отдают тепло. Благодаря этой способности, их часто применяют в современном строительстве.
Главным недостатком стальных батарей отопления является ржавчина. Процесс коррозии неразрывно связан с кислородом, чем больше его в воде, тем легче ржавеет металл. Поэтому использовать стальные батареи отопления рекомендуют в частных домах и как можно реже сливать теплоноситель, чтобы исключить попадание нового кислорода в систему.
Характеристики теплопроводимости и рабочее давление зависит от типа стальной батареи.
Основные типы стальных радиаторов
Существует 3 типа стальных батарей отопления: 1. Секционный
Слабо держит давление в отопительной системе, до 6 атмосфер. Рекомендуется не применять в многоквартирных домах.
2. Трубчатые радиаторы
Выдерживают 15 атмосфер, что уже позволяет устанавливать их в квартире. Добавим к этому отличную теплопроводность и большую площадь прогрева.
3. Панельные
Не сильно известные у нас, но очень популярные за границей батареи отопления. Радиатор состоит из двух листов металла, сваренных и образующих емкость. Иногда к панели приваривается гофрированный слой, для увеличения площади отдающей тепло.
Очень эффективные при сравнительно недорогой цене. Выдерживают рабочее давление в 9 атмосфер. К недостаткам можно отнести предрасположенность к коррозии и загрязнению полостей, поэтому на входе можно установить фильтры.
Стальные батареи отопления разделяются и на количество нагревательных элементов:
- 10 тип — с одной панелью
- 11 тип — на панель добавлен 1 гофрированный слой
- 12 или 21 тип — 2 панели нагревателя, а между ними 1 гофрированный слой
- 22 тип — 2 панели и 2 гофрированного слоя
- 33 тип — как вы уже наверно догадались, 3 панели и 3 гофрированного слоя
Остается добавить, что стальные батареи отопления выпускаются различных размеров.
Биметаллические батареи отопления
В производстве этих батарей используют 2 металла, внутри — сталь, снаружи алюминий.
Биметаллические батареи отопления считаются самыми надежными и эффективными. Они взяли самые лучшие качества у своих предшественников. Стальной каркас позволяет выдержать огромное давление до 50 атмосфер, так что можно установить в любую систему отопления. Внешний алюминиевый слой прекрасно отдает тепло, за счет отличной теплопроводимости.
Плюсы биметаллических батарей отопления
- прослужат очень долго.
- небольшой внутренний объем, по сравнению с чугунными радиаторами, позволяет экономить на нагреве теплоносителя.
- устойчивость к коррозии
Минусы биметаллических батарей отопления
Это самые дорогие радиаторы. Единственным утешением послужит их срок службы, который превысит 25 лет.
Алюминиевые батареи отопления
У этих радиаторов самый маленький вес и самая лучшая теплоотдача. Алюминий прекрасно подходит для регулировки температуры батарей отопления.
Рекомендуется устанавливать в частных домах с собственной системой отопления, поскольку алюминий не может выдержать большое давление и чувствителен к составу жидкости проходящей через него. Лучшим вариантом будет залить в систему антифриз.
Если же вы предпочли использовать воду в системе отопления, то вам придется промывать радиаторы примерно раз в год. Для этого лучше подключать алюминиевые радиаторы быстросъемными соединениями.
Как выбрать качественный радиатор батареи отопления?
Первым делом необходимо обратить внимание на внешний вид. Лицевая сторона должна иметь ровную и красивую окраску. Хорошо покрашенная поверхность, без бугров и шероховатостей, не облезет во время эксплуатации. Если внешне батарея отопления выглядит не привлекательно, то вы можете догадаться, что и внутри могут быть серьезные дефекты.
Биметаллические батареи отопления очень сложно, на глаз, отличить от более дешевых алюминиевый. Выбирайте проверенных продавцов и известных производителей. Если есть возможность сравните вес радиаторов: биметаллические существенно тяжелее алюминиевых.
Видео по выбору радиаторов отопления
Совет: Если вам пришлось разобрать батарею отопления на секции, то не используйте старые прокладки. В плане безопасности гораздо лучше положить новую.
Какую батарею отопления поставить в квартиру или дом?
Биметаллическую батарею отопления можно без опаски ставить и в квартиру, и в частный дом. Благодаря своей конструкции она выдерживает очень большое давление и имеет отличную теплоотдачу.
Алюминиевые батареи отопления рекомендуется устанавливать только в частных домах, поскольку они имеют ряд серьезных ограничений:
- Они не выдерживают большое давление. Поскольку алюминий мягкий метал, то радиатор может лопнуть и потечет.
- Если вы используете в системе отопления медные составляющие. Химически, медь и алюминий не совместимы, находясь рядом медь способствует разрушению алюминия.
- Правильно выбирайте жидкость которая будет нагревать батарею. Некоторые теплоносители могут негативно воздействовать на алюминий, в результате химических реакций.
Стальные батареи отопления тоже рекомендуется использовать в частных домах. В сравнении с алюминиевыми у них есть преимущества:
- подходит любой теплоноситель.
- можно использовать в паре с медными элементами.
Теперь вы знаете как выбрать батареи отопления для вашего дома или квартиры. Удачи в ремонте!
kvartirnyj-remont.com
Краткий обзор металлических батарей отопления
Если не брать во внимание камины и керамические рефлекторы, то обогрев жилища производится батареями отопления, основой которых являются радиаторы или конвекторы. Их задача — передать от теплоносителя тепловую энергию в окружающее пространство.
Сталь, медь, алюминий и чугун являются самыми технологичными материалами, теплофизические свойства которых в достаточной степени удовлетворяют санитарным нормам комфортного проживания. Поэтому практически полтора века батареи отопления металлические, изготовленные из этих материалов, верой и правдой служат в системах отопления жилых помещений.
Всех их объединяет наличие каналов для циркуляции теплоносителя и поверхности, через которую проводится теплообмен с окружающей обстановкой. Теплообмен происходит путем излучения от нагретой поверхности и восходящими конвективными потоками, которые интенсифицируют специальными пластинами-ребрами.
В соответствии с этим выделяют две группы отопительных приборов:
- Радиационные (радиаторы) приборы, для которых передача тепла излучением составляет до 80%. В это группу попадает отопительное оборудование с большим внутренним объемом, то есть стальные панельные и чугунные секционные радиаторы. Они эффективны при любой скорости циркуляции теплоносителя и даже при его невысокой температуре.
- Конвективные (конвекторы) приборы, для которых конвективный теплообмен составляет до 90% всего теплообменного процесса с окружающей средой. Они должны иметь большую площадь теплообменной поверхности, для чего она дополнительно оснащается пластинчатыми ребрами. Конвекторы эффективно работают в системах отопления с высокой температурой теплоносителя и большой скоростью его принудительного движения.
Это важно! Из-за необходимости обеспечения высокой скорости теплоносителя очевидно, что для систем автономного отопления с низкой температурой теплоносителя конвекторы не подходят.
Конструкции металлических батарей отопления
В зависимости от конструкции , металлические батареи подразделяются следующим образом:
- Секционные батареи, которые собираются из отдельных металлических секций заданного межосевого размера и заданной теплоотдачей. Форма секций обеспечивает максимальный теплообмен, она может быть эллипсоидной, как в традиционных чугунных батареях, пластинчатой, трубной. Основной недостаток секционных батарей — подверженность межсекционных соединений разгерметизации вследствие изношенности прокладок, механических нагрузок, гидравлических ударов, что приводит к протечкам теплоносителя.
- Панельные радиаторы, представленные двумя плоскими стальными рельефно штампованными панелями, изнутри соединенными пластинами для интенсификации восходящих потоков нагретого воздуха.
- Пластинчатые радиаторы, конструктивно выполненные в виде сердечника из гладкой металлической трубы, внутри которой движется горячий теплоноситель, и насаженных на трубу тонких пластинчатых ребер.
Технические характеристики металлов, из которых производятся батареи отопления
Определяющую роль в эксплуатационных свойствах металлических батарей играют теплотехнические параметры материалов изготовления.
Чугун:
- коэффициент теплопроводности — 50 Вт/(м 0С),
- плотность — 7,2 г/куб. см,
- удельная теплоемкость — 0,482 кДж/(кг0С).
Сталь:
- коэффициент теплопроводности — 58 Вт/(м 0С),
- плотность — 7,85 г/куб. см,
- удельная теплоемкость — 0,482 кДж/(кг0С).
Алюминий:
- коэффициент теплопроводности −221 Вт/(м 0С),
- плотность −2,6 г/куб. см,
- удельная теплоемкость — 0,84 кДж/(кг0С).
Медь:
- коэффициент теплопроводности −407 Вт/(м 0С),
- плотность −8,5 г/куб. см,
- удельная теплоемкость — 0,42 кДж/(кг0С).
Бросается в глаза существенное отличие значений теплопроводности железосодержащих чугуна и стали (соответственно, 50 и 58 Вт/(м 0С), от аналогичных показателей алюминия и меди — соответственно, 221 и 407 Вт/м0С. Вследствие этого, значения теплоотдачи радиаторов, изготовленных этих материалов, существенно разнятся между собой. При этом для алюминиевых радиаторов выигрышным является небольшой вес по сравнению с чугунными и стальными радиаторами.
Усредненные значения теплоотдачи одной секции металлических батарей отопления
Параметр теплоотдачи одной секции радиатора наряду с рабочим давлением теплоносителя является обязательной паспортной характеристикой изделия, позволяющей разумно оценить его способность адаптироваться в системе отопления, а также рассчитать необходимое количество секций для комфортного микроклимата в помещении.
Приведем усредненные значения теплоотдачи для секций с межосевым расстоянием 500 мм, изготовленных из чугуна, стали, алюминия и биметаллической комбинации сталь + алюминий:
- чугунная секция — от 110 до 191 Вт;
- стальная панель — от 642 до 2641 В/м, после уточнения длины панели корректируется величина теплоотдачи в Вт;
- алюминий — от 179 до 198 Вт;
- биметалл — от 168 до 204 Вт.
Это важно! При ориентировочных расчетах батарей отопления рекомендуется принимать минимальные значения теплоотдачи секции, чтобы перестраховаться на влияние факторов, ухудшающих теплообеспечение жилища.
ActionTeaser.ru — тизерная рекламаОцените статью: (Пока нет голосов) Loading …
santehkrug.ru
Декоративные металлические экраны для батарей отопления серии Классика
Цена: от 600 р. за каждую секцию (БЕЗ установки, только самовывоз или доставка). Наличие уточняйте!
Металлические экраны для батарей, радиаторов серии “Классика” делаются из листовой стали и окрашиваются в белый цвет способом порошкового напыления. Это самый бюджетный вариант для дома или офиса. Экраны серии “Классика” крепятся к самой батарее либо к старым кронштейнам с помощью пластиковых хомутов или специальных металлических креплений.
Декоративные решётки (секции) экрана собираются необходимой длины, чтобы закрыть батарею и по желанию трубы. Эти секции, также как и в серии “Тепло Уюта”, скручиваются между собой с помощью винтов и гаек. Максимальный размер по высоте 610 мм, по глубине (отступ от стены) 150 мм. Если батареи выступают от стены не сильно, то используются образцы глубиной (отступ от стены) 100 мм.
К этим экранам также предусмотрены специальные торцевые панели. Посмотреть как смотрится данная серия на батарее можно на фотографиях в начале и конце страницы. Металлический экран радиатора серии “Классика” экологически безопасен. Его можно устанавливать в детских садах, школах, поликлиниках, офисах, квартирах и т.д.
Ниже преведены размеры и цены стандартных секций :
Размер секции (Выс х Шир х Глуб), мм | Цена за 1 секцию (минимальный заказ 20 шт.), руб |
270 х 290 х 100 | 600 |
270 х 290 х 150 | 600 |
270 х 390 х 100 | 900 |
270 х 390 х 150 | 900 |
270 х 490 х 100 | 1150 |
270 х 490 х 150 | 1150 |
Боковая панель 270 х 100(150) | 300 |
440 х 290 х 100 | 630 |
440 х 290 х 150 | 630 |
440 х 390 х 100 | 930 |
440 х 390 х 150 | 930 |
440 х 490 х 100 | 1200 |
440 х 490 х 150 | 1200 |
Боковая панель 440 х 100(150) | 320 |
530 х 290 х 100 | 650 |
530 х 290 х 150 | 650 |
530 х 390 х 100 | 950 |
530 х 390 х 150 | 950 |
530 х 490 х 100 | 1250 |
530 х 490 х 150 | 1250 |
Боковая панель 530 х 100(150) | 340 |
610 х 290 х 140 | 650 |
610 х 390 х 140 | 950 |
610 х 490 х 140 | 1250 |
610 х 590 х 140 | 1650 |
610 х 690 х 140 | 1900 |
Боковая панель 610 х 140 | 360 |
Купить радиаторные решетки на батарею серии “Классика”, вызвать бесплатно замерщика, проконсультироваться вы можете по т. +7(495) 798-98-22. Выезд замерщика бесплатный по г. Москва и Московской области в пределах 15 км от МКАД. Свыше 15 км оплата: 25 р./км.
Какие бывают радиаторы и чем они отличаются
Часто в повседневной жизни, применительно к отоплению, можно услышать слово «батарея». Так вот об этих батареях, а правильнее сказать радиаторах или приборах отопления и пойдет речь.
В прежние времена батарея была массивным, сто раз окрашенным, чугунным изделием под подоконником, которая плохо или хорошо, но выполняла свою функцию — отапливать помещение….
Сегодня батарея — это радиаторы или конвекторы, которые могут иметь различную конструкцию и форму, изготавливаться из разных материалов, окрашиваться в различные цвета радуги, быть элементом дизайна помещения и позволяющие регулировать температуру под ваши индивидуальные запросы (даже автоматически).
Итак, популярно об отопительных приборах:
Какие бывают радиаторы и чем они отличаются
По конструкции все гидравлические отопительные приборы можно разделить на четыре основных типа: секционные, панельные, трубчатые (к ним относятся и полотенцесушители) и конвекторы.
Секционные отопительные приборы
Такие приборы состоят из отдельных нагревательных элементов-секций. Секционными могут быть отопительные приборы из алюминия, чугуна, стали, а также так называемые биметаллические (имеющие алюминиевый корпус и стальную трубу, по которой движется теплоноситель). Секции соединяются между собой при помощи ниппелей, а между секциями устанавливаются уплотнения. Чаще прокладки изготавливаются из резины, что нормально при использовании воды в качестве теплоносителя, но недопустимо при использовании в качестве теплоносителя антифриза, т.к. резина может быть разрушена его агрессивным воздействием (в таких случаях в современных отопительных приборах применяются специальные уплотнения).
Панельные (несекционные) отопительные приборы
В основном это стальные панельные радиаторы. Конструкция панельного радиатора — это грубо говоря два сваренных между собой стальных листов (толщиной, обычно, 1,25 мм ) с вертикальными каналами, в полости которых циркулирует теплоноситель. Для увеличения нагреваемой поверхности, а, как следствие, теплоотдачи к тыльной стороне панели приварены стальные П-образные рёбра.
Трубчатые отопительные приборы
В большинстве случаев конструкция таких радиаторов состоит из вертикально расположенных изогнутых стальных трубок, соединяющих верхний и нижний коллекторы. Стоит отметить, что стальные трубчатые радиаторы — это обычно наиболее дорогой тип радиаторов (в пересчете на 1 кВт).
Конвектор, образно говоря, — это одна или несколько труб (по которым движется теплоноситель) с «надетыми» на них металлическими «ребрами-пластинами». Воздух проходит сквозь конвектор снизу вверх, нагреваясь от многочисленных теплых оребрений.
Трубы таких отопительных обычно изготавливаются из стали или меди. В некоторых конвекторах величина теплового потока регулируется специальной заслонкой, открывая или закрывая которую, можно увеличить или уменьшить поток движущегося нагретого воздуха. Конструкция конвектора может быть совсем открытой или закрытой декоративным кожухом (в настенных и плинтусных вариантах). Конвекторы встраиваемые в пол накрываются декоративной решеткой.
Все об алюминиевых радиаторах
Преимущества алюминиевых радиаторов:
— алюминиевые радиаторы имеют очень хорошую теплоотдачу.
— алюминиевые радиаторы имеют низкую массу (вес одной секции без воды около одного кг), что облегчает монтаж.
— алюминиевые радиаторы имеют привлекательный дизайн и поэтому зачастую потребители делают выбор в пользу алюминиевых радиаторов.
Наиболее распространены модели алюминиевых радиаторов с межцентровым (межосевым) расстоянием 500 мм и 350 мм (также существуют варианты с межосевым расстоянием 200, 400, 600, 700, 800 мм и др.). Необходимая длина алюминиевого радиатора и соответственно его мощность «набирается» (складывается) из отдельных секций, что позволяет достаточно точно подобрать требуемые для отопления конкретного помещения параметры.
Для подключения алюминиевых радиаторов к системе отопления необходим монтажный комплект, включающий в себя: от 2-х до 4-х кронштейнов, кран Маевского (воздухоспускной кран ручного регулирования), проходные пробки (переходники) различного диаметра (1/2 дюйма или ¾ дюйма) и направленности (левая или правая) и глухие пробки (заглушки).
По желанию заказчика на подводящих и/или отводящих теплоноcитель трубах можно установить шаровые краны/вентили (для демонтажа радиатора или для экстренного отключения от системы отопления), а также термостатические вентили с термоголовками (для поддержания заданной температуры в помещении).
Существует две технологии производства алюминиевых радиаторов:
— литые (каждая секция отливается как цельная деталь к которой привариваются донные части).
— экструзионные — произведенные методом экструзии. При экструзии алюминиевый сплав продавливается через сильеру стальные пластины с отверстиями определенной формы и сечения (экструдеры), в результате чего получают длинные профили определенной формы. После остывания полученные заготовки нарезают по размерам радиатора, после чего привариваются донные и верхние части.
Рабочее давление алюминиевых радиаторов разных производителей отличается достаточно существенно. Можно сказать, что существуют 2 типа алюминиевых секционных радиаторов:
— стандартный «европейский» тип, рассчитанный на рабочее давление примерно 6 атм. Он хорош для применения в коттеджах и других автономных системах отопления.
— «усиленный» радиатор с рабочим давлением не менее 12 атм.
Недостатки алюминиевых радиаторов:
При контакте алюминия с водой происходит выделение водорода, что при не действующем автоматическом воздухоотводчике (или при отсутствии крана Маевского, регулирующегося вручную) может привести даже к разрушению секции радиатора.
При использовании алюминиевых радиаторов надо обратить особое внимание на химический состав (pH) теплоносителя в вашей системе отопления. Что при городском централизованном отоплении это сделать почти невозможно. pH теплоносителя должен находиться примерно в пределах рН=7-8. Кроме того, важно помнить, что коррозия, разрушающая алюминиевые радиаторы усиливается при наличии в системе отопления гальванических пар алюминия с другими металлами (например: алюминивые радиаторы + разводка отопительной системы выполненная из медных труб).
Тем не менее, если при проектировании и монтаже системы отопления учесть все требования и рекомендации по установке и эксплуатации алюминиевых радиаторов, то они прослужат вам долго верой и правдой.
Все о биметаллических радиаторах
Биметаллические радиаторы имеют алюминиевый корпус и стальную трубу, по которой движется теплоноситель. Грубо говоря, биметаллический радиатор — это стальной каркас залитый алюминием, теплоноситель в таких радиаторах почти не контактирует с алюминием, т.к. движется по стальным трубкам, которые в свою очередь передают тепло алюминиевым панелям.
Этот тип радиаторов соединил лучшие свойства алюминиевых радиаторов с полезными качествами стали. Благодаря прочности стали биметаллические радиаторы выдерживают большее давление (для многих из них рабочее давление составляет 20-30 и более атм.) и позволяют снизить требования к качеству (pH) теплоносителя, которые очень существенны при использовании обычных алюминиевых. Кроме того биметаллические радиаторы имеют хорошую теплоотдачу и современный дизайн, внешне такие радиаторы очень похожи на алюминиевые, но стоят несколько дороже.
Биметаллические радиаторы пригодны для использования в городских системах централизованного отопления. Но как и для всех радиаторов, в которых теплоноситель соприкасается со сталью, для «биметалла» вредно повышенное содержание кислорода в теплоносителе, который способствует развитию коррозии стали. Поэтому здесь необходима установка на радиатор автоматического или ручного (кран Маевского) воздухоотводчика.
Для подключения биметаллических радиаторов к системе отопления необходим монтажный комплект, включающий в себя: от 2-х до 4-х кронштейнов, кран Маевского, две проходных пробки различного диаметра (1/2 дюйма или ¾ дюйма) и направленности (левая или правая) и одна глухая пробка (заглушка).
По желанию заказчика на подводящих и/или отводящих теплоноситель трубах можно установить шаровые краны, вентили (для демонтажа радиатора или для экстренного отключения от системы отопления), а также термостатические вентили с термоголовками (для поддержания заданной Вами температуры в помещении).
Стальные панельные радиаторы
Стальные панельные радиаторы — одни из наиболее используемых отопительных приборах в системах индивидуального отопления (обычно в загородных домах). Они обладают небольшой тепловой инерцией, а соответственно, с их помощью легче осуществлять регулирование температуры в помещении.
Рабочее давление для большинства моделей стальных панельных радиаторов лежит в пределах 9 атм.
Благодаря широчайшему модельному ряду (ассортимент панельных радиаторов ведущих производителей состоит из нескольких сотен моделей разной глубины, ширины и высоты) можно подобрать оптимальный по параметрам панельный радиатор практически для любого помещения. Стандартная высота этих отопительных приборов равна: 300, 350, 400, 500, 600 и 900 мм (есть и более низкие — 250 мм ), ширина — от 400 до 3000 мм , глубина от 46 до 165 мм .
Если говорить о недостатках, то, что как все стальные отопительные приборы они при контакте с водой подвержены коррозии, чувствительны к гидравлическим ударам и рассчитаны на не очень высокое давление. Они хороши для использования в индивидуальных системах (например в загородных домах и коттеджах), а применять их в городских квартирах надо очень осторожно, внимательно ознакомившись с техническими параметрами и требованиями, указанными производителем.
По разновидности подключения к трубной разводке существует три типа панельных радиаторов — с нижним, боковым и универсальным подключением. В стальных панельных радиаторах с нижним подключением встроен термостатический вентиль, на который можно установить терморегулятор, для поддержания заданной температуры в помещении. Для стальных панельных радиаторов с боковой подводкой комплект подключения входит в стоимость радиатора. Для стальных панельных радиаторов с нижней подводкой необходимо приобрести узел подключения (подсоединения) Мультифлекс. При этом стоимость радиаторов с нижним подключением немного выше, чем аналогов с боковым подключением.
Производители панельных радиаторов в комплект поставки включают кронштейны (скобы) для размещения радиатора на стене, но можно приобрести специальные ножки для установки его на пол, если размещение на стене по каким-либо причинам нежелательно или невозможно.
По желанию заказчика на подводящих и/или отводящих теплоноситель трубах можно установить шаровые краны, вентили (для демонтажа радиатора или для экстренного отключения от системы отопления).
В нашем каталоге представлен широкий ассортимент радиаторов, все в наличии на нашем складе в Москве.
плоские железные батареи отопления, какие металлические приборы для дома лучше выбрать
Радиатор является важным элементом, который присутствует в системах отопления каждого помещения. Его главная задача заключается в равномерном рассеивании тепловой энергии в воздухе. В основном для отопления как частных домов, так и квартир используются металлические радиаторы.
Это обусловлено тем фактором, что именно металлические радиаторы (батареи) имеют высокие показатели энергосбережения и способны быстро накапливать большое количество тепла. Однако для того чтобы использование в системе отопления металлических радиаторов было экономически выгодным, их необходимо правильно подобрать, учитывая при этом такие факторы, как тип используемого отопления, необходимый для оптимального обогрева помещения и уровень теплоотдачи батареи. Поэтому перед использованием металлических батарей необходимо тщательно ознакомиться с их типами и изучить рекомендации по выбору данных изделий.
Основные характеристики
Металлические радиаторы, используемые в отоплении, могут отличаться между собой как по своим конструктивным особенностям, так и по виду материала, из которого они были изготовлены. При выборе батареи необходимо обращать внимание не только на ее стоимость и внешний вид, но также на технические показатели.
Прежде всего, во время подбора металлического калорифера (радиатора) необходимо удостовериться в его совместимости с системой отопления, в которой он будет в дальнейшем применяться. Для этого необходимо обратить особое внимание на тип теплоносителей, активно использующихся в системе отопления, а также на показатели максимально допустимого давления, которое необходимо для полноценной и корректной работы батареи.
При выборе металлического калорифера рекомендуется обращать особое внимание на показатели его коррозийной стойкости. Для этого нужно учитывать свойства материалов, из которых он сделан. Железные модели имеют достаточно продолжительный срок службы, особенно если это плоские варианты.
Конструктивные особенности
По своим конструктивным особенностям металлические калориферы обладают кардинальными различиями между собой. Некоторые из них имеют форму 2 стальных листов, которые оборудованы специальными штампованными углублениями. Эти углубления обеспечивают беспрепятственную циркуляцию теплоносителя в батарее. Довольно часто используются калориферы, состоящие из стальных листов, которые оснащены специальным оттиском, напоминающим букву «П». Показатели толщины листов способны достигать 2 мм.
Дизайн металлических радиаторов является максимально простым и сдержанным. Чтобы металлические радиаторы выглядели более привлекательными, их нужно дополнительно оборудовать специальными декоративными экранами.
Все виды металлических калориферов позволяют осуществлять регулирование температурного режима в помещении.
Также они обладают такими техническими показателями как:
- увеличенный показатель энергосбережения;
- повышенный уровень КПД;
- высокая теплоотдача;
- возможность использования теплоносителя во время обогрева помещения небольших объемов;
- возможность подбора необходимой батареи с учетом показателей ее мощности;
- строгий дизайн.
Благодаря тому, что металлический калорифер имеет гладкую поверхность, он превосходно поддается чистке и влажной уборке. Из-за наличия съемного верхнего короба также можно беспрепятственно осуществлять очистку от грязи и пыли внутренней части устройства.
Секционные
Калориферы секционного типа состоят из нескольких специальных секций, которые играют роль нагревательных элементов. Соединяются эти секции благодаря резьбе. В таком калорифере, секции объединены в специальную систему коллекторами, которые представлены верхними, а также и нижними горизонтальными каналами.
Основное достоинство калориферов секционного типа заключается в том, что во время их работы можно самостоятельно менять количество используемых секций. Эта особенность позволяет осуществлять регулирование их тепловой мощности, а также корректировать размер батареи.
Трубчатые
Трубчатый калорифер имеет вид секции, состоящей из сваренных в виде «гармошки» трубок. Несколько таких трубок, в количестве не менее 2 штук, размещены в перпендикулярном положении, по отношению к коллекторам. В некоторых моделях таких радиаторов трубки несколькими рядами могут располагаться параллельно относительно коллекторов.
Трубчатые калориферы обладают своими определенными преимуществами и недостатками.
К их достоинствам следует отнести:
- хорошую теплоотдачу;
- устойчивость к возникновению резких перепадов давления;
- привлекательный и эстетичный внешний вид.
Также трубчатый калорифер способен без особого труда выдерживать даже высокое давление, которое нередко используется в системах отопления для обеспечения более эффективной циркуляции теплоносителя. Однако недостатком таких калориферов является их большая стоимость, а также чрезмерная подверженность появлению коррозии.
Панельные
Панельные калориферы изготовлены из специальных нагревательных элементов (панелей), которые, как правило, состоят из 2 стальных листов. Листы оборудованы специальными каналами вертикального типа, по которым обеспечивается бесперебойная циркуляция теплоносителя.
Для увеличения показателей теплоотдачи батареи, к тыльной части ее панели дополнительно привариваются специальные ребра. Панельные калориферы могут быть оборудованы как одной, так и несколькими панелями (не более 3 штук).
Преимуществом панельных калориферов является то, что они имеют высокие показатели теплоотдачи, нагреваются за небольшой промежуток времени. Также они обладают небольшими габаритами, и приемлемой ценой. Однако существенным их изъяном является то, что они очень чувствительны к воздействию гидравлических ударов, которые могут возникнуть в системе отопления. Также радиаторы такого типа не подходят для систем отопления, во время работы которых используется высокое давление.
Пластинчатые
Пластинчатые радиаторы представляют собой специальный теплообменник, который дополнительно усиливается пластинами. Пластинчатые калориферы могут выдерживать сильное давление до 40 атмосфер. Показатели конвекции у батарей такого типа существенно меньше, чем у радиаторов панельного типа, однако этот недостаток полностью компенсируется их высокими показателями теплоотдачи.
Главная задача пластин, которыми оборудована батарея, заключается в повышении ее уровня теплоотдачи, а также параметров теплопроводности. Поэтому довольно часто радиаторы этого типа называются конвекторами. Они могут использоваться для обогрева помещений с большой отапливаемой площадью. Довольно часто их используют для отопления коммерческих объектов, например, складов или офисов.
Материалы
Сталь является весьма распространенным материалом, из которого изготавливаются радиаторы, широко применяемые в основном в системах отопления частных домов. Стальные радиаторы обладают отличными показателями теплоотдачи, благодаря чему можно без особого труда регулировать температурный режим воздуха внутри помещения. Кроме того, на строительном рынке стальные батареи представлены в достаточно широком ассортименте.
Однако существенным недостатком радиаторов, изготовленных из стали, является их неустойчивость к коррозии. Также они не подходят для отопления, в котором используется слишком высокое давление, обеспечивающее циркуляцию теплоносителя. Еще одним минусом стальных батарей является то, что они очень чувствительны к воздействию гидроударов. Проще говоря, при возникновении сильных гидроударов стальной радиатор может лопнуть или раздуться.
При изготовлении контура медных радиаторов используется только цельнотянутая медная труба. Диаметр медной трубы может достигать отметки в 28 миллиметров. Обычно такая медная труба дополнительно оснащается специальным оребрением, которое изготавливается из алюминия или меди. Декоративная защита, которой оснащается медный радиатор, может быть сделана из термопласта, дерева или композитных материалов.
Батарея, изготовленная из меди, обладает высокими показателями теплоотдачи и способна обеспечивать эффективный обогрев даже больших помещений. Показатели теплопроводимости меди в несколько раз превышают уровень теплопроводимости такого цветного металла, как алюминий, и в 6 раз превосходят по уровню теплопроводимости такие металлы, как чугун или сталь. Благодаря тому, что батарея, сделанная из меди, обладает низкими показателями инерционности, она способна обеспечить быстрый обогрев помещения.
Алюминиевые калориферы очень требовательны к качеству используемой в отоплении воды. Поэтому их предпочтительнее устанавливать в домах или постройках, которые оборудованы индивидуальным отоплением.
К главным достоинствам, которыми обладают алюминиевые батареи, следует отнести:
- высокие показатели теплоотдачи;
- небольшой вес;
- долговечность;
- малогабаритность.
Однако у алюминиевых радиаторов есть один существенный недостаток. Они крайне неустойчивы к воздействию коррозии, которая способна появиться на внутренних частях калориферов от постоянного соприкосновения с водой. Алюминиевые радиаторы бывают экструзионного и секционного видов. Самыми устойчивыми к внешнему механическому воздействию или появлению гидроударов являются алюминиевые калориферы экструзионного вида.
Биметаллические радиаторы являются наиболее оптимальным вариантом для использования в городском централизованном отоплении. Они состоят из коллектора, который представляет собой стальную трубу, и корпуса, сделанного из алюминия. Циркуляция теплоносителя осуществляется по коллектору, который постепенно нагревает алюминиевый корпус батареи. Биметаллические радиаторы имеют те же преимущества, что и стальные, а также чугунные батареи. Они обладают хорошим уровнем теплоотдачи, отличаются лаконичным дизайном, который будет прекрасно смотреться в различных стилях интерьера помещения.
Батареи, сделанные из чугуна, являются устаревшим вариантом, который, как правило, используется в домах, оборудованных центральным отоплением. Главное достоинство чугуна заключается в том, что он очень устойчив к воздействию коррозии. Поэтому чугунные радиаторы в подавляющем большинстве случаев используются в системах отопления с очень загрязненным теплоносителем.
Также к преимуществам чугунных батарей следует отнести их небольшую стоимость и долговечность. Однако чугун является очень тяжелым металлом, поэтому батареи, изготовленные из него, обладают большим весом, что существенно затрудняет их монтаж и установку в систему отопления. Кроме того, чугунные радиаторы обладают плохими показателями теплоотдачи и весьма длительным периодом разогрева.
Какой лучше выбрать
При выборе типа калорифера, прежде всего, необходимо уделять внимание размерам отапливаемого помещения и виду системы отопления, которым они оборудованы. Не все типы из существующих сегодня радиаторов можно устанавливать в частных домах или квартирах. Например, в квартире не следует использовать стальной калорифер. Это обусловлено тем, что он обладает невысоким диапазоном рабочего давления (до 8 атмосфер), в то время как рабочее давление в централизованных системах отопления достигает около 10 атмосфер.
Лучше всего в квартирах, которые оснащены централизованной системой отопления, применять биметаллические радиаторы или батареи, сделанные из чугуна. Это обусловлено тем, что они обладают повышенной устойчивостью к появлению коррозии и имеют весьма продолжительный период эксплуатации. В частном доме можно использовать радиатор любого типа. Главное – это корректно рассчитать его необходимую мощность в используемой системе отопления.
О том, как выбрать хороший радиатор отопления для квартиры, смотрите в следующем видео.
youtube.com/embed/oAPyjiqvCs4?modestbranding=1&iv_load_policy=3&rel=0″/>
Новое покрытие приближает литий-металлические батареи к реальности
Команда специалистов из Стэнфордского университета и Национальной ускорительной лаборатории SLAC изобрела покрытие, преодолевающее некоторые ключевые дефекты литий-металлических батарей.
Устройства рассматриваются как перспективные системы хранения энергии. Но практическому применению мешает короткий срок службы и случайные возгорания. Новое покрытие может сделать легкие литий-металлические аккумуляторы долговечными и безопасными, сообщает phys.org. Такой материал разработали специалисты из Стэнфордского университета и Национальной ускорительной лаборатории SLAC.
Результаты исследования представлены в журнале Joule.
В лабораторных опытах покрытие значительно продлило срок службы батарей. Оно также помешало возгоранию, ограничив формирование дендритов, пробивающих разделитель электродов. Помимо разрушения аккумулятора, такие структуры могут провоцировать короткое замыкание, воздействуя на огнеопасные жидкости аккумулятора. Проблема существует и в литий-ионных устройствах, но не мешает им доминировать на рынке.
«Мы обратились к святому Граалю литий-металлических аккумуляторов, — сказал профессор Женан Бао, старший автор. – Дендриты мешали им стать следующим поколением энергоресурсов для электромобилей».
Устройства могут хранить минимум в 3 раза больше мощности на фунт, в сравнении с литий-ионными системами. Металлические устройства легче. Масса уменьшается, так как вместо графита анод изготавливают из лития. При большей надежности аккумуляторы могли бы использоваться в портативной электронике и автомобилях. В последних около 25% энергии уходит на транспортировку батареи.
Команда протестировала покрытие на аноде – основной зоне формирования дендритов. Обработанные электроды объединили с другими доступными в продаже компонентами для создания полноценной батареи. После 160 циклов литий-металлические элементы продолжали поставлять 85% начальной мощности (без покрытия – 30%, если не взрывались).
Материал формирует сеть молекул, равномерно доставляющих заряженные ионы лития на электрод. Это предотвращает нежелательные химические реакции, типичные для таких аккумуляторов. Процесс быстро ведут к потере работоспособности.
«Покрытие делает литий-металлические батареи стабильными, многообещающими системами для дальнейшего развития, — сказал докторант Стэнфодрского университета, Чжао Ю, соведущий автор работы».
Команда совершенствует материал для увеличения удерживаемой емкости и числа циклов.
«Применение в электромобилях кажется конечной целью, — сказал профессор И Цуй, старший автор из SLAC. – Но вывод на рынок, вероятно, начнется, с потребительской электроники, демонстрирующей безопасность батарей».
ПРОНЕДРА
Металлические экраны для батареи отопления на заказ, цена производства экранов для батарей
Компания «СтальЛист» предлагает экраны для батарей отопления по приемлемой стоимости. Основная специализация предприятия – лазерная резка металла, которая позволяет изготавливать эксклюзивные декоративные изделия, в том числе выполнить металлический экран для батареи на заказ.
Наше предприятие включает в себя несколько цехов и большой станочный парк мировых брендов. Постоянно внедряются новые технологии, которые позволяют изготавливать уникальную продукцию высокого качества в любых объемах.Современное оборудование позволяет также резать разнообразные узоры и орнаменты на листах любой толщины. Поверхность экранов может быть окрашена в любой цвет по каталогу RAL, также имеются дополнительные цвета металлик в ассортименте или искусственно состарена.
Виды экранов и их преимущества
Металлические экраны для батарей различаются по материалу изготовления. Наиболее часто используются два материала.
- Черная сталь под покраску. Обычная черная сталь подвержена коррозии, поэтому ее покрывают порошковым полимерным покрытием. Такие экраны – универсальное решение, которое отличается бюджетной стоимостью.
- Нержавеющая сталь. Экраны из нержавеющей стали дороже, но служат они гораздо дольше в силу характеристик материала.
В зависимости от конструкции экраны для батарей бывают:
- навесные − крепятся к стене или навешиваются на батарею;
- встраиваемые − встраиваются в проем в фальшстене напротив самого отопления.
Получить консультацию
Примеры работы
Преимущества заказа экранов для батарей в компании «СтальЛист»
Универсальность лазерной установки позволяет быстро и качественно выполнять заказы;
Возможность изготовления экранов из материала заказчика;
Работа с любыми объемами и сложностью заказа;
Возможность доставки по Москве и Московской области.
Этапы изготовления
Выбор материала и рисунка. Снятие замеров с радиаторов.
Вырезка орнамента на металлическом листе.
Гибка листа под любым углом.
Последний этап – покраска полимерной краской.
Стоимость экранов на батареи
Цена на экран для батареи отопления зависит от нескольких факторов.
- Размер изделия.
- Толщина листового металла.
- Длина металлического листа, который будет гнуться.
- Материал, из которого изготавливается экран.
- Перфорация (стандартный орнамент или рисунок по индивидуальному заказу).
- Объем заказа.
Батареи отопления металлические — особенности
Батареи отопления металлические — специфика, видыОтопительный радиатор – это прибор, который представляет собой гладкостенную трубу с дополнительной массой металла, которая улучшает его теплоотдающие характеристики. Батареи отопления металлические передают тепловую энергию теплоносителя в окружающий воздух.
Батареи отопления металлические – это отопительные приборы, состоящие из двух или нескольких соединенных между собой радиаторов отопления.
Тепло отводится от батареи благодаря различным видам теплопередачи, таким как излучение, теплопроводность материала и конвекция. Чтобы профессионально подобрать тип батареи отопления, учитывая особенности помещения, нужно понимать эти характеристики.
Какие бывают радиаторы отопления?
Чугунные изготавливают с помощью литья. Это большой плюс, потому что самое уязвимое место в устройстве – это соединение частей. Помимо этого, у чугунных батарей достаточно толстые стенки, а следовательно и повышенная тепловая мощность, позволяющая накапливать тепло в больших количествах. Такой тип батарей отапливает помещение, даже когда подача теплоносителя уже прекращена. Чугунные радиаторы обеспечивают достаточно равномерный прогрев воздуха в помещении.
Стальные радиаторы изготавливаются из профилированного металла, листы которого, соединяясь сваркой, образуют внутренние каналы для теплоносителя. Плоские радиаторы обычно соединены попарно и образуют тем самым батарею. Такой тип радиаторов обладает эстетичным и аккуратным внешним видом.
Теплопроводность стали и чугуна примерно равны, но теплопередача стальных радиаторов лучше, потому что их стенки тоньше, за счет чего помещение нагревается быстрее, а также обладают большей тепловой мощностью.
Биметаллические радиаторы являются стальным каркасом из металлических трубок, которые сварены между собой и заключены в алюминиевую оболочку. Они предназначаются для систем центрального отопления.
Теплоноситель, находящийся в стальных трубах, передает тепловую энергию корпусу из алюминия, обладающему большую теплопроводность, которая в 4 раза больше теплопроводности стали и чугуна. Теплоотдача биметаллических батарей превышает теплоотдачу всех остальных типов радиаторов.
Биметаллические батареи придумали, чтоб заменить алюминиевые, а также компенсировать их недостатки, но металл каркаса тоже подвергается коррозии.
В России биметаллические радиаторы применяются везде и вытеснили чугунные батареи. Их теплоотдача превышает теплоотдачу чугунных радиаторов, но меньше чем у алюминиевых. Поэтому они устанавливаются как в центральных системах отопления, так и в автономных, так как биметаллы обладают низкой тепловой инертностью.
Компания Докер Кемикал ГмбХ Рус предлагает широкий перечень средств для очистки систем отопления. Звоните и заказывайте!
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.
Настройка вашего браузера для приема файлов cookie
Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:
- В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
- Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
- Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
- Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
- Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или уточнить у системного администратора.
Почему этому сайту требуются файлы cookie?
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.
Что сохраняется в файлах cookie?
Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.
Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.
Компаниязаявляет о прорыве в разработке твердотельных литий-металлических батарей
Увеличить / Одна из однослойных ячеек размером с игральную карту QuantumScape, используемых для тестирования.Все современные литий-ионные батареи — это своего рода компромисс. Первоначальной концепцией была «литий-металлическая» батарея, которая могла удерживать значительно больше энергии в том же объеме. Была только одна маленькая проблема: они неизменно самоуничтожаются. Но на этой неделе компания, занимающаяся производством аккумуляторов, заявила, что, по ее мнению, эта проблема решена.Если то, что показывает компания, верно, это большое дело.
Во-первых, краткий учебник. Литиевые батареи переносят ионы лития от катода к аноду во время зарядки, собирая энергию, когда ионы возвращаются в свой дом в материале катода. Для этого требуется сепаратор в середине, который пропускает только ионы лития, и требует проводящего электролита. В литий-металлической батарее перемещающиеся ионы лития просто образуют чистый металлический литий на анодной стороне. Но литий имеет тенденцию образовывать разветвленные игольчатые структуры, называемые дендритами, которые могут пробить катод, вызывая короткое замыкание батареи.А поскольку жидкие электролиты, используемые в этих батареях, легко воспламеняются, при их коротком замыкании случаются неприятности.
Решение заключалось в использовании графитового анода. Упорядоченная структура графита делает его хорошим отелем для ионов лития, которые безопасно заселяются в комнату во время зарядки. Это значительно снижает риск образования дендритов. Но этот графит может занимать почти половину объема элемента без добавления дополнительных аккумуляторов энергии. Это обеспечивает безопасную работу аккумулятора, но снижает его производительность.
Одна из стратегий, которая использовалась для улучшения литий-ионных батарей, заключается в создании твердого электролита . Это привлекательно, поскольку заменяет воспламеняющийся компонент батареи, а также потому, что может уменьшить нежелательные химические реакции между электролитом и другими материалами батареи, которые со временем вызывают деградацию. QuantumScape работает над твердым электролитом около десяти лет, после того как проект был выделен из Стэнфордской лаборатории и получил некоторое финансирование от Министерства энергетики США.(Хотя компания начала с другой технологии, которая не сработала. ) Но помимо этих преимуществ, QuantumScape заявляет, что ее твердый электролитный материал также предотвращает образование дендритов.
РекламаСделайте мне твердый
В пресс-релизе и видеовстрече QuantumScape продемонстрировал созданный им аккумулятор и представил изрядное количество тестовых данных. С очевидной оговоркой, что тесты не прошли независимую проверку, этого было достаточно, чтобы дать бровям любого аккумуляторного ботаника скорость ускользания лба.
Тестовые ячейки — это не совсем то, как будет выглядеть конечный продукт (подробнее об этом через минуту), но они представляют собой полные ячейки. Это ячейки карманного типа с однослойным катодным слоем, твердым электролитным слоем и анодной контактной фольгой. Они не описали катод, но, судя по ответу на более поздний вопрос, вероятно, это был никель-марганцево-кобальтовый катодный материал, который в настоящее время является наиболее распространенным для электромобилей. Однако твердый электролит должен работать с любым типом катода.
Увеличить / Так выглядит керамический слой твердого электролита QuantumScape.QuantumScape
Во время зарядки ионы лития покидают материал катода, пересекают слой твердого электролита и попадают на анодную фольгу с образованием чистого лития. Это действительно приводит к небольшому увеличению толщины элемента во время зарядки, но QuantumScape утверждает, что такое поведение легко приспособить, поскольку оно расширяется только в одном направлении. Некоторые попытки создать литий-металлические батареи потребовали добавления слоя лития на анодной стороне для лучшей стабильности, но эта батарея также пропускает этот обман.
Если анодный материал исключен из уравнения, эти ячейки показывают около 1000 ватт-часов на литр объема. Для сравнения: лучшие литий-ионные аккумуляторы, доступные сегодня, находятся в диапазоне от 700 до 700.
Некоторые попытки создания материалов с твердым электролитом требовали для стабильности повышенных температур (выше 60 ° C), что здесь не так. Испытания показали, что элементы безопасно работают при температурах от -30 ° C до 45 ° C, хотя при самых низких температурах они действительно теряют некоторую емкость.
Ячейки также могут выдерживать впечатляющую скорость зарядки, с 0 до 80 процентов всего за 15 минут. Графитовый анод является большим узким местом для безопасной быстрой зарядки, а слой твердого электролита, по-видимому, достаточно хорошо предотвращает образование дендритов, чтобы значительно увеличить скорость зарядки. Это тоже кажется довольно устойчивым, поскольку даже такая скорость зарядки может выдержать 1000 циклов зарядки с потерей только около 10 процентов емкости. Это означает, что срок службы элементов должен быть сопоставим с нынешними литий-ионными батареями.
РекламаСделай так
QuantumScape выглядит дальше, чем типичное лабораторное исследование. Компания заявляет, что около пяти лет назад определила керамический материал для своего твердого электролита и с тех пор работает над производственным процессом. Но между этим и автомобилем, работающим на этих аккумуляторах, все еще есть препятствия. В то время как тестовые ячейки, показанные QuantumScape, содержали один слой сэндвича с батареей размером с игральную карту, компания заявляет, что фактическая ячейка будет больше похожа на колоду карт, содержащую множество этих слоев, уложенных друг на друга.QuantumScape необходимо спроектировать эту ячейку.
После этого компании потребуется масштабное производство материала. Вопрос не только в том, чтобы делать больше. QuantumScape нужно будет делать гораздо больше, сохраняя безупречное качество. Хотя генеральный директор компании Джагдип Сингх несколько уклончиво ответил на вопрос о допусках на дефекты, вполне вероятно, что любые несоответствия могут позволить дендритам сформироваться и разрушить клетку.
Тем не менее,QuantumScape получил огромные инвестиции.Всего пару недель назад он стал публичным после слияния с инвестиционной группой. (Это хорошее время, чтобы продемонстрировать многообещающие данные . ..) И у него есть партнерское соглашение с Volkswagen, которое распространяется на этап производства, поэтому он не сможет самостоятельно перейти к промышленному масштабу.
Что касается того, сколько времени это займет, Сингх объяснил, что, хотя компании не нужны какие-либо радикальные производственные процессы, вы не можете точно заказать это оборудование с двухдневной доставкой.Но , если QuantumScape достигнет своего рубежа, он намеревается выпустить продукт на рынок электромобилей в 2024 или 2025 году.
Как правило, следует проявлять осторожность в связи с обещаниями новой технологии аккумуляторов, но будет справедливо сказать, что эта технология кажется немного более зрелой, чем обычно. Кроме того, кажется, что он ставит галочки во всех полях, а не просто предлагает одну интересную характеристику с (приуменьшенными) компромиссами. Если только тестовые данные не были подделаны или совершенно нерепрезентативны, это убедительная технология.Возможно, другие компании, работающие в этой сфере, придумали что-то подобное и просто еще не опубликовали это. Но в любом случае, если такая батарея пересечет финишную черту, это будет серьезный скачок по сравнению с постепенным прогрессом последних лет.
Advance в литий-металлических батареях следующего поколения — ScienceDaily
Исследовательская группа из Университета штата Вашингтон разработала способ решения серьезной проблемы безопасности с помощью литий-металлических батарей — инновация, которая может сделать высокоэнергетические батареи более жизнеспособными в будущем. хранение энергии генерации.
Исследователи использовали формулу для своих батарей, которая привела к образованию уникального защитного слоя вокруг литиевого анода, защищающего батареи от разрушения и позволяющего им работать дольше в обычных условиях. Под руководством Мин-Гю Сон, доцента Школы машиностроения и материаловедения WSU, исследователи сообщают о работе в журнале Nano Energy .
Металлический литий считается «материалом мечты» для батарей, сказал Сонг. Это потому, что среди известных твердых материалов он имеет самую высокую плотность энергии, а это означает, что батареи могут работать в два раза дольше и хранить больше энергии, чем вездесущие литий-ионные батареи, которые питают большинство современной электроники. В то время как литий-ионные батареи работают, пропуская ионы лития между графитовым анодом и катодом из оксида лития-кобальта, анод в литий-металлической батарее изготовлен из высокоэнергетического металлического лития.
«Если мы сможем напрямую использовать металлический литий, мы сможем значительно повысить плотность энергии батарей», — сказал Сонг.
Хотя преимущества металлического лития были известны на протяжении десятилетий, исследователям так и не удалось заставить их работать безопасно. Когда электроны перемещаются между анодом и катодом через внешнюю цепь для питания устройства, на металлическом литии начинают формироваться рождественские дендриты. Дендриты растут до тех пор, пока не вызывают короткое замыкание, возгорание или взрывы. Даже если они не загорятся, литий-металлические батареи также очень быстро теряют способность заряжаться.
Исследовательская группа WSU разработала батарею, в которой они упаковали дисульфид селена, нетоксичное химическое вещество, используемое в шампунях от перхоти, в пористую углеродную структуру для своего катода.Они добавили две добавки к жидким электролитам, которые обычно используются в литиевых батареях следующего поколения.
Две добавки работали синергетически и образовывали защитный слой на поверхности металлического лития, который был плотным, проводящим и достаточно прочным, чтобы подавить рост дендритов, обеспечивая при этом хорошую стабильность при циклическом воздействии, сказал Сонг. При испытаниях при типичных плотностях тока, которые люди будут использовать для электроники, защищенный литий-металлический анод смог перезарядиться 500 раз и сохранил высокую эффективность.
«Такой уникальный защитный слой привел к небольшим морфологическим изменениям литиевого анода при циклировании и эффективно уменьшил рост дендритов лития и нежелательные побочные реакции», — сказал он.
Исследователи считают, что их технология может быть масштабируемой и рентабельной.
«В случае коммерциализации у этой новой формулы есть реальный потенциал», — сказал Сонг. «По сравнению с твердотельными батареями, до которых еще далеко, вам не нужно менять производственные процедуры, и это будет применимо к реальной промышленности гораздо раньше, открывая многообещающий путь к разработке высокоэнергетических литий-металлических батарей. с длительным жизненным циклом.«
Исследователи продолжают работать над батареей, разрабатывая сепаратор, который дополнительно защитит материалы батареи от разрушения и повысит безопасность без снижения производительности.
Эта работа была поддержана Объединенным центром по развертыванию и исследованиям материалов в изобилии Земли (JCDREAM) штата Вашингтон.
История Источник:
Материалы предоставлены Вашингтонским университетом . Оригинал написан Тиной Хильдинг. Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.
«Удвоить плотность энергии»: гигантский завод в США по производству литий-металлических батарей, превосходящих литий-ионные
В ближайшие несколько лет может начаться новая эра для самолетов, кораблей и поездов с батарейным питанием благодаря крупномасштабному производству передовые литий-металлические батареи с удвоенной плотностью энергии по сравнению с обычной литий-ионной технологией.
Американский стартап Lavle заявляет, что строит гигантский завод по производству аккумуляторных модулей следующего поколения в масштабах США к концу 2023 года с конечной производственной мощностью около 7 ГВт / ч в год.
Мультимиллионное финансирование объекта площадью 1,5 миллиона квадратных футов (14 гектаров), о местонахождении которого, как ожидается, будет объявлено в ближайшие месяцы, «практически готово», как сообщили Recharge .
Удвоение плотности энергии литий-ионной технологии откроет массу возможностей, — объясняет технический директор Бен Галли.
«Если у вас есть электромобиль с запасом хода 300 миль, вы заменяете батарею на аккумулятор того же размера и веса, и теперь у вас есть запас хода 600 миль», — объясняет технический директор Бен Галли.«Или, если у вас есть запас хода в 300 миль и это все, что вам нужно, вы можете вдвое снизить вес аккумулятора, и это даст вам лучшие характеристики.
«[Плотность энергии], вероятно, открывает совершенно новые приложения и варианты использования батарей, которые мы даже не можем развлечь прямо сейчас».
Компания Lavle (произносится как «Lav-lee») заявляет, что ее литий-металлические батареи смогут достичь паритета затрат на киловатт-час с обычными литий-ионными батареями, как только будет создана цепочка поставок и элементы будут производиться в больших масштабах.
Но компания пока не очень заинтересована в высококонкурентном и низкомаржинальном секторе аккумуляторов для электромобилей.
«Это на других рынках, где выгода [плотность энергии] меняет правила игры и открывает реальные продукты и системы, которые иначе были бы невозможны», — говорит Галли Recharge .
Новые возможности
Одним из примеров, по словам главного операционного директора Мортена Педерсена, является морское судоходство на средние расстояния. «Вы могли бы сделать все судоходство по Северному морю электрическими — вы не увидите ни одного дизельного [работающего судна] между любой из европейских стран.”
Другая возможность — электрическая авиация. «Подавляющее большинство полетов длится менее 30 минут, поэтому существует масса применений [для литий-металлической батареи] для полетов продолжительностью менее получаса», — добавляет он.
«Есть несколько авиакомпаний, которые заявили, что могут пролететь 650 миль [1046 км] на батареях мощностью 900 кВт / ч. Обычно для этого требуется 20-футовый контейнер, поэтому сегодня вы не сможете лететь так далеко. Но наши батареи позволят это.”
Теоретически это позволило бы коммерческим рейсам из Лондона в Прагу (1 033 км) работать от аккумуляторов, заряженных от возобновляемых источников энергии.
Энергоемкие батареи уже привлекли внимание оборонной промышленности из-за возможности совершать практически бесшумные полеты на дальние расстояния без теплового сигнала. Обсуждения ведутся с «ориентированными на исследования военными группами», сообщает компания Recharge , хотя, по понятным причинам, отказались сообщить подробности.
Аналогичные возможности открываются также в железнодорожном и нефтегазовом секторах, а также в развивающемся сегменте электромобилей.
Безопасность
Одним из недостатков обычных литий-ионных аккумуляторов является возможность их возгорания, что является опасной перспективой для использования на самолетах, кораблях, поездах и нефтяных вышках.
Неслучайно Lavle уже специализируется на технологиях, защищающих от подобных инцидентов.
«Уровень безопасности, который мы обеспечиваем и который мы разработали и который присущ системе, в основном не имеет аналогов в нашей отрасли», — говорит Галли.
«Когда вы загружаете 4-5 МВтч на судно с 50 пассажирами через одну стену, требуется совсем другой уровень безопасности».
Педерсен добавляет: «Если вы посмотрите на большие грузовые поезда в США, некоторые из них имеют длину в милю. Если один из них выйдет из строя из-за поломки локомотива [с питанием от аккумулятора], он заблокирует множество перекрестков и вызовет массу беспорядков; это часто перевозка топлива или угля — вы не хотите, чтобы огонь был слишком близко к этому. А в обороне это может быть что-то критически важное или связанное с безопасностью солдат.«Система управления батареями
Lavle имеет« двойное резервирование для всей ESS [системы накопления энергии], гарантируя, что ни один отказ одного компонента в системе не может вывести из строя более одной группы батарей ».
Функции безопасности включают в себя: систему управления температурным режимом, которая «полностью снижает тепловой разгон», т. Е. Когда неправильная зарядка вызывает перегрев и возгорание аккумулятора; датчики напряжения на каждой ячейке для предотвращения случайного перезаряда; собственные технологии обнаружения газа и утечек; удаленный мониторинг с высокой степенью защиты; и «задние глухие ответные соединения, исключающие опасность возникновения дуги».
Литий-металлическая технология
Литий-металлическая батарея была разработана японской технологической компанией 3Dom, партнером Lavle по исследованиям и разработкам в области электрохимии.
Галли объясняет, что запатентованная технология 3Dom нового поколения в основном представляет собой литий-ионную батарею с традиционным графитовым анодом, замененным электродом из металлического лития.
Он признает, что другие компании работают над аналогичными батареями в лаборатории, но 3Dom и Lavle намного опережают конкурентов.
«Главное — заставить его работать. Ключ — это остальная часть системы. Ключевым моментом является конструкция элемента, электролиты, сепаратор — заставить все эти вещи работать вместе — это непростая задача », — говорит Галли Recharge .
Планы на будущее
До тех пор, пока гигантский завод Lavle не будет запущен, компания продолжит концентрироваться на продаже обычных литий-ионных аккумуляторов с оборудованием для управления системами, ориентированными на безопасность.
Но его долгосрочная цель — «захватить мир с помощью литий-металлических батарей», — с улыбкой говорит Галли.
«Мы даже не коснулись поверхности использования [этих] батарей», — добавляет Педерсен. «Есть вещи, о которых мы, вероятно, даже не думали».
Галли добавляет: «Я думаю, что самое важное, что мы делаем, — это открываем шлюзы [для возможностей]. Теоретическая плотность энергии, которую мы можем получить из этого [литий-металлического] компонента, просто чудовищна ».
Высокоэнергетические твердотельные литий-металлические батареи с длительным циклом работы с композитными анодами из серебра и углерода
Schmuch, R., Wagner, R., Hörpel, G., Placke, T. & Winter, M. Характеристики и стоимость материалов для литиевых аккумуляторных батарей для автомобилей. Нат. Энергетика 3 , 267–278 (2018).
Google ученый
Янек, Дж. И Зейер, У. Г. Надежное будущее для разработки аккумуляторов. Нат. Энергетика 1 , 16141 (2016).
Google ученый
Kato, Y. et al. Полностью твердотельные батареи большой мощности с использованием сульфидных суперионных проводников. Нат. Энергетика 1 , 16030 (2016).
Google ученый
Kamaya, N. et al. Литиевый суперионный проводник. Нат. Mater. 10 , 682–686 (2011).
Google ученый
Lau, J. et al. Сульфидные твердые электролиты для литиевых батарей. Adv. Energy Mater. 8 , 1800933 (2018).
Google ученый
Han, X. et al. Отрицательное межфазное сопротивление в твердотельных литий-металлических батареях на основе граната. Нат. Mater. 16 , 572–579 (2017).
Google ученый
Han, F. et al. Высокая электронная проводимость как причина образования дендритов лития в твердых электролитах. Нат. Энергетика 4 , 187–196 (2019).
Google ученый
Пфеннингер, Р., Струзик, М., Гарбайо, И., Стилп, Э. и Рупп, Дж. Л. М. Низкая температура обработки для быстрой литиевой проводимости в пленках гранатовых твердотельных батарей. Нат. Энергетика 4 , 475–483 (2019).
Google ученый
Сюй, К. Электролиты и межфазные границы в литий-ионных батареях и не только. Chem. Ред. 114 , 11503–11618 (2014).
Google ученый
Nie, K. et al. Интерфейсы между катодом и электролитом в твердотельных литиевых батареях: проблемы и перспективы. Фронт. Chem. 6 , 616 (2018).
Google ученый
Сакуда А., Хаяси А. и Тацумисаго М. Твердый сульфидный электролит с подходящими механическими свойствами для полностью твердотельных литиевых батарей. Sci. Отчет 3 , 2261 (2013).
Google ученый
Ohtomo, T., Hayashi, A., Tatsumisago, M. и Kawamoto, K. Подавление образования газа H 2 S из 75Li 2 S · 25P 2 S 5 стеклянный электролит с добавками. J. Mater. Sci. 48 , 4137–4142 (2013).
Google ученый
Zhou, L. et al. Разработанная на основе растворителей конструкция аргиродита Li 6 PS 5 X (X = Cl, Br, I) твердых электролитов с высокой ионной проводимостью. ACS Energy Lett. 4 , 265–270 (2019).
Google ученый
Венцель, С., Седлмайер, С. Дж., Дитрих, К., Зайер, В. Г. и Янек, Дж. Межфазная реакционная способность и межфазный рост твердых электролитов аргиродита на электродах из металлического лития. Твердотельный ион. 318 , 102–112 (2018).
Google ученый
Чен, Б., Сюй, К., Ван, Х. и Чжоу, Дж. Понимание межфазной стабильности Li 6 PS 5 Cl твердых электролитов с буферными слоями. Curr. Appl. Phys. 19 , 149–154 (2019).
Google ученый
Liu, J. et al. Пути создания практичных высокоэнергетических литий-металлических батарей с длительным циклом работы. Нат. Энергетика 4 , 180–186 (2019).
Google ученый
Armand, M. & Tarascon, J.-M. Строим батареи лучше. Nature 451 , 652–657 (2008).
Google ученый
Xu, W. et al. Литий-металлические аноды для аккумуляторных батарей. Energy Environ. Sci. 7 , 513–537 (2014).
Google ученый
Феррез А. и Ньюман Дж. Механическая деформация литий-металлического анода из-за очень жесткого сепаратора. J. Electrochem. Soc. 161 , A1350 – A1359 (2014).
Google ученый
Масиас А., Фелтен Н., Гарсия-Мендес Р., Вулфенстайн Дж. И Сакамото Дж. Упругие, пластические и механические свойства ползучести металлического лития. J. Mater. Sci. 54 , 2585–2600 (2019).
Google ученый
Нараян С. и Ананд Л. Модель упруго-вязкопластической деформации лития с большой деформацией. Extreme Mech. Lett. 24 , 21–29 (2018).
Google ученый
Qian, J. et al. Безанодные перезаряжаемые литий-металлические батареи. Adv. Функц. Mater. 26 , 7094–7102 (2016).
Google ученый
Дженовезе, М., Лули, А. Дж., Вебер, Р., Хеймс, С. и Дан, Дж. Р. Измерение кулоновской эффективности циклирования металлического лития в безанодных литий-металлических батареях. J. Electrochem. Soc. 165 , A3321 – A3325 (2018).
Google ученый
Ян, К.-П., Инь, Ю.-Х., Чжан, С.-Ф., Ли, Н.-В. И Го, Ю.-Г. Размещение лития в трехмерных токосъемниках с субмикронным каркасом по отношению к анодам из металлического лития с длительным сроком службы. Нат. Commun. 6 , 8058 (2015).
Google ученый
Weber, R. et al. Длительный срок службы и морфология лития без дендритов в безанодных литиевых ячейках с двойным солевым жидким электролитом. Нат. Энергетика 4 , 683–689 (2019).
Google ученый
Yan, K. et al. Селективное осаждение и стабильная инкапсуляция лития за счет гетерогенного посевного роста. Нат. Энергетика 1 , 16010 (2016).
Google ученый
Wang, H. et al. Морщинистые графеновые клетки в качестве основы для анодов из металлического Li большой емкости, показанные с помощью криогенной электронной микроскопии. Nano Lett. 19 , 1326–1335 (2019).
Google ученый
Yang, C. et al. Сверхмелкие наночастицы серебра для осаждения затравки лития на стабильный анод из металлического лития. Adv. Mater. 29 , 1702714 (2017).
Google ученый
Park, C.-M., Kim, J.-H., Kim, H. & Sohn, H.-J. Анодные материалы на основе литиевого сплава для литиевых аккумуляторных батарей. Chem. Soc. Ред. 39 , 3115–3141 (2010).
Google ученый
Park, C.-M., Jung, H. & Sohn, H.-J. Электрохимическое поведение и механизм реакции наносеребра с литием. Electrochem. Solid-State Lett. 12 , A171 – A175 (2009 г.).
Google ученый
Фен, У., Донг, X., Ли, П., Ван, Й. и Ся, Й. Модификация литий-гранатового электролита на границе раздела литиофильным и дышащим прослоем. J. Источники энергии 419 , 91–98 (2019).
Google ученый
Пей, А., Чжэн, Г., Shi, F., Li, Y. & Cui, Y. Наноуровневая нуклеация и рост электроосажденного металлического лития. Nano Lett. 17 , 1132–1139 (2017).
Google ученый
Wang, M. et al. Пористые углеродные основы для литий-серных аккумуляторов. Chem. Евро. J. 25 , 3710–3725 (2019).
Google ученый
Xie, J. et al. Разработка стабильных интерфейсов для трехмерных анодов из металлического лития. Sci. Adv. 4 , eaat5168 (2018).
Google ученый
Kraft, M. A. et al. Обеспечение высокой ионной проводимости в литиевых суперионных аргиродитах Li 6+ x P 1– x Ge x S 5 I для полностью твердотельных батарей. J. Am. Chem. Soc. 140 , 16330–16339 (2018).
Google ученый
Kato, Y. et al. Полностью твердотельные батареи с конфигурацией толстых электродов. J. Phys. Chem. Lett. 9 , 607–613 (2018).
Google ученый
Koerver, R. et al. Редокс-активные катодные межфазные границы в твердотельных батареях. J. Mater. Chem. А 5 , 22750–22760 (2017).
Google ученый
Koerver, R.и другие. Снижение емкости в твердотельных аккумуляторах: образование межфазных границ и химико-механические процессы в катодах из слоистых оксидов с высоким содержанием никеля и твердых электролитах из тиофосфата лития. Chem. Mater. 29 , 5574–5582 (2017).
Google ученый
Сяо, Ю., Миара, Л. Дж., Ван, Ю. и Седер, Г. Расчетный скрининг катодных покрытий для твердотельных батарей. Джоуль 3 , 1252–1275 (2019).
Google ученый
Ito, S. et al. Полностью твердотельный литий-ионный аккумулятор типа кресло-качалка, в котором используется Li 2 O – ZrO 2 LiNi 0,8 Co 0,15 Al 0,05 O 2 и электролит на основе сульфида. J. Источники энергии 248 , 943–950 (2014).
Google ученый
Стивенс Д.А. и Дан, Дж. Р. Механизмы внедрения лития и натрия в углеродные материалы. J. Electrochem. Soc. 148 , A803 – A811 (2001).
Google ученый
Dahn, J. R., Zheng, T., Liu, Y. & Xue, J. S. Механизмы введения лития в углеродистые материалы. Science 270 , 590–593 (1995).
Google ученый
Тачикава Х. и Симидзу А. Динамика диффузии атома Li на аморфном углероде: прямое исследование молекулярной орбитально-молекулярной динамики. J. Phys. Chem. В 110 , 20445–20450 (2016).
Google ученый
Persson, K. et al. Диффузия лития в графитовом углероде. J. Phys. Chem. Lett. 1 , 1176–1180 (2010).
Google ученый
Zheng, G. et al. Связанные между собой полые углеродные наносферы для стабильных анодов из металлического лития. Нат. Nanotechnol. 9 , 618–623 (2014).
Google ученый
Zhang, W. et al. (Электро) химическое расширение во время цикла: отслеживание изменений давления в работающих твердотельных литиевых батареях. J. Mater. Chem. А 5 , 9929–9936 (2017).
Google ученый
Walther, F. et al. Визуализация межфазного разложения композитных катодов в твердотельных батареях на основе аргиродита с использованием времяпролетной масс-спектрометрии вторичных ионов. Chem. Mater. 31 , 3745–3755 (2019).
Google ученый
Hippauf, F. et al. Преодоление ограничений связующего твердотельных катодов листового типа с использованием метода сухой пленки без растворителей. Energy Storage Mater. 21 , 390–398 (2019).
Google ученый
Сузуки, Н., Яширо, Н., Ямада, Т. и Айхара, Ю. Полностью твердотельная аккумуляторная батарея и способ ее зарядки. Патент США № US201
723A1.
Сузуки, Н., Яширо, Н. и Айхара, Ю. Ли гальваническое покрытие / снятие изоляции на металлической подложке, покрытой углеродной сажей. В. Proc. 235-е заседание ECS abstr. 163 (ECS, 2019).
Новая конструкция электролита может привести к созданию более совершенных аккумуляторов для электромобилей
Новый электролит на основе лития, изобретенный учеными Стэнфордского университета, может проложить путь для следующего поколения электромобилей с батарейным питанием.
Обычный (прозрачный) электролит слева и новый электролит Стэнфордского стандарта справа. (Изображение предоставлено: Чжиао Юй)
В исследовании, опубликованном 22 июня в журнале Nature Energy , исследователи из Стэнфорда демонстрируют, как их новая конструкция электролита повышает производительность литий-металлических батарей — многообещающей технологии для питания электромобилей, ноутбуков и других устройств.
«Большинство электромобилей работают на литий-ионных батареях, которые быстро приближаются к своему теоретическому пределу по плотности энергии», — сказал соавтор исследования И Цуй, профессор материаловедения и инженерии, а также фотоники в Национальной ускорительной лаборатории SLAC. «Наше исследование было сосредоточено на литий-металлических батареях, которые легче, чем литий-ионные, и потенциально могут обеспечивать больше энергии на единицу веса и объема».
Литий-ионный против металлического лития
Литий-ионные аккумуляторы, используемые во всем, от смартфонов до электромобилей, имеют два электрода — положительно заряженный катод, содержащий литий, и отрицательно заряженный анод, обычно сделанный из графита.Раствор электролита позволяет ионам лития перемещаться между анодом и катодом, когда аккумулятор используется и когда он заряжается.
кандидатов наук и ведущих авторов Хансен Ван (слева) и Чжиао Юй (справа) тестируют экспериментальную ячейку в своей лаборатории. (Изображение предоставлено: Hongxia Wang.)
Литий-металлический аккумулятор может содержать в два раза больше электроэнергии на килограмм, чем современные литий-ионные аккумуляторы. Литий-металлические батареи делают это, заменяя графитовый анод металлическим литием, который может хранить значительно больше энергии.
«Литий-металлические батареи очень перспективны для электромобилей, где вес и объем имеют большое значение», — сказал соавтор исследования Женан Бао, K.K. Ли Профессор инженерной школы. «Но во время работы анод из металлического лития вступает в реакцию с жидким электролитом. Это вызывает рост микроструктур лития, называемых дендритами, на поверхности анода, что может привести к возгоранию батареи и ее выходу из строя ».
Исследователи потратили десятилетия, пытаясь решить проблему дендритов.
«Электролит был ахиллесовой пятой литий-металлических батарей», — сказал соавтор книги Чжао Юй, аспирант по химии. «В своем исследовании мы используем органическую химию для рационального проектирования и создания новых стабильных электролитов для этих батарей».
Электролит новый
Для исследования Ю и его коллеги выяснили, могут ли они решить проблемы стабильности с помощью обычного, коммерчески доступного жидкого электролита.
«Мы предположили, что добавление атомов фтора к молекуле электролита сделает жидкость более стабильной», — сказал Ю.«Фтор — широко используемый элемент в электролитах для литиевых батарей. Мы использовали его способность притягивать электроны для создания новой молекулы, которая позволяет аноду из металлического лития хорошо работать в электролите ».
В результате получилось новое синтетическое соединение, сокращенно FDMB, которое можно легко производить в больших объемах.
«Конструкции электролитов становятся очень экзотичными, — сказал Бао. «Некоторые из них оказались многообещающими, но их производство очень дорогое. Молекула FDMB, которую придумал Чжиао, легко производить в больших количествах и довольно дешево.”
«Невероятная производительность»
Команда Стэнфорда провела испытания нового электролита в литий-металлической батарее.
Результаты были впечатляющими. Экспериментальная батарея сохранила 90 процентов своего первоначального заряда после 420 циклов зарядки и разрядки. В лабораториях типичные литий-металлические батареи перестают работать примерно через 30 циклов.
Исследователи также измерили, насколько эффективно ионы лития переносятся между анодом и катодом во время зарядки и разрядки, это свойство известно как «кулоновская эффективность».”
«Если вы зарядите 1000 ионов лития, сколько вы получите обратно после разрядки?» — сказал Цуй. «В идеале вы хотите 1000 из 1000 для 100-процентного кулоновского КПД. Чтобы быть коммерчески жизнеспособным, элемент батареи должен иметь кулоновский КПД не менее 99,9%. В нашем исследовании мы получили 99,52 процента в половинных ячейках и 99,98 процентов в полных ячейках; невероятная производительность ».
Безанодный аккумулятор
Для потенциального использования в бытовой электронике команда Стэнфордского университета также провела испытания электролита FDMB в безанодных литиево-металлических ячейках — коммерчески доступных батареях с катодами, которые подают литий на анод.
«Идея состоит в том, чтобы использовать литий только на катодной стороне для снижения веса», — сказал соавтор исследования Хансен Ван, аспирант в области материаловедения и инженерии. «Безанодная батарея проработала 100 циклов, прежде чем ее емкость упала до 80 процентов — не так хорошо, как эквивалентная литий-ионная батарея, которая может выдерживать от 500 до 1000 циклов, но все же одна из самых эффективных безанодных элементов».
«Эти результаты показывают многообещающие результаты для широкого диапазона устройств», — добавил Бао. «Легкие безанодные батареи станут привлекательным элементом для дронов и многих других видов бытовой электроники.”
Аккумулятор 500
Министерство энергетики США (DOE) финансирует крупный исследовательский консорциум под названием Battery500, чтобы сделать литий-металлические батареи жизнеспособными, что позволит производителям автомобилей создавать более легкие электромобили, способные преодолевать гораздо большие расстояния между зарядками. Это исследование было частично поддержано грантом консорциума, в который входят Стэнфорд и SLAC.
За счет улучшения анодов, электролитов и других компонентов Battery500 стремится почти в три раза увеличить количество электроэнергии, которое может выдавать литий-металлическая батарея, с примерно 180 ватт-часов на килограмм, когда программа стартовала в 2016 году, до 500 ватт-часов на килограмм.Более высокое отношение энергии к весу, или «удельная энергия», является ключом к решению проблемы запаса хода, которую часто испытывают потенциальные покупатели электромобилей.
Перейдите на веб-сайт для просмотра видео.
Чжиао Юй
Испытание на воспламеняемость обычного карбонатного электролита (слева) и нового электролита FDMB (справа), разработанных в Стэнфорде. Обычный карбонатный электролит легко воспламеняется сразу после прикосновения к пламени, но электролит FDMB может выдерживать прямое пламя в течение как минимум трех секунд.
«Безанодная батарея в нашей лаборатории показала около 325 ватт-часов на килограмм удельной энергии, приличное число», — сказал Цуй. «Нашим следующим шагом могла бы стать совместная работа с другими исследователями Battery500 над созданием ячеек, которые приблизятся к цели консорциума — 500 ватт-часов на килограмм».
Помимо более длительного срока службы и лучшей стабильности, электролит FDMB также намного менее воспламеняем, чем обычные электролиты, как исследователи продемонстрировали в этом встроенном видео.
«Наше исследование в основном обеспечивает принцип конструкции, который люди могут применять для создания более качественных электролитов», — добавил Бао. «Мы только что показали один пример, но есть много других возможностей».
Среди других соавторов Стэнфордского университета Цзянь Цинь, доцент кафедры химической инженерии; докторанты Сянь Конг, Кеченг Ван, Вэньсяо Хуанг, Снехашис Чоудхури и Чибуезе Аманчукву; аспиранты Уильям Хуанг, Ючи Цао, Дэвид Маканич, Ю Чжэн и Саманта Хунг; и студенты Ютинг Ма и Эдер Ломели. Синьчан Ван из Университета Сямэнь также является соавтором. Чжэнань Бао и И Цуй — старшие научные сотрудники Стэнфордского института энергетики «Прекорт». Цуй также является ведущим исследователем в Стэнфордском институте материаловедения и энергетики, совместной исследовательской программе SLAC / Стэнфорд.
Эта работа была также поддержана Программой исследования материалов для аккумуляторов в Департаменте транспортных технологий Министерства энергетики США. Средство, используемое в Стэнфорде, поддерживается Национальным научным фондом.
Чтобы читать все статьи о Стэнфордской науке, подпишитесь на еженедельный выпуск Stanford Science Digest .
Новое покрытие приближает литий-металлический аккумулятор к реальности
Была восстановлена надежда на перезаряжаемую литий-металлическую батарею — потенциальную батарею, которую на протяжении десятилетий относили к лаборатории из-за ее короткого срока службы и случайной гибели, в то время как ее перезаряжаемая сестра, литий-ионная батарея, теперь приносит более 30 миллиардов долларов за год. год.
Новое покрытие может сделать легкие литий-металлические батареи безопасными и долговечными, что является благом для разработки электромобилей следующего поколения.(Изображение предоставлено Shutterstock)
Группа исследователей из Стэнфордского университета и Национальной ускорительной лаборатории SLAC изобрела покрытие, которое устраняет некоторые дефекты батареи, описанные в статье, опубликованной 26 августа в Джоуля .
При лабораторных испытаниях покрытие значительно продлило срок службы батареи. Он также решал проблему сгорания, значительно ограничивая крошечные игольчатые структуры — или дендриты, — которые протыкают разделитель между положительной и отрицательной сторонами батареи.Помимо разрушения батареи дендриты могут вызвать короткое замыкание в горючей жидкости батареи. Литий-ионные батареи иногда имеют ту же проблему, но до настоящего времени дендриты не позволяли использовать литий-металлические аккумуляторные батареи.
«Мы обращаемся к святому Граалю литий-металлических батарей», — сказал Чжэнань Бао, профессор химической инженерии, который является старшим автором статьи вместе с И Цуй, профессором материаловедения, инженерии и фотоники в SLAC. Бао добавил, что дендриты предотвратили использование литий-металлических батарей в электромобилях следующего поколения.
Обещание
Литий-металлические батареи могут удерживать как минимум на треть больше энергии на фунт, чем литий-ионные батареи, и они значительно легче, потому что в них используется легкий литий для положительно заряженного конца, а не более тяжелый графит. Если бы они были более надежными, эти батареи могли бы принести пользу портативной электронике, от портативных компьютеров до сотовых телефонов, но настоящая грязь, по словам Цуй, была бы для автомобилей.Самым большим препятствием для электромобилей является то, что их батареи тратят около четверти своей энергии на себя. Вот и суть диапазона и стоимости электромобилей.
Ведущие авторы и аспиранты Дэвид Макэник (слева) и Чжиао Ю перед тестером батарей. Ю держит тарелку с уже протестированными элементами, которую они называют «кладбищем батарей». (Изображение предоставлено: Марк Голден)
«Емкость обычных литий-ионных аккумуляторов была разработана почти до предела, — сказал аспирант Стэнфордского университета Дэвид Макэник, соавтор исследования. «Таким образом, крайне важно разработать новые типы батарей, чтобы удовлетворить жесткие требования к плотности энергии современных электронных устройств».
Команда из Стэнфорда и SLAC проверила покрытие на положительно заряженном конце, называемом анодом, стандартной литий-металлической батареи, где обычно образуются дендриты. В конечном итоге они объединили свои аноды со специальным покрытием с другими коммерчески доступными компонентами, чтобы создать полностью работоспособную батарею. После 160 циклов их литий-металлические элементы по-прежнему выдавали 85 процентов энергии, которую они выдавали в первом цикле.Обычные литий-металлические элементы вырабатывают около 30 процентов после такого количества циклов, что делает их практически бесполезными, даже если они не взрываются.
Новое покрытие предотвращает образование дендритов за счет создания сети молекул, которые равномерно доставляют заряженные ионы лития к электроду. Он предотвращает нежелательные химические реакции, типичные для этих батарей, а также уменьшает химические отложения на аноде, которые быстро снижают способность батареи передавать энергию.
«Наш новый дизайн покрытия делает литий-металлические батареи стабильными и перспективными для дальнейшего развития», — сказал другой соавтор, аспирант Стэнфордского университета Чжиао Ю.
В настоящее время группа уточняет дизайн покрытия, чтобы увеличить сохраняющуюся емкость и проверять ячейки в течение большего количества циклов.
«Хотя использование в электромобилях может быть конечной целью, — сказал Цуй, — коммерциализация, скорее всего, начнется с бытовой электроники, чтобы продемонстрировать в первую очередь безопасность батареи».
Чжэнан Бао и И Цуй также являются старшими научными сотрудниками Стэнфордского института энергетики «Прекурс». Среди других исследователей из Стэнфорда — Цзянь Цинь, доцент кафедры химической инженерии; докторанты Давэй Фэн, Джихон Джеймс Кан, Мина Ли, Чибузе Аманчукву, Сюйчжоу Ян, Хансен Ван и Кай Лю; студенты Уэсли Майклс, Аллен Пей, Шученг Чен и Ючи Цао; и приглашенный ученый Цюхун Чжан из Нанкинского университета.