Замену радиаторов отопления правильно проводить в летний период, когда батареи холодные, отопительный сезон закрыт, и процедура не потребует дополнительных затрат из-за вызова специалистов и перекрытия стояка всего дома. Однако, зимой можно озаботиться выбором радиаторов отопления, чтобы изучить тему не спеша, в полном объеме. Важно не только понять, какое количество видов радиаторов отопления имеется сейчас на современном рынке, но и чем они различаются между собой, какой радиатор оптимально установить в комнатах конкретной квартиры или дома. Если монтаж радиаторов отопления планируется собственными силами – необходимо изучить и нюансы, связанные с этой работой.
Виды радиаторов отопления
Раньше выбор батарей ограничивался одним параметром: чугунная или стальная. На современном рынке представлен широчайший ассортимент радиаторов, отличающихся не только материалом изготовления, но и формой. Выбор формы радиатора отопления – личный вкус потребителя, желание вписать технику в интерьер помещения. В то время, как выбор материала изготовления радиатора принципиально важен в аспектах длительности срока службы и качества обогрева помещения. Рассмотрим наиболее распространенные виды батарей на современном рынке отопительного оборудования.
Стальные радиаторы отопления
Среди стальных радиаторов отопления по конструкционным особенностям выделяют два вида: панельные и трубчатые радиаторы. Панельные стальные радиаторы наиболее доступный вариант, внутри радиатора находятся стальные панели, связанные между собой конвекторным оребрением. Трубчатые стальные радиаторы – это сцепленные между собой стальные трубы, по которым подается горячая вода. КПД стальных радиаторов очень высокий, при этом стальной вариант является наиболее финансово доступным изделием. Трубчатые радиаторы немного дороже панельных аналогов, но это легко объяснимо: они эстетически приятней выглядят, а кроме того, разнообразие дизайна позволяет подобрать радиатор под любой интерьер комнаты, вне зависимости от стиля и цветового решения.
Помимо приятной цены, потребители выделяют следующие преимущества стальных радиаторов отопления:
- Качество и скорость прогрева батареи и, соответственно, помещения, одни из лучших среди современных изделий для отопления.
- Для прогрева радиатора отопления требуется небольшой объем теплоносителя, что означает и низкое энергопотребление.
- Безопасность использования стальных радиаторов отопления в совокупности с невысокой ценой делает их идеальными для установки в детских комнатах, а также в больницах, детских образовательных учреждениях.
К недостаткам стальных радиаторов отопления относятся:
- Специфика стальных труб такова, что при осушении и воздействии кислорода на поверхность, начинает образовываться коррозия металла. Этот процесс действует негативно на прочность и надежность труб, существенно снижается длительность срока службы радиатора отопления. Избежать этой неприятности практически невозможно, поскольку осушение отопительной системы проводят ежегодно после закрытия отопительного сезона.
- Еще одна особенность системы отопления многоэтажных домов – сильнейшая нагрузка на трубы из-за давления и сопровождающих его гидроударов. Стальные радиаторы не настолько крепки, гидроудары действуют на них разрушающе, из-за чего от использования стальных радиаторов в многоэтажных домах было решено отказаться.
Алюминиевые радиаторы отопления
По способу создания алюминиевые радиаторы отопления делятся на литьевые и экструзионные. Литьевые радиаторы изготавливаются путем литья металла под давлением, их отличают широкие каналы для подачи теплоносителя, прочные и толстые стенки, а также возможность нарастить батарею необходимым количеством фрагментов. Экструзонные радиаторы цельные, получаются путем выдавливания необходимой формы из сплава на экструдере. Добавить секции или убавить их при необходимости невозможно, нужно правильно выбирать размер до покупки изделия. К преимуществам алюминиевых радиаторов отопления
- Высокая теплоотдача радиаторов – главный плюс материала. Быстро прогревается само изделие, также быстро греется комната.
- Вес радиаторов позволяет справиться с монтажом самостоятельно.
- Имеется возможность установки терморегулятора на радиатор отопления.
- Строгий дизайн лаконично впишется в любой интерьер.
Теперь перейдем к недостаткам алюминиевых радиаторов отопления
:- Алюминий подвержен коррозии, из-за чего снижается срок службы батареи и возможны протечки между секциями.
- Сам по себе срок службы алюминиевых радиаторов не превышает 15 лет.
- Как и стальные аналоги, алюминиевые радиаторы разрушаются под действием скачков давления и гидроударов.
Снизить риски образования коррозии можно, используя качественный и проверенный теплоноситель, а, чтобы иметь возможность его контролировать, как и защитить радиатор от скачков давления, его необходимо устанавливать только в частном доме или в малоэтажных строениях.
Чугунные радиаторы отопления
Являясь традиционной классикой, чугунные радиаторы отопления до сих пор удерживают лидирующие позиции на рынке отопительных приборов. Преимуществ чугунных радиаторов отопления насчитывается немало:
- Срок службы чугунного изделия исчисляется десятками лет и редко бывает меньше 50 лет.
- Устойчивый к химическим соединениям и реакциям, чугунный радиатор не подвержен коррозии.
- Теплоотдача чугуна настолько велика, что одна батарея справится с отоплением просторной комнаты с высокими потолками.
- Длительное сохранение тепла чугунной батареей – важное подспорье в местах, где часто случаются перебои с подачей горячей воды в отопительную систему.
- Доступная цена, если не считать литые дизайнерские модели.
Однако, имеются и недостатки у чугунных радиаторов отопления.
- Долго сохраняют тепло, но и прогреваются тоже не быстро.
- Чугунные батареи являются лидерами по весу, транспортировка и установка таких батарей требует помощи нескольких физически сильных человек.
- Из-за большого веса требуется использование усиленных крепежей.
- Для прогрева чугунной батареи потребуется куда больший объем теплоносителя, чем в стальном или алюминиевом варианте.
- Несмотря на вес и прочность, чугун весьма хрупок при точечном ударе. Гидроудар способен разорвать батарею со всеми вытекающими последствиями.
Биметаллические радиаторы отопления
Следуя из названия, биметаллические радиаторы отопления состоят из двух видов металла. Сердцевина биметаллической батареи выполнена из стали, а снаружи она покрыта алюминием. Имеется возможность создавать необходимый размер батареи, добавляя или отнимая нужно количество секций, кратно двум. Благодаря такой конфигурации, радиаторы взяли в себя плюсы каждого из аналогов, отсекая минусы. К преимуществам биметаллического радиатора отопления относятся:
- Небольшой объем теплоносителя.
- Высокая теплоотдача.
- Устойчивость к коррозии металла.
- Не боится скачка давления и гидроудара.
- Простой монтаж, небольшой вес изделия.
- Дизайн радиатора отопления строгий, со вкусом, впишется в любой стиль интерьера.
К недостаткам биметаллических радиаторов отопления можно отнести, пожалуй, только один: цена на изделия выше любого другого аналога.
Другие отопительные изделия
Среди популярных отопительных изделий, используемых в домах и квартирах, еще встречаются конвекторного плана половые и плинтусные обогреватели. Но о них я напишу отдельно, поскольку они не совсем подходят под тему радиатором и требуют подробного разбора отдельной статьей.
Особенности монтажа радиатора отопления
Монтаж радиатора отопления своими руками зависит от места расположения радиатора. В частном доме все намного проще: в случае ошибки или возможной течи после подключения отопительной системы, не составит труда отключить ее вновь и исправить недочеты. Если же замена радиатора отопления производится в многоэтажном доме, безопаснее и правильней будет вызвать бригаду мастеров. Они не только опытней в отношении работ, но еще и возьмут риски на себя, и в случае ошибки или протечки, исправят недочеты самостоятельно и за свой счет.
Установка радиатора отопления – важный этап ремонта, к которому необходимо правильно подготовиться и отнестись ответственно к выбору изделия. Статья поможет вам определиться с покупкой, чтобы в ближайшие десятилетия этот вопрос больше не поднимался при расчете семейного бюджета.
17.12.2018
Подписаться на рассылку
Организовывая в доме или квартире капитальный ремонт, в перечень мероприятий которого входит замена или модернизация отопительной системы, хозяин неизбежно встанет перед проблемой — батареи отопления какие лучше выбрать, чтобы повысить комфортность проживания и при этом не проиграть с интерьерным оформлением.
Батареи отопления какие лучше?Раньше такой вопрос обычно не ставился в принципе – кроме чугунных батарей единой модели в новых домах лишь иногда устанавливались неэффективные, некачественно изготовленные стальные конвекторы. Сегодня ситуация иная – радиаторы могут существенно различаться и по материалу изготовления, и по характеристикам, и по внешнему оформлению. Естественно, хочется установить в своей квартире, самые лучшие из тех, что позволяет выделенный на ремонт бюджет.
Однако, выбирая эти приборы, нужно учитывать, что не все они могут подойти для имеющейся системы отопления. Имея различные эксплуатационные характеристики, рассчитанные на определенную нагрузку и теплоноситель, батареи могут либо разочаровать покупателя своей невысокой эффективностью, либо даже попросту не подойти по техническим параметрам.
Кроме этого, чтобы добиться должной эффективности отопления, необходимо правильно рассчитать и установить требуемое количество секций в радиаторах. Только выполнив все условия и обязательно придерживаясь правил установки, можно получить желаемый результат.
В настоящее время наиболее распространёнными типами батарей отопления являются: производятся следующие виды радиаторов:
— стальные, панельные и трубчатые;
— чугунные, имеющие как современный, так и ретро-дизайн;
— алюминиевые и алюминиевые анодированные;
— биметаллические.
Чтобы правильно определиться с выбором, нужно подробнее разобраться в характеристиках, достоинствах и недостатках каждого типа. Для начала – несколько «сухих» цифр, которые, тем не менее уже могут дать начальное представление. Некоторые параметры различных типов батарей – в таблице:
| ТС | Чг | Ал | БМ | АА | |
|---|---|---|---|---|---|
| Давление максимальное, (атмосфер) | |||||
| — рабочее | 6-10 | 6-9 | 10-20 | 35 | 15-40 |
| — опрессовочное | 9 -15 | 12-15 | 15-30 | 57 | 25-75 |
| — разрушения | 18-25 | 20-25 | 30-50 | 75 | 100 |
| Ограничение по рН (водородному показателю) | 6,5-9 | 6,5-9 | 7-8 | 6,5-9 | 6,5-9 |
| Подверженность коррозии под воздействием: | |||||
| — кислорода | да | нет | нет | да | нет |
| — блуждающих токов | да | нет | да | да | нет |
| — электролитических пар | слабое | нет | да | слабое | нет |
| Мощность секции при h=500 мм; Dt=70 ° , Вт | 85 | 110 | 175-199 | 199 | 216,3 |
| Гарантия, лет | 1 | 10 | 3-10 | 3-10 | 30 |
Сокращения в таблице:
ТС – трубчатые стальные;
Чг – чугунные;
Ал – алюминиевые обычные;
АА – алюминиевые анодированные;
БМ – биметаллические.
Ну а теперь – о каждом из типов подробнее.
Стальные батареи отопления
Стальные радиаторы могут различаться как по своей конструкции, так и по дизайнерскому решению. Они быть изготовленными в виде панелей или определенного количества вертикальных труб, соединенных между собой в одну общую батарею.
Панельные стальные радиаторы
Каждая панель такого радиатора изготавливается из двух металлических листов, которым придают нужную форму с помощью штамповки и соединяют сваркой. Затем в большинстве из моделей идет оснащение панелей конвекторными теплообменниками, которые способствуют быстрому прогреву воздуха и созданию теплового восходящего потока. После соединения всех элементов в единую конструкцию, ее окрашивают по специальной технологии.
Стальной панельный радиаторЧтобы этот вид радиаторов прослужил длительный срок, окраска должна быть равномерной — на этот параметр необходимо обратить особое внимание при покупке.
Цены на панельные радиаторы отопления Лидея
панельные радиаторы отопления Лидея
Панельные радиаторы рассчитаны на температуру теплоносителя в 85 ÷ 95 градусов, и на стандартное рабочее давление в центральной системе отопления (до 10 атмосфер).
Строение панельного радиатора типа «22»Подобные батареи имеют свою собственную классификацию, которая предопределяется количеством панелей и наличием конвекторных пластинчатых теплообменников между ними. Каждый из типов выражен определенным двузначным числом:
- 10 тип состоит только из одной панели;
- 11 тип – это одна панель, оснащенная одним конвектором;
- 21 тип — имеет две панели и один конвектор, расположенный между ними;
- 22 тип — состоит из двух панелей и двух конвекторов;
- 33 тип — имеет три конвектора, которые расположены между трех панелей.
Серьезные отличия между моделями могут быть и по общим габаритам. Понятно, что чем больше панелей, тем толще сама собранная конструкция, обычно от 50 и до 155 мм.. Длина же такой батареи может варьироваться от 400 до 3000 мм, а высота – как правило, в пределах от 200 до 900 мм.
Панельные батареи производятся с боковым и нижним подключением — выбор по этому параметру производится в зависимости от прохождения труб отопительной системы и предпочтений хозяев.
К достоинствам панельных батарей относят следующее:
- Простота монтажа. Батарея имеет цельную конструкцию, поэтому ее не нужно собирать из нескольких элементов. Панель навешивается на закрепленные в стену кронштейны, а патрубки соединяются с трубами отопительного контура.
- Из-за малой массивности стального листа прогревание панели происходит почти сразу же после запуска отопления. Это способствует хорошей теплоотдаче и с поверхности, направленной в комнату, и в пластинчатом теплообменнике, что дает возможность получить нужную температуру воздуха в помещении достаточно быстро.
- Компактный размер и аккуратный внешний вид позволяют панелям вписаться в любой интерьер.
- Эксплуатация панельных батарей в автономной системе отопления позволяет сэкономить на топливе, так как для заполнения контура используется сравнительно небольшое количество теплоносителя.
К отрицательным чертам панелей относятся следующие факторы:
- Металлические панели не имеют на внутренней своей поверхности, напрямую соприкасающейся с теплоносителем, антикоррозийного покрытия, что может привести довольно быстрому ржавлению, появлению течей, выходу из строя. Особенно это характерно для центральных систем, где на лето теплоноситель сливается, открывая «широкие возможности» для коррозионных процессов. Да и качество теплоносителя тоже далеко не всегда способствует длительности безаварийной работы приборов.
- Если батареи устанавливаются в систему центрального отопления, то не получится избежать гидроударов, которых панели могут не выдержать. Поэтому потребуется еще и установка редуктора, выравнивающего давление и принимающего удар на себя.
Чтобы получить более подробную информацию о процессе изготовления, характеристиках и нюансах эксплуатации панельных батарей, стоит пройти по рекомендуемой ссылке на специальную страницу портала.
Трубчатые батареи
Трубчатые стальные батареи состоят из наборных секций, которые скреплены между собой сваркой. Эффективность этой конструкции будет на должном уровне, если в батарее установлено нужное количество секций, суммарной тепловой своей мощностью соответствующее площади комнаты.
Трубчатый стальной радиаторТрубчатые радиаторы могут иметь очень широкое разнообразие различных дизайнерских решений, и это один из тех критериев, которые напрямую влияют на выбор именно этого вида батарей. Кроме этого, трубчатые батареи могут быть оснащены специальным кронштейном для сушки полотенец, что очень удобно, например, для кухни, или верхней панелью, которая может служить сиденьем или полкой для просушки обуви.
Производятся они разных размеров, высота варьируется от 200 и аж до 2000 мм, а толщина, как правило, от 100 до 250 мм. Заказываемая длина может быть любой, в зависимости от потребности обогрева.
Эти элементы отопительной системы могут выдерживать давление от 8 до 15 атмосфер. Во избежание повреждения батарей при гидроударах, если они установлены в центральную систему отопления, они так же, как и панельные, потребуют установки редуктора.
Толщина стенок стальных трубчатых радиаторов составляет всего 1 ÷ 1,5 мм, поэтому они очень быстро прогреваются и отдают тепло в комнату. Но этот же фактор можно отнести и к недостаткам конструкции, так как тонкая сталь легко поддается механическим повреждениям.
В отличие от панельного типа, трубки этих батарей имеют внутреннее покрытие полимерными защитными пленками, которые сохраняют их от воздействия агрессивной среды теплоносителя, а как результат — от возникновения очагов коррозии, что значительно продлевает срок их эксплуатации.
Трубчатые радиаторы часто имеют весьма оригинальное дизайнерское исполнениеК достоинствам трубчатых стальных батарей можно отнести многообразие дизайнерских решений по форме и цвету, снабжение радиаторов дополнительными элементами, оригинальный аккуратный внешний вид.
Серьезных недостатков у этого типа батарей всего два, но они могут гораздо значительнее отразиться на системе отопления дома, чем уже упомянутые достоинства:
- Низкая теплоотдача, которая приведет к большим расходам за энергоносители. Батареи быстро нагреваются, но и быстро остывают, поэтому котел будет выключаться на весьма незначительный срок. Отсутствие дополнительного теплообменника, кроме поверхности самих труб, делает площадь активной передачи тепла весьма небольшой. Это в итоге говорит о том, что трубчатые батареи невыгодно устанавливать в автономной системе отопления.
- Вместе с тем, к уязвимому месту таких батарей можно отнести сварные соединительные швы – отмечены случаи появления течи на них после гидроударов. Вывод напрашивается совсем противоположный — устанавливать трубчатые батареи без редуктора можно только в систему с автономным отоплением.
Одним словом, масса противоречий, и нужно очень хорошо подумать, прежде чем приобретать подобные батареи отопления.
Чугунные радиаторы
Хотя сегодня производятся большое количество батарей из современных материалов, не забыты и чугунные элементы отопительной системы. Их можно найти в магазинах в преображенном виде, оформленными под современные интерьеры или же под строгую «классику». В некоторых случаях такие радиаторы даже исполняют роль декоративного элемента и способны задавать тон всему оформлению комнаты.
Современные чугунные батареи, выполненные в ретро-стиле, зачастую становятся украшением помещенияКроме этого, современные чугунные батареи не требуют периодической окраски, как это было со старыми «советскими» моделями. В продажу они поступают с обработанной и окрашенной поверхностью, которую придется только иногда протирать или смахивать с нее пыль.
Чугунные батареи перестали нуждаться в регулярном подкрашивании благодаря качественному стойкому покрытиюСовременные радиаторы из чугуна могут иметь различные размеры, поэтому их можно подобрать под любую по размеру площадь комнаты. Кроме этого, если старые батареи нужно было обязательно навешивать на кронштейны, вбитые в стены, то сегодня можно приобрести варианты, в которых предусмотрены массивные ножки, на которые они устанавливаются и закрепляются к полу в определенном для них месте.
Цены на чугунные радиаторы отопления Konner
чугунные радиаторы отопления Konner
В отличие от всех других видов батарей, чугунные имеют важное преимущество — они будут одинаково эффективно функционировать как в автономной, так и в центральной отопительной системе. Главное, чтобы все соединения секций и труб были проведены правильно и надежно — тогда чугунным элементам не будут страшны ни гидроудары, ни возникновение коррозии.
Несмотря на появление новых вариантов батарей, чугунные продолжают быть популярными и из-за своей отменной теплоемкости — свойству долго сохранять тепло. Они имеют толстые и массивные стенки, которые долго прогреваются, но, набрав температуру, прогревшись, при отключении притока тепла по контуру остаются горячими гораздо более долгий срок, нежели радиаторы, произведенные из других материалов. Это происходит благодаря свойствам чугуна — недаром его широко используют для изготовления отопительных печей и котлов или отдельных комплектующих для них.
В специализированных магазинах можно найти как отечественные, так и импортные варианты чугунных радиаторов. Представляют свою продукцию такие страны, как Германия и Турция, Испания и Англия, Чехия и Италия — она по многим характеристикам выгодно отличается от изготовленной на отечественных предприятиях.
- Импортные радиаторы имеют качественные гладкие или же украшенные рельефным литьем поверхности.
- Важной функциональной особенностью является высокая тепловая мощность, даже при небольших габаритах. Для сравнения, можно взять объем традиционной отечественной батареи, который равен 1,3 литра, в то время, как радиатор чешского производства обладает объемом всего в 0,8 литра, при одинаковой теплоотдаче. Таким образом, зарубежный вариант будет более компактен и сэкономит приличную сумму на теплоносителе и на работе котла.
- Кроме этого, в отличие от отечественных, импортные батареи имеют идеально гладкую внутреннюю поверхность, что препятствует образованию на стенках накипи и значительно сокращает гидравлическое сопротивление циркуляции теплоносителя.
- Так как любые радиаторы из чугуна стойки к воздействию коррозии, их можно использовать в системах отопления открытого типа, где в теплоноситель попадает большое количество растворенного воздуха.
- Все чугунные батареи имеют достаточно толстые стенки, что повышает их сопротивляемость к возможному абразивному износу.
- В отличие от отечественных, импортные радиаторы поступают в магазины уже в окрашенном виде и не требуют периодического обновления покрытия, что сэкономит не только денежные средства, но и время владельцев жилья.
Однако, все изделия зарубежного производства имеют цену, намного превышающую стоимость отечественных батарей.
К недостаткам всех чугунных батарей можно отнести их большой вес, поэтому на все стены или перегородки их можно навесит. Да и сам процесс монтажа на стену – несколько сложнее, чем с иными радиаторами.
Алюминиевые батареи
Алюминиевые батареи пригодны только для установки в автономную систему отопления, так как они достаточно требовательны к качеству теплоносителя. У владельцев частных домов этот вид радиаторов пользуется достаточно большой популярностью, благодаря доступной цене, хорошим эксплуатационным показателям и современному внешнему оформлению.
Алюминиевый радиатор отопленияПроизводители устанавливают в паспорте минимальный срок эксплуатации на алюминиевые батареи 10 ÷ 25 лет, но они вполне могут прослужить и более длительное время. Продолжительность их «жизни» будет напрямую зависеть от качества теплоносителя, правильности установки и эксплуатации прибора отопления.
Цены на алюминиевые радиаторы
Радиатор секционный алюминий
Этот вид радиаторов рассчитан на давление в системе до 15 атмосфер, температуру теплоносителя в 90 ÷ 100 градусов, а теплоотдача секции может доходить до 200÷210 Вт. При этом емкость каждой из секций радиатора составляет всего 450 мл, а вес – 1,0 ÷ 1,5 кг. Отдельные секции скрепляются в единую батарею с помощью резьбового осевого соединения.
Стандартные расстояния между верхней и нижней осью составляют 200, 350 или 500 мм, но бывает, что изготавливаются и нестандартные варианты, имеющие межосевое расстояние в 800 и даже более миллиметров.
Схема алюминиевой батареи с межосевым расстоянием 500 ммАлюминиевые радиаторы, так же, как и все другие отопительные приборы, имеют свои достоинства и недостатки.
К преимуществам можно отнести их следующие качества:
— высокий уровень теплоотдачи;
— небольшой вес;
— относительную легкость в монтаже;
— удобный и широкий диапазон размерного ряда;
— аккуратный, эстетичный внешний вид;
— как правило – укомплектованность термостатом, что позволяет выставить нужный температурный режим.
Из недостатков стоит упомянуть следующее:
— возможный риск газообразования, что может спровоцировать «завоздушивание» и закупорку контура отопления;
— возможность образования течи на соединениях отдельных секций;
— основная концентрация тепла на ребрах элементов.
— подверженность некоторых типов алюминиевых радиаторов к возникновению коррозийных процессов.
Некоторые проблемы, которые могут возникнуть с алюминиевыми батареями, можно избежать. Например, чтобы возможное газообразование нее парализовало работу системы, необходимо врезать в общий автономный контур или установить на каждую батарею отводчик воздуха. А в случае автономной системы вообще лучше использовать хорошо адаптированный к алюминию теплоноситель (об этом подробно рассказано в соответствующей публикации портала).
Секции алюминиевых батарей изготавливаются из сплава алюминия с использованием кремниевых добавок, но разные модели могут различаются между собой еще и способом их изготовления — литья и экструзии.
- Первый метод подразумевает изготовление каждой секции отдельно, путем заливки сплава в специальные формы под высоким давлением. Кремний, присутствующий в составе сплава, дает особую прочность стенкам радиаторов, а способ изготовления в полной мере гарантирует герметичность емкости.
Батарея из секций литого типаБатареи, изготовленные этим методом, способны выдерживать рабочее давление в системе, доходящее до 16 атмосфер. При испытательных мероприятиях теплоноситель подается в данный тип батарей под давлением в 25 атмосфер, то есть, давая характеристику своей продукции, производитель дает полуторный запас прочности.
По такой технологии изготавливаются секции самых разных форм, но традиционными все же остаются те, что имеют ровную гладкую наружную поверхность — она оптимальна для лучшей теплоотдачи.
- Другой способ изготовления секций — это метод экструзии. Расплав по этой технологии продавливается через формующие сопла — получается нужный профиль заготовки. Затем следует нарезка профиля на отдельные детали.
Неразборный радиатор из секций, изготовленных по технологии экструзииЗатем готовые секции собираются в единую конструкцию. Батареи, изготовленные таким способом, имеют более низкую стоимость, но в процессе эксплуатации их нельзя будет их нарастить или сделать меньше – конструкция является неразборной. Качество таких радиаторов тоже пониже, так как места соединений секций (на уплотнители или даже на специальный клей) при неблагоприятном стечении обстоятельств могут потечь, и никакому ремонту не подлежат.
Алюминиевые батареи с анодным оксидированием
Существует и еще один тип алюминиевых батарей. Производятся из металла, имеющего высокую степень очистки, и проходят еще стадию анодного оксидирования – поэтому часто встречается термин «алюминиевые анодированные». При такой специальной обработке алюминий несколько изменяет свою структуру, и если обычные алюминиевые радиаторы подвержены воздействию кислородной коррозии, то анодированные секции с достоинством выдерживают такое влияние. В таких конструкциях батареи собираются с помощью муфт, которые закрепляются с внешней стороны секций.
Высококачественный радиатор из анодированного алюминияАнодированные секции для радиаторов изготавливаются методом литья, и внешне они почти не отличаются от обычных алюминиевых батарей. Поэтому, приобретая их в магазине, необходимо внимательно изучить паспорт, который должен прилагаться к подобным изделиям.
Внутренние поверхности этого типа радиаторов — абсолютно гладкие, поэтому нет никаких препятствий для циркуляции теплоносителя. Их верхний предел рабочего давления намного выше, чем у обычных алюминиевых, и составляет от 45 до 75 атмосфер.
Естественно, в связи с их выдающимися техническими характеристиками, стоимость также существенно выше. Но все же, чтобы алюминиевые батареи прослужили максимально долго, стоит выбрать радиаторы именно такой разновидности.
Биметаллические батареи
Биметаллические радиаторы по своей надежности стоят, пожалуй, на втором месте после чугунных. Их производят по комбинированному принципу, из двух металлических сплавов — внутренняя часть изготовлена из стального нержавеющего сплава, а наружная — из алюминия, покрытого слоем эмали.
Биметаллические батареи отопленияБиметаллические батареи тоже состоят из секций, которые соединяются посредством резьбового соединения. В то же время их исключительная надежность основывается на том, что внешний алюминиевый корпус никак не контактирует с теплоносителем, а служит только в качестве эффективного теплообменника (благодаря высочайшей теплопроводности этого металла) и в чем-то декоративного элемента. А вода или антифриз циркулируют по каналам, изготовленным из стального сплава, который более вынослив к барическим нагрузкам и к кислородной коррозии. Благодаря этому, такие батареи спокойно могут выдержать скачки давления до 35 ÷ 40 атмосфер.
Основные детали биметаллических батарейЭти качества биметаллических батарей позволяют безо всяких ограничений устанавливать их и в систему центрального отопления многоэтажек, и в автономную – частного дома. Единственное, во втором случае для них желательно будет создать необходимое давление, иначе, они будут функционировать не в полную силу, теряя ряд своих преимуществ. Значит, естественная циркуляция здесь не подойдет, и необходимо у в автономную систему установить циркуляционный насос.
Соединительный узел секции в разрезеБиметаллические батареи стоят достаточно дорого – их цена, во всяком случае значительно выше, чем у стальных или обычных алюминиевых, но это вполне оправдано высокой надежностью и длительным сроком службы. По сути, дороговизну можно назвать единственным недостатком, в то время, как достоинств у них гораздо больше:
- Высокая теплопроводность внешней алюминиевой «оболочки» дает возможность быстро нагреть помещение.
- Уже упоминаемая выше устойчивость к коррозии.
- Компактность и эстетичность внешнего вида, благодаря которому радиаторы отлично впишутся в любой интерьерный стиль.
- Биметаллические батареи не требуют особого ухода или периодического окрашивания, так как покрыты двухслойным закаленным полимерным покрытием.
- Способность выдерживать высокие температуры и повышенное рабочее давление, благодаря внутреннему стальному корпусу.
- Относительно небольшая масса, простота монтажа, который можно провести и без помощи специалистов.
Внешний вид биметаллических вариантов радиаторов несколько схож с алюминиевыми батареями, но разница в цене достаточно существенная. При покупке иногда даже невозможно различить два рядом стоящих типа радиаторов, поэтому их лучше приобретать в специализированных магазинах или у проверенных поставщиков. Обязательно требуя при этом техническую документацию.
Цены на популярные радиаторы отопления
Выбирая новые батареи, не стоит экономить, так как, купив дешевые низкокачественные изделия можно обречь себя на очередной, совершенно незапланированной и нежеланный ремонт через два ÷ три года. Установка хозяином неподходящих для имеющейся системы отопления радиаторов способна испортить не только напольное покрытие в его собственной квартире, но и привести к серьезным проблемам с залитыми соседями снизу. Так экономия на малом может привести к солидным затратам впоследствии.
Ни при каких обстоятельствах не забывайте потребовать паспорт изделия с отметкой производителя о дате выпуска и прохождении ОТК, и копию сертификата соответствияПоэтому, приобретая любые батареи отопления, необходимо изучить не только паспорт с указанными техническими характеристиками, но и сертификацию изделия с гарантийными обязательствами производителя. Это важно сделать для того, чтобы избежать покупки подделок, очень похожих на «»брендовый» образец внешне, но все же не перестающих быть низкокачественными.
Для «закрепления материала» предлагается посмотреть видео-урок, который поможет даст ответ на вопрос: «Батареи отопления какие лучше?»
Видео: полезные советы по выбору батарей отопления
И еще один момент. Важно не только определиться с типом радиаторов — из суммарная тепловая мощность должна соответствовать параметрам помещения, где они устанавливаются. Чтобы провести подобные расчеты, предлагаем воспользоваться специальным калькулятором, размещенным ниже:
Калькулятор для расчета радиаторов отопления
Перейти к расчётам
Последовательно введите запрашиваемые значения или отметьте нужные варианты в предлагаемых списках
Установите ползунком значение площади помещения, м²
Сколько внешних стен в помещении?
одна две три четыре
В какую сторону света смотрят внешние стены
Север, Северо-Восток, Восток Юг, Юго-Запад, Запад
Укажите степень утепленности внешних стен
Внешние стены не утеплены Средняя степень утепления Внешние стены имеют качественное утепление
Укажите среднюю температуру воздуха в регионе в самую холодную декаду года
— 35 °С и ниже от — 25 °С до — 35 °С до — 20 °С до — 15 °С не ниже — 10 °С
Укажите высоту потолка в помещении
до 2,7 м 2,8 ÷ 3,0 м 3,1 ÷ 3,5 м 3,6 ÷ 4,0 м более 4,1 м
Что располагается над помещением?
холодный чердак или неотапливаемое и не утепленное помещение утепленные чердак или иное помещение отапливаемое помещение
Укажите тип установленных окон
Обычные деревянные рамы с двойным остеклением Окна с однокамерным (2 стекла) стеклопакетом Окна с двухкамерным (3 стекла) стеклопакетом или с аргоновым заполнением
Укажите количество окон в помещении
Укажите высоту окна, м
Укажите ширину окна, м
Выберите схему подключения батарей
Укажите особенности установки радиаторов
Радиатор располжен открыто на стене или не прикрыт подоконником Радиатор полностью прикрыт сверху подоконником или полкой Радиатор установлен в стеновой нише Радиатор частично прикрыт фронтальным декоративным экраном Радиатор полностью закрыт декоративным кожухом
Ниже будет предложено ввести паспортную мощность одной секции выбранной модели радиатора.
Если целью расчетов стоит определение потребной суммарной тепловой мощности для отопления комнаты (например, для выбора неразборных радиаторов) то оставьте поле пустым
Введите паспортную тепловую мощность одной секции выбранной модели радиатора
Летом нужно готовить не только санки, как в старой поговорке. Стоит заранее позаботиться и о других атрибутах, спасающих нас от зимних холодов. Этот период лучше всего подходит для смены радиаторов отопления. Но прежде чем их менять нужно определиться с их видом и типом. Чтобы облегчить вам выбор, мы классифицировали основные виды радиаторов отопления и указали их основные характеристики, преимущества и недостатки.
Стальные радиаторы отопления
Панельные стальные радиаторы
Такие радиаторы называются еще конвекторами, они имеют высокий КПД – до 75 %. Внутри радиаторов находится одна или несколько стальных нагревательных панелей и конвекторное оребрение.
Устройство стального панельного радиатора.
Панельные радиаторы – самое бюджетное решение для собственного дома и ввиду этого являются наиболее распространенными в системах автономного теплоснабжения. В зависимости от количества нагревательных панелей и конвекционного оребрения выделяют следующие типы радиаторов водяного отопления панельной конструкции: 10, 11, 20, 21, 22, 30, 33.
Производители: Это в основном европейские страны — Германия (Buderus и Kermi), Чехия (Korado), Италия (DeLonghi), Финляндия (PURMO). Цены у них не высокие, поэтому российские изготовители не очень сильно представлены на этом рынке.
+ Плюсы:
- Инерционность – низкая, отдача тепла — отличная.
- Объем теплоносителя мал, потребление энергии — небольшое.
- Эти радиаторы экологичны и безвредны, поэтому могут использоваться в больницах, школах и детсадах.
- Крайне низкая цена.
— Минусы:
- Если из системы отопления слить воду, то при соприкосновении кислорода со стенками радиатора начинает образовываться коррозия.
- Гидроудары опасны для стальных радиаторов. Поэтому в многоэтажных зданиях их использовать нельзя.
- Из-за конвекции возможны сквозняки и поднятие мелкой пыли.
Трубчатые стальные радиаторы
Конструкция радиатора представляет собой конструкцию из стальных труб, по которым проходит горячая вода. Производство таких приборов дороже, чем панельных, поэтому и цена их выше.
Вариантов оформления существует множество – это настоящее пиршество для фантазии дизайнера.
Производители:
Из европейских стран-производителей можно назвать Германию (Kermi, Charleston, Zehnder Charleston, Arbonia) и Италию (Israp Tesi). Отечественные приборы, выпускаемые заводом КЗТО (Кимры), отличает рабочее давление до 15 бар. А модели «РС» и «Гармония» еще и защищены от коррозии полимерным покрытием.
Плюсы и минусы: У этих радиаторов, как и у панельных, имеются присущие стальным изделиям достоинства и недостатки. Однако по давлению у них показатели лучше (это плюс), а цена их существенно выше (это минус).
Главные характеристики:
- Давление (рабочее) – в среднем 6-10 бар (для панельных радиаторов) и 8-15 бар (для трубчатых радиаторов).
- Тепловая мощность (общая) – 1200-1600 ватт.
- Температура горячей воды (максимум) – 110-120 градусов.
- рН воды – 8,3-9,5.
Алюминиевые радиаторы отопления
Как следует из названия это радиаторы сделанные полностью из алюминия. Здесь существует два вида радиаторов – литьевые и экструзионные. Оба их лучше использовать для автономного отопления – к централизованной системе они не подходят из-за давления и коррозии, которая вызвана некачественным теплоносителем в центральной теплосети.
Литьевые радиаторы
Радиаторы изготовленные методом литья под давлением, отличаются широкими каналами для горячей воды и прочными толстыми стенками.
Радиатор составлен из нескольких секций, которые при необходимости можно либо добавить, либо убрать лишние.
Экструзионные радиаторы
При этом способе производства (более дешевом) вертикальные части батареи выдавливают из алюминиевого сплава на экструдере. Коллектор отливают из силумина. Цельное изделие не поддается изменению – нельзя ни добавлять секции, ни убирать их. В этом заключается главный минус данного типа радиаторов.
Производители: Это в основном компании из Италии. В частности, можно назвать FARAL Green HP, ALUWORK, Sira Group (батареи ROVALL), Fondital.
+ Плюсы:
- Эти радиаторы очень легкие, поэтому просто монтируются, не требуя применения прочных кронштейнов.
- По теплоотдаче они занимают одно из первых мест среди всех отопительных приборов.
- Они способны очень быстро нагреть комнату.
- Они экономичны и могут оснащаться температурным регулятором.
- Дизайн изделий современен и привлекателен.
— Минусы:
- Срок службы не очень велик – около 15 лет.
- Алюминий активен в химическом отношении, поэтому страдает от коррозии и требует качественного теплоносителя.
- При вытеснении воздуха образуется водород.
- Слабая конвекция.
- Возможны протечки между секциями.
- Гидроударам и скачкам давления радиаторы из алюминия противостоять не способны.
Главные характеристики:
- Давление (рабочее) – в среднем 6-16 бар.
- Тепловая мощность (1 секции) – 82-212 ватт.
- Температура горячей воды (максимум) – 110 градусов.
- pH воды – 7-8.
Чугунные радиаторы отопления
Условно их можно разделить на на обычные или радиаторы в современном стиле и радиаторы в стиле ретро.
Чугунные радиаторы в современном стиле
Самый старый вид радиаторов. Эти радиаторы отличают простота и строгость форм, плоский фасад, аккуратный дизайн. Греются они долго, зато все невзгоды центрального отопления выдерживают с честью. Они прочные, дешевые, служат лет 50. Поэтому, решая, какие выбрать виды радиаторов отопления, многие останавливаются именно на чугунных.
Производители: Производят бюджетные чугунные радиаторы украинские, российские, белорусские заводы. Но зарубежная продукция и качеством будут получше, и на вид посимпатичнее. Отметим фирмы Kоnner, Viadrus, DemirDöküm, Roca.
Читайте также:
Радиаторы в стиле «ретро»
Каждый из этих радиаторов представляет собой маленький шедевр. Ведь чугунное художественное литье выглядит весьма изысканно, украшая собой любое помещение. К сожалению, стоит каждая такая батарея очень дорого.
Производители: Это фирмы из Англии, Германии, Франции, Турции, Китая. Например, компании Roca и Konner выпускают очень красивые модели.
+ Плюсы:
- Они способны проработать не меньше 50 лет.
- Чугун химически пассивен, поэтому коррозии он «не по зубам».
- Лучевое излучение хорошо прогревает помещение с высокими потолками.
- При отключении отопления батареи долго остаются горячими.
- Низкая цена (кроме моделей, выполненных художественным литьем).
— Минусы:
- Долгий разогрев.
- Большой вес и габариты доставляют трудности при перевозке и монтаже.
- Радиаторы нуждаются в прочном креплении.
- Большой объем теплоносителя.
- Чугун – хрупкий металл. Гидроудар способен разорвать чугунную батарею.
Главные характеристики:
- Давление (рабочее) – 9-12 бар.
- Тепловая мощность (1 секции) – 100-160 ватт.
- Температура горячей воды (максимум) – 110 градусов.
Такие радиаторы сочетают в себе трубчатую сердцевину из стали и оболочку из алюминия. В основном они выполнены из секций, четного числа.
Но имеются и цельные (монолитные) модели (в продаже встречаются редко), плюс которых – способность выдержать до 100 атмосфер давления. В случае с монолитными моделями создается прочный стальной каркас, на который «одевают» алюминиевую оболочку.
Устройство биметаллического радиатора.
Полностью биметаллические радиаторы имеют стальную трубчатую сердцевину на всем протяжении каналов радиатора. Они надежны и прочны, но стоят дорого. Хорошие радиаторы делают фирмы Rifar (Россия), Royal Thermo BiLiner и Global Style (Италия).
Псевдобиметаллическими зовут радиаторы, которые имеют только усиленные сталью вертикальные каналы. Они дешевле, чем предыдущие, процентов на 20, лучше отдают тепло, но более чувствительны к коррозии в виду соприкосновения теплоносителя с алюминием. Такие изделия делают компании Rifar (Россия), Sira (Италия) и Gordi (Китай).
+ Плюсы:
- Инерционность практически отсутствует, отдача тепла — велика.
- Биметалл может выдерживать повышенное давление и гидроудары.
- Объем горячей воды небольшой.
- Монтаж прост, дизайн — современен.
- Стойкость к коррозии.
— Минусы:
- Цена «кусается».
- Теплоотдача ниже, чем у радиаторов из алюминия.
Главные характеристики:
- Давление (рабочее) – в среднем 20-50 бар.
- Тепловая мощность (1 секции) – 150-180 ватт.
- Температура горячей воды (максимум) – 130 градусов.
- Характеристики теплоносителя – неважно.
Читайте также:
Половые конвекторы
Новое решение среди отопительных приборов — спрятанные в полу конвекторы, состоящие из теплообменника, короба и декоративной решетки. Трубы для теплоносителя у них медные, а ребра – алюминиевые. Бывают модели и со стальным трубчатым сердечником («Бриз» от КЗТО). Особенно хороши внутрипольные радиаторы при панорамном остеклении. Их используют в аэропортах, автосалонах, спортивных сооружениях (например, бассейнах).
+ Плюсы:
- Прочность и простота конструкции, небольшой вес.
- Коррозии они неподвластны.
- Они занимают мало места.
- Их практически не видно.
- Легкость установки и очистки.
- Равномерность нагрева комнаты.
- Защищают от запотевания стекол.
— Минусы:
- Большая монтажная длина.
- Невозможность использования принудительной вентиляции.
- Небольшая отдача тепла.
- Неэкономичность.
Производители: OPLFLEX (Чехия), Mohlenhoff (Германия), JAGA (Бельгия), IMP KLIMA (Словения), КЗТО (Россия).
Главные характеристики:
- Давление (рабочее) – 10-16 бар.
- Тепловая мощность – 130-10000 ватт.
- Температура горячей воды (максимум) – 110-130 градусов.
Плинтусные конвекторы отопления
Эти конвекторы, называемые еще теплыми плинтусами, совсем низенькие. Всего 20 или 25 см. А глубина их и того меньше – 10 см. У нас они еще не очень прижились, а в Америке весьма популярны. Крепятся они на стену.
+ Плюсы:
- Экономия топлива на нагрев – до 40 процентов.
- Наличие терморегуляторов, защита от перегрева.
- Быстрый монтаж, простота ремонта.
- Равномерность распределения тепла.
— Минусы:
- Монтаж производится только специалистами.
- Из-за прилегания конвектора к стенам их отделка коробится.
- Высокая цена.
Главные характеристики:
- Тепловая мощность – 500-1500 ватт.
- Температура теплоносителя – до 130 градусов.
- Максимальное рабочее давление до 16 атм.
Теперь, узнав про виды и преимущества радиаторов отопления разных типов, вы сможете выбрать нужные радиаторы более уверенно и правильно.
Если вы заметили ошибку, не рабочее видео или ссылку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
«Как выбрать радиаторы отопления?» – Яндекс.Кью
Для выбора отопительного прибора нужно сформулировать основные параметры, как технические, так и эстетические. Для интерьера роль играет вид радиаторов, так как они располагаются на заметном месте под окнами.
Технически все радиаторы выполняют свою основную функцию — передают тепло от теплоносителя в помещение. Выбор сводится к определению теплопотерь в помещении и подбор радиатора по необходимой теплоотдачи. Округленно теплопотери составляют 100 вт на кв.м. Далее необходимо определить какое рабочее давление и какова температура воды в отопительных приборах и трубах. Затем переходить непосредственно к видам радиаторов.
Чугунные. Современные модели выглядят гораздо лучше, чем всем знакомые советские. Недорогие радиаторы с плоской поверхностью имеют компактные размеры и аккуратный вид. Они долго хранят тепло и не страдают от коррозии. Срок эксплуатации таких приборов — до 50 лет, рабочее давление 10 — 15 атмосфер. Теплоотдача одной секции – 100-150 ватт. Из минусов — их вес, сложность монтажа и большой объем теплоносителя.
Стильным дизайном отличаются алюминиевые радиаторы. Также они имеют небольшой вес и хорошую эффективность — часть тепла отдают за счет излучения, часть за счет конвекции. У таких радиаторов высокое рабочее давление — 10-16 атмосфер. Теплоотдача одной секции – 80-210 ватт. Из минусов — подверженность химической коррозии. Часто для уменьшения теплопотерь в системы добавляют химический реагент, который и способствует коррозии алюминия, что приводит к уменьшению срока службы радиатора.
Биметаллические радиаторы. Состоят из стальной трубы, покрытой алюминием. Благодаря сочетанию двух металлов у радиаторов хорошая стойкость к давлению и качеству воды. Имеют срок службы до 25 лет. Устойчивы к возможному использованию химических реагентов и к гидроударам, имеют высокое рабочее давление — от 20 атмосфер. Теплоотдача одной секции – 150-180 ватт. Из минусов — цена данных отопительных приборов довольно высока. Они дороже алюминиевых на 20%.
Стальные радиаторы. Имеют небольшой вес и хорошо отдают тепло. Бывают панельные и трубчатые. Общая теплоотдача — 1200-1500 ватт. Нагревают помещение быстро и имеют большое разнообразие моделей. У стальных радиаторов наибольшая площадь теплового излучения. Но они обладают большой уязвимостью при гидравлических ударах и попадании кислорода.
При выборе радиатора обратите внимание на то, что его ширина не может быть меньше половины ширине оконного проёма. Расстояние от пола — 6 см, от подоконника — 10 см. Лучше взять отопительный прибор большей мощностью, чем нужно, так как в случае необходимости можно уменьшить обогрев, а вот радиатор с меньшей мощностью “разогнать” не получится.
При выборе радиаторов для квартиры, стоит учитывать особенности воды, которой снабжаются многоквартирные дома. Так как она проходит большой путь, в ней содержатся различные химические примеси, которые могут вызвать коррозию радиаторов, а мелкие частички песка и камешки царапают батареи изнутри.
Ещё один момент: температура теплоносителя не является стабильной, иногда батареи разогреваются до предела, и наоборот имеют комнатную температуру. Но одной из самых больших опасностей являются скачки давления в системе, их называют гидроударами, в такие моменты в трубы попадает воздух. Слабые радиаторы могут не выдержать скачка и лопнуть, что чревато порчей пола и затоплением соседей.
Таким образом, при выборе радиаторов в квартиру нужно обращать внимание на то, чтобы заявленное давление для радиатора было больше давления в системе, к которой он будет подключен. Толщина стенок должна выдерживать воздействие химических смесей и мусора в системе отопления. Предпочтение стоит отдавать радиаторам, которые отдают больше тепла, и немаловажен фактор внешнего вида, так как часто важно, чтобы отопление вписывалось в интерьер, в наше время это выполнимо.
Теперь можно рассмотреть варианты.
Стальные радиаторы. Они не подходят для квартиры. Максимально возможное давление для таких радиаторов 6-8 атмосфер, в то время как в современных многоэтажных зданиях давление может быть от 12 до 15 атмосфер, и от 5 до 8 атмосфер в старых пятиэтажках.
Алюминиевые радиаторы. При всём своем приятном виде, они не выдержат кислотности, поступающей в них воды и будут съедены коррозией, так как алюминий слишком активен. Гидроудар также не пожалеет такие батареи, так как они рассчитаны на максимальное давление до 16 атмосфер.
Биметаллические радиаторы. Для производства таких батарей используется два металла: алюминий и сталь или алюминий и медь. Этим радиаторам не страшны перепады давления — они рассчитаны на 30-50 атмосфер, а температуру могут выдержать до 130 градусов. Антикоррозийное покрытие внутри и снаружи поможет противостоять примесям, а внешний вид хорошо впишется в любой интерьер. Они имеют лишь один минус — стоимость.
Чугунные радиаторы. Сейчас это батареи современного вида, которые не будут портить вид жилья, однако они по-прежнему весят гораздо больше, чем все предыдущие варианты. При этом они не подвержены коррозии и хорошо сохраняют тепло (площадь теплоотдачи 30%).
В итоге, для квартиры расположенной в небольшом доме вполне можно поставить чугунные радиаторы, так как давление в такой системе будет наименее вредным для них. В многоэтажных домах лучше использовать биметаллические радиаторы.
Как работают тепловые батареи?
Что такое тепловая батарея?
Тепловая масса любого вида по определению может называться тепловой батареей, так как она обладает способностью накапливать тепло. В контексте дома это означает плотные материалы, такие как кирпичи, каменная кладка и бетон. Даже кувшин с водой, сидящий в солнечном окне, является своего рода тепловой батареей, поскольку он улавливает, а затем выделяет тепло от солнца.
Бетонный пол с хорошей изоляцией также выполняет роль тепловой батареи; после того, как вы накачиваете его полностью тепло, требуется много времени для охлаждения (в зависимости от толщины), и он регулирует внутреннюю температуру в течение этого времени.
Одно из практических применений для получения максимальной отдачи от сияющего бетонного пола в качестве тепловой батареи может быть в областях с колеблющимися затратами на электроэнергию — вы можете настроить пол на таймер, чтобы он включался только в часы с низкой скоростью (с 7 вечера до 7 утра в Онтарио) например). В течение двенадцати часов, в течение которых он выключен, он действует как батарея, медленно выделяя накопленное тепло, поэтому вам не придется платить более высокие тарифы в часы пик.
MIT Солнечный Дом через ВикимедиаКогда вы переезжаете в зону активных систем аккумулирования тепла, одним из наиболее распространенных типов тепловых батарей (а их не так много) является огромный резервуар для воды, утопленный в земле, который нагревается солнечными тепловыми панелями.
Даже система такого типа не нова, в 1939 году в кампусе Массачусетского технологического института (Массачусетский технологический институт) был построен первый в США дом с активной солнечной системой отопления, который располагался на вершине огромного резервуара для воды, который был нагрет. тепловыми солнечными батареями.
Тепловая батарея MIT Solar House через ВикимедиаЧто такое термические батареи с фазовым переходом?
Использование «фазового перехода» поднимает планку — держись, обещаю, будет весело 🙂
Требуется значительный вклад энергии, чтобы заставить материал перейти от твердого к жидкому.Эта энергия позже высвобождается, когда этот материал снова затвердевает. Пока эти преобразования происходят, и материал либо поглощает, либо выделяет энергию, температура будет оставаться постоянной. Как только изменение фазы завершится, материал снова начнет менять температуру.
Так что же это значит в реальном выражении? Это означает, что для того, чтобы растопить воду, воск, металл, камень или что-то еще, вам нужно дать ему тонну энергии. но температура не меняется, пока вы это делаете.Таким образом, ваша «батарея» имеет больше энергии, и вы можете хранить больше тепла в том же объеме пространства.
Трудно воспользоваться температурой плавления 0 ° С, но воск плавится при температуре около 37 ° С (в зависимости от его точного химического состава), что идеально подходит для сбора и хранения тепла от солнечных тепловых коллекторов.
Как построить тепловую батарею:
Если у вас была солнечная панель, собирающая тепло (непосредственно нагревая воздух или жидкость, а не вырабатывая электроэнергию с помощью фотоэлектрических элементов), вы можете использовать ее для зарядки вашей тепловой батареи.Представьте себе это — большой резервуар с воском (или водой), который нагревается от нагреваемых катушек от солнечного коллектора. Через этот же резервуар проходит другая катушка, которая отводит тепло, чтобы прокачать его через ваш сияющий пол или любую другую систему распределения тепла, которая у вас есть.
Удельная теплоемкость:
Если вы принимаете твердый парафин (теплоемкость Cp = 2,5 кДж / кг · К и теплоту плавления 210 кДж / кг), скажем, 1 кг, при комнатной температуре вам потребуется 2,5 кДж (килоджоулей) тепла, чтобы сделать 1 кг блока идет от 20 ° C до 21 ° C.Чтобы он поднялся с 21 до 22 ° C, вам также потребуется 2,5 кДж (то есть такое же количество энергии).
Парафин плавится при температуре около 37 ° C. Если он упадет до 36 ° C, вам снова понадобится всего 2,5 кДж, чтобы вернуть его к 37 ° C, но вам потребуется 210 кДж (в 84 раза больше), чтобы перейти от 37 до 38 ° C.
Это потому, что для плавления необходимо разрушить некоторые химические связи в твердой решетке, процесс, который требует дополнительной энергии. Таким образом, в целом, если килограмм парафина лежит около 20 ° C, вам потребуется 252.5 кДж до 38 ° С.
Одним из наиболее распространенных строительных материалов с преимуществами тепловых масс является бетон. В отличие от парафина, для 1 кг бетона (Cp = 0,88 кДж / кг · К) потребуется 15,8 кДж, чтобы сделать то же самое. Для воды (Cp = 4,18 кДж / кг · К) необходимое количество энергии будет составлять 75,2 кДж.
Количество подводимой энергии — это количество энергии, запасенной в материале, так как эта энергия будет позже выделяться, когда материал охлаждается до 20 ° C или комнатной температуры. Хотя существует много материалов, которые можно использовать для хранения тепла, это лишь краткое сравнение с некоторыми из наиболее распространенных.
Итак, в заключение, парафин может сохранять в 16 раз больше тепла на кг, чем бетон, и в 3,4 раза больше воды. Таким образом, хотя вода не может быть лучшим материалом для хранения тепла, она, безусловно, является наиболее доступной и доступной по цене.
Значение Cp, указанное в приведенном выше тексте, относится к теплоемкости материалов.
q = m Cp ΔT
где:
q = энергия [Дж]
м = масса материала [кг]
Cp = теплоемкость материала [кДж / (кг · К)]
ΔT = разница температур [K или ° C]
Узнайте больше о пассивном солнечном дизайне дома здесь
Схема термобатареи любезно предоставлена альтернативной фотоникой.com / |
Схемы тепловых батарей любезно предоставлены Альтернативной Фотоникой.
,Делиться заботой!
Обогреватель с батарейным питанием — мифическая система обогрева
Ежемесячно в Интернете выполняются тысячи поисковых запросов «обогреватели с батарейным питанием» и «обогреватели с батарейным питанием». Небольшие индивидуальные батарейные обогреватели для курток, одеял, перчаток, сапог и 500BTU 12v автомобильных батарейных обогревателей существуют. Плохие новости? Большой портативный обогреватель с батарейным питанием не существует .
Хорошие новости: Есть некоторые варианты, о которых вы могли не знать. В качестве примера вы можете купить безопасные внутренние пропановые обогреватели.
Вполне возможно, что в будущем может появиться переносной обогреватель с батарейным питанием. Новые батареи, такие как 18650, 21700 и 26650, могут держать намного больше заряда, чем старые щелочные батареи. Мы будем обновлять этот пост по мере изменения технологии. Последнее обновление: январь 2020 г.
Безопасные обогреватели внутреннего пространства
Существует ряд безопасных домашних обогревателей пропана.Оба устройства, указанные ниже, соответствуют Калифорнии. Если у вас есть несколько баллонов с пропаном или у вас есть внешний резервуар большего размера, вы можете обеспечить относительно безопасное аварийное резервное тепло.
Оба устройства имеют функции безопасности, включая автоматическое отключение, если они опрокидываются или уровень кислорода становится слишком низким.
Сколько тепла мне нужно?
Вам нужно от 40 до 45 БТЕ на квадратный фут. Для дома площадью 1000 квадратных футов нужно 45 000, а для дома 2000 квадратных футов — 90 000. И вам понадобится больше, если температура будет ниже нуля.Площадь помещения 10 × 10 составляет 100 квадратных футов, для которого требуется от 4000 до 4500 БТЕ.
Обогреватель палатки с батарейным питанием
Лучшими вариантами обогревателя палатки для походов в холодную погоду являются пропановые обогреватели Mr Buddy. Эти пропановые обогреватели для палаток безопасны. В зависимости от размера палатки и необходимого вам количества тепла, обогреватель Mr. пропан F215100 Mh5B 3800-BTU для помещений является безопасным вариантом.
Для больших палаток, автофургонов или лагерей без подогрева в качестве опции можно выбрать переносной пропановый обогреватель RV Mr Heater F274830 Mh28BRV (4 000, 9 000 и 18 000 БТЕ)Помните, что палатке 10 × 10 требуется от 4000 до 4500 БТЕ в час. Вам понадобится один или несколько баллонов с пропаном, в зависимости от продолжительности поездки.
Пропановое подключение к пропановому обогревателю Mr Heater Big Buddy Indoor Propane HeaterДругие варианты аварийного отопления помещений
Рассмотрите дровяную печь и установите ее с надлежащей вентиляцией. Не забудьте добавить изоляцию и другие улучшения защиты от атмосферных воздействий, которые уменьшают ваши потери тепла. Связанные посты включают: 25 дешевых способов сохранить ваш дом в тепле зимой и лучшие способы сохранить ваш дом в тепле — новые советы по строительству и реконструкции, и если у вас есть время и навыки, ракетная печь — еще один вариант, требующий строительства.
Если в качестве опции у вас есть природный газ от местного коммунального предприятия, вы можете рассмотреть установку, такую как грелка Mr. Heater мощностью 30000 БТЕ с вентиляционным отверстием без синего пламени, но для этого требуется установка подачи природного газа. Помните, что при сильных штормах и ураганах природный газ может быть недоступен.
Для получения дополнительной информации об общем отоплении дома см. «Типы систем отопления».
А как насчет рисков?
Использование пропанового обогревателя, даже безопасного, все же сопряжено с риском. Риск пожара, углекислого газа и угарного газа.Более безопасные устройства имеют риск, о котором вы можете не знать, — водяной пар. Нагреватель пропана, который горит правильно, создает в основном воду и углекислый газ. Избыток водяного пара может быть проблемой, если нагреватель работает в течение многих часов или дней.
Пожар
Высокоэффективные внутренние пропановые блоки спроектированы с защитными экранами, но все же существует риск возгорания, как у подключаемого электрического нагревателя. Никогда не размещайте легковоспламеняющиеся предметы рядом с источником тепла, особенно с пропановым нагревателем, если ваше устройство не указывает иное.Некоторые переносные пропановые обогреватели допускают попадание легковоспламеняющихся материалов на заднюю сторону устройства, например, показанный ниже Mr Heater Big Buddy.
Вам понадобится огнетушитель в вашем доме или квартире и один в вашем подсобном помещении, если у вас большой дом. Даже если вы не купите пропановый обогреватель или дровяную печь, вам понадобится огнетушитель.
Двуокись углерода (CO2)
Пропановые обогреватели для помещений Mr Heater имеют кислородные датчики, поэтому они автоматически отключаются, если обнаруживают слишком мало кислорода.Если ваш дом очень плотный и обогреватель работает долго, вам, возможно, придется взломать окно, чтобы выбросить углекислый газ и угарный газ и поступить кислород. Вы хотите сохранить более высокий уровень кислорода, чтобы быть в безопасности. Это особенно верно для небольших площадей менее 20 х 20 футов. Получите дополнительную информацию о выхлопе пропанового обогревателя в помещении.
Вода
Использование безопасного пропанового обогревателя в помещении может привести к образованию большого количества водяного пара. У вас могут быть проблемы с влагой на окнах (конденсация), если вы используете пропановый обогреватель зимой.Это может привести к образованию льда и скользкому полу, если они намного холоднее воздуха.
Если вы решили приобрести комнатный пропановый обогреватель, рассмотрите детектор угарного газа просто для безопасности. Если вы хотите быть очень осторожным, вы можете вместо этого купить комбинированный детектор угарного газа и дыма.
Вопросы и ответы о батареях и обогревателях
Как работает автомобильный обогреватель на 12 вольт?
На самом деле это не обогреватель. Это вентилятор, который обдувает воздух через змеевик с помощью горячей охлаждающей жидкости от работающего дизельного или газового двигателя.Воздух дует мимо катушки. Воздух охлаждает катушку, в то время как он нагревает воздух, а затем выдувает через вентиляционные отверстия в машину. Таким образом, нагреватель представляет собой комбинацию вентилятора и системы охлаждения газа или дизеля.
Примечание. Если вам нужна информация о обогревателе автомобильного аккумулятора для запуска в холодную погоду, см. Сообщение «Автомобиль не заводится в холодную погоду».
Разве в некоторых автомобилях нет обогревателей на 12 вольт?
Да, вы можете приобрести 12-вольтовые нагреватели сопротивления , которые производят около 150 Вт тепла и потребляют около 20 ампер (так что для этого нужен предохранитель на 20 ампер).Обогреватель мощностью 150 Вт создает около 500 БТЕ в час (домашняя система вырабатывает от 40 000 до 200 000 БТЕ).
12-вольтный резистивный нагреватель не собирается обогревать весь дом, но он все равно очень быстро разряжает 12-вольтный автомобильный аккумулятор. Для помещения 10 × 10 требуется от 4000 до 4500 БТЕ в час в холодном месте.
В электромобилях также используется нагреватель на 12 вольт. Электрические 12-вольтные резистивные нагреватели используют МНОГО электричества, а в электромобилях это быстро приводит к включению резервного газового двигателя или к тому, что автомобиль быстро заряжается.
Как аккумулятор выделяет тепло?
В нагревателях на батарейках используется электрический резистивный нагрев, при котором для создания тепла используется большой ток (электричество). Батарея проходит через катушку с высоким сопротивлением (нагревательный элемент), она сопротивляется электрическому потоку и нагревается. Это использует много электроэнергии или тока.
Для дома площадью от 1000 до 2500 квадратных футов обычно требуется от 40 000 до 150 000 БТЕ. Небольшой автомобильный аккумуляторный обогреватель создает 500 БТЕ при 12 вольт 20 ампер. Это означает, что вам понадобится от 100 до 500 автомобильных аккумуляторов для отопления дома электричеством в течение короткого периода и более в течение нескольких дней.Использование батарей в системах отопления на основе сопротивления нецелесообразно.
Могу ли я получить тепло от аккумулятора?
Да, есть небольшие перчатки с питанием от батареек, одеяла с питанием от батареек и куртки с питанием от батареек. В перчатках такого типа обычно используются дорогие аккумуляторы LIPO с высокой потребляемой мощностью, которые служат от 1/2 часа до нескольких часов.
Лучшей альтернативой для использования в экстренных ситуациях являются химические грелки для рук, такие как HotHands Hard Warmers. Вы можете получить 8 пар грелок HotHands менее чем за 10 баксов, и каждый комплект грелок обеспечивает до десяти часов тепла.
Читатели отметили, что они держали их в тепле от 3 до 12 часов, в зависимости от условий. Химические грелки для рук гораздо эффективнее, но их можно использовать один раз.
Какая существует одежда с подогревом от батарей?
Вы можете приобрести одежду с подогревом от батарей, например куртки с литиевым или Li-Po питанием, перчатки с подогревом от батарей, носки и даже одеяла с батарейным питанием. Одежда с подогревом на батарейках доступна от Dewalt, Bosch, Makita & Milwaukee и многих других поставщиков.
Единственное, с чем мы лично имеем опыт работы, — это перчатки и жилет с подогревом, которыми пользуется дедушка, поскольку он ценит дополнительное тепло.
- Перчатки с подогревом от аккумулятора:
- Женские куртки с подогревом от аккумулятора
- Куртки с подогревом от аккумулятора
Быстрые ссылки
- Каталог
- Поддержка
- Инструменты и приложения
- Партнеры
- Пункты
- Поиск
- Языки Deutsch английский Español Français 日本語 Português 中文
+1 509-536-8660
Помогите мне найти продукт Номер части поиска 
Основная навигация
- Каталог
- Поддержка
- Инструменты и приложения
- Партнеры
- Пункты
- Решения
- Термосифонные нагреватели
- EVRHEAT Нагреватель с принудительной циркуляцией
- Нагреватель с принудительной циркуляцией HOTflow®
- Принудительная циркуляция — охлаждающая жидкость
- Принудительная циркуляция — масло
- Принудительная циркуляция — двойная жидкость
- Дизельные обогреватели
- Промышленные погружные нагреватели
- Масляные обогреватели
- Батарея обогрева
- Нагреватели в блоке
- Органы управления и аксессуары
Управление температурным режимом батареи
Температурные эффекты
Пределы рабочих температур
Все батареи зависят от своего электрохимического процесса, будь то зарядка или разрядка, и мы знаем, что эти химические реакции в некоторой степени зависят от температуры.Номинальная производительность батареи обычно указывается для рабочих температур где-то в диапазоне от + 20 ° C до + 30 ° C, однако фактическая производительность может существенно отличаться от этого, если батарея работает при более высоких или более низких температурах. См. Температурные характеристики для получения типичных графиков производительности.
Закон Аррениуса говорит нам, что скорость, с которой протекает химическая реакция, экспоненциально увеличивается с повышением температуры (см. Срок службы батареи).Это позволяет получать больше мгновенной энергии от батареи при более высоких температурах. В то же время более высокие температуры улучшают подвижность электронов или ионов, уменьшая внутренний импеданс ячейки и увеличивая ее емкость.
В верхней части шкалы высокие температуры могут также вызвать нежелательные или необратимые химические реакции и / или потерю электролита, что может вызвать необратимое повреждение или полный выход батареи из строя. Это, в свою очередь, устанавливает верхний предел рабочей температуры для аккумулятора.
В нижней части шкалы электролит может замерзнуть, что приведет к ограничению низкотемпературных характеристик. Но значительно выше точки замерзания электролита производительность батареи начинает ухудшаться, поскольку скорость химической реакции снижается. Даже если батарея может работать при температурах до -20 ° C или -30 ° C, производительность при 0 ° C и ниже может серьезно ухудшиться.
Обратите также внимание на то, что нижний рабочий предел температуры батареи может зависеть от ее состояния заряда.Например, в свинцово-кислотной батарее, когда батарея разряжена, сернокислый электролит становится все более разбавленным водой, и его точка замерзания соответственно увеличивается.
Таким образом, аккумулятор должен находиться в ограниченном диапазоне рабочих температур, чтобы можно было оптимизировать как емкость заряда, так и срок службы. Поэтому для практической системы может потребоваться как нагрев, так и охлаждение, чтобы поддерживать ее не только в рабочих пределах, указанных производителем батареи, но и в более ограниченном диапазоне для достижения оптимальной производительности.
Управление температурой — это не только соблюдение этих ограничений. Батарея подвержена нескольким одновременным внутренним и внешним тепловым воздействиям, которые необходимо контролировать.
Источники тепла и водоотводы
Электрический нагрев (Джоулев нагрев)
При работе любой батареи выделяется тепло из-за потерь I 2 R, поскольку ток течет через внутреннее сопротивление батареи, независимо от того, заряжается она или разряжается.Это также известно как Джоулев нагрев. В случае разряда общая энергия в системе фиксирована, а повышение температуры будет ограничено доступной энергией. Однако это по-прежнему может вызывать очень высокие локальные температуры даже в батареях с низким энергопотреблением. Во время зарядки такое автоматическое ограничение не применяется, поскольку нет ничего, что могло бы помешать пользователю продолжать накачивать электрическую энергию в аккумулятор после того, как он полностью зарядился. Это может быть очень рискованная ситуация.
Разработчики аккумуляторов стремятся поддерживать внутреннее сопротивление ячеек как можно более низким, чтобы минимизировать тепловые потери или тепловыделение внутри батареи, но даже с сопротивлением ячеек всего 1 миллиОм нагрев может быть значительным.См. Примеры в разделе «Влияние внутреннего импеданса».
Термохимический нагрев и охлаждение
Помимо джоулева нагрева, химические реакции, происходящие в ячейках, могут быть экзотермическими, добавляясь к выделяемому теплу, или могут быть эндотермическими, поглощая тепло в процессе химического воздействия. Поэтому перегрев с большей вероятностью будет проблемой с экзотермическими реакциями, в которых химическая реакция усиливает тепло, выделяемое током, а не с эндотермическими реакциями, когда химическое воздействие ему противодействует.В аккумуляторных батареях, поскольку химические реакции обратимы, химические вещества, являющиеся экзотермическими во время зарядки, будут эндотермическими во время разряда и наоборот. Так что от проблемы никуда не деться. В большинстве ситуаций Джоулев нагрев будет превышать эффект эндотермического охлаждения, поэтому меры предосторожности все же необходимо принять.
Свинцово-кислотные аккумуляторы экзотермичны во время зарядки, а аккумуляторы VRLA склонны к тепловому разгону (см. Ниже). NiMH-элементы также экзотермичны во время зарядки, и по мере приближения к полной зарядке температура элемента может резко повыситься.Следовательно, зарядные устройства для никель-металлгидридных элементов должны быть спроектированы так, чтобы определять это повышение температуры и отключать зарядное устройство, чтобы предотвратить повреждение элементов. Напротив, никелевые батареи с щелочными электролитами (NiCad) и литиевые батареи эндотермичны во время зарядки. Тем не менее, при зарядке этих аккумуляторов возможен тепловой выход из строя, если они подвержены перезарядке.
Термохимия литиевых элементов немного сложнее, в зависимости от степени внедрения ионов лития в кристаллическую решетку.Во время зарядки реакция сначала является эндотермической, а затем переходит в слегка экзотермическую в течение большей части цикла зарядки. Во время разряда реакция обратная, сначала экзотермическая, затем переходящая в слегка эндотермическую на протяжении большей части цикла разряда. Как и в случае с другими химическими реакциями, эффект джоулева нагрева больше, чем термохимический эффект, пока ячейки остаются в пределах своих проектных ограничений.
Внешнее тепловое воздействие
Тепловое состояние аккумулятора также зависит от окружающей среды.Если его температура выше температуры окружающей среды, он будет терять тепло за счет теплопроводности, конвекции и излучения. Если окружающая температура выше, аккумулятор будет нагреваться от окружающей среды. Когда температура окружающей среды очень высока, система управления температурным режимом должна очень усердно работать, чтобы поддерживать температуру под контролем. Одиночный элемент может очень хорошо работать при комнатной температуре сам по себе, но если он является частью аккумуляторной батареи, окруженной аналогичными элементами, все из которых выделяют тепло, даже если он несет одинаковую нагрузку, он может значительно превысить свои температурные пределы.
Температура — ускоритель
Конечным результатом термоэлектрических и термохимических эффектов, возможно, усиленных условиями окружающей среды, обычно является повышение температуры, и, как мы отметили выше, это вызывает экспоненциальное увеличение скорости протекания химической реакции. Мы также знаем, что при чрезмерном повышении температуры может произойти много неприятностей
- Активные химические вещества расширяются, вызывая набухание клетки
- Механическая деформация компонентов ячейки может привести к короткому замыканию или разрыву цепи
- Могут происходить необратимые химические реакции, вызывающие необратимое снижение количества активных химикатов и, следовательно, емкости элемента
- Продолжительная работа при высоких температурах может привести к растрескиванию пластиковых частей ячейки
- Повышение температуры вызывает ускорение химической реакции, повышение температуры еще больше и может привести к тепловому разгоне
- Газы могут выделяться
- Давление внутри ячейки
- Ячейка может в конечном итоге разорваться или взорваться
- Могут выделяться токсичные или легковоспламеняющиеся химические вещества
- Судебные иски последуют за
Тепловая мощность — конфликт
По иронии судьбы, поскольку инженеры по аккумуляторным батареям стремятся втиснуть все больше и больше энергии во все меньшие объемы, инженеру по приложениям становится все труднее получить ее снова.К сожалению, большая сила батарей, изготовленных по новой технологии, также является их самой слабой стороной.
Теплоемкость объекта определяет его способность поглощать тепло. Проще говоря, для заданного количества тепла, чем больше и тяжелее объект, тем меньше будет повышение температуры, вызванное теплом.
В течение многих лет свинцово-кислотные батареи были одними из немногих источников питания, доступных для приложений большой мощности.Из-за их большого размера и веса повышение температуры во время работы не было большой проблемой. Но в поисках меньших и легких батарей с большей мощностью и плотностью энергии неизбежным следствием является уменьшение тепловой емкости батареи. Это, в свою очередь, означает, что при данной выходной мощности повышение температуры будет выше.
(Это предполагает аналогичный внутренний импеданс и аналогичные термохимические свойства, что не обязательно так.В результате отвод тепла является серьезной инженерной проблемой для батарей с высокой плотностью энергии, используемых в приложениях с высокой мощностью. Разработчики ячеек разработали инновационные методы строительства ячеек, чтобы отводить тепло от ячейки. Разработчики аккумуляторных блоков должны найти столь же инновационные решения, чтобы избавить аккумулятор от тепла.
Температурные характеристики аккумуляторных батарей EV и HEV
Подобные конфликты возникают с аккумуляторами электромобилей и сверхвысоких напряжений.Аккумулятор электромобиля большой, с хорошей способностью рассеивать тепло за счет конвекции и теплопроводности и подвержен небольшому повышению температуры из-за своей высокой теплоемкости. С другой стороны, батарея HEV с меньшим количеством ячеек, но каждая из которых имеет более высокий ток, должна выдерживать ту же мощность, что и батарея EV, менее чем на одну десятую своего размера. При более низкой теплоемкости и более низких характеристиках рассеивания тепла это означает, что аккумулятор HEV будет подвергаться гораздо более высокому повышению температуры.
Принимая во внимание необходимость поддерживать работу элементов в допустимом температурном диапазоне (см. Срок службы в разделе «Отказы литиевой батареи»), батарея электромобиля с большей вероятностью столкнется с проблемами, связанными с поддержанием ее тепла на нижнем конце диапазона температур, в то время как аккумулятор HEV с большей вероятностью будет иметь проблемы с перегревом в условиях высоких температур, даже если они оба рассеивают одинаковое количество тепла.
В случае электромобиля при очень низких температурах окружающей среды самонагрев (нагрев I 2 R) за счет протекания тока во время работы, скорее всего, будет недостаточным для повышения температуры до желаемых рабочих уровней из-за большого размера батареи и для повышения температуры могут потребоваться внешние нагреватели. Это может быть обеспечено за счет отвода части емкости батареи на обогрев. С другой стороны, такое же тепловыделение I 2 R в аккумуляторной батарее HEV, работающей в высокотемпературной среде, может привести к тепловому разгону, и необходимо обеспечить принудительное охлаждение.
См. Также Технические характеристики EV, HEV и PHEV в разделе «Тяговые батареи»
.Термический побег
Рабочая температура, достигаемая в батарее, является результатом повышения температуры окружающей среды за счет тепла, выделяемого батареей. Если аккумулятор подвергается воздействию чрезмерных токов, возникает возможность теплового разгона, что приводит к катастрофическому разрушению аккумулятора.Это происходит, когда скорость выделения тепла внутри батареи превышает ее способность рассеивания тепла. Это может произойти при следующих условиях:
- Первоначально тепловые потери I 2 R зарядного тока, протекающего через элемент, нагревают электролит, но сопротивление электролита уменьшается с температурой, так что это, в свою очередь, приведет к более высокому току, вызывающему еще более высокую температуру, усиливая реакция до состояния разгона.
- Во время зарядки зарядный ток вызывает экзотермическую химическую реакцию химических веществ в элементе, которая усиливает тепло, выделяемое зарядным током.
- Или во время отвода тепла, вызванного экзотермическим химическим действием, генерирующим ток, усиливает резистивный нагрев из-за протекания тока внутри элемента.
- Слишком высокая температура окружающей среды.
- Недостаточное охлаждение
Если не будут приняты какие-либо защитные меры, последствия теплового разгона могут привести к расплавлению элемента или повышению давления, что приведет к взрыву или пожару в зависимости от химического состава и конструкции элемента. См. Более подробную информацию в разделе «Неисправности литиевых батарей».
Система терморегулирования должна держать все эти факторы под контролем.
Примечание
Температурный разгон может произойти во время зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов с регулируемым клапаном, когда выделение газа запрещено, а рекомбинация способствует повышению температуры. Это не относится к залитым свинцово-кислотным аккумуляторам, поскольку электролит выкипает.
Регуляторы температуры
Отопление
Относительно легко справиться с низкотемпературными условиями эксплуатации.В простейшем случае в батарее обычно достаточно энергии для питания самонагревательных элементов, которые постепенно доводят батарею до более эффективной рабочей температуры, когда нагреватели могут быть отключены. В некоторых случаях достаточно, чтобы аккумулятор не перезаряжался, когда он не используется. В более сложных случаях, например, с высокотемпературными батареями, такими как батарея Zebra, работающая при температурах, значительно превышающих нормальные температуры окружающей среды, может потребоваться некоторый внешний обогрев, чтобы довести батарею до рабочей температуры при запуске, и может потребоваться специальная теплоизоляция для поддержания температура как можно дольше после выключения.
Охлаждение
Для маломощных батарей достаточно обычных схем защиты, чтобы поддерживать батарею в рекомендуемых пределах рабочих температур. Однако цепи большой мощности требуют особого внимания к управлению температурным режимом.
Проектные цели
- Защита от перегрева —
В большинстве случаев это просто включает в себя мониторинг температуры и прерывание пути тока, если температура при достижении температурных пределов достигается с использованием обычных схем защиты.Хотя это предотвратит повреждение аккумулятора от перегрева, оно, тем не менее, может отключить аккумулятор до того, как будет достигнут предел допустимого тока, что серьезно ограничит его производительность. - Рассеивание избыточного тепла —
Удаление тепла от батареи позволяет переносить более высокие токи до достижения температурных пределов. Тепло выходит из батареи за счет конвекции, теплопроводности и излучения, и задача разработчика блока состоит в том, чтобы максимизировать эти естественные потоки, поддерживая низкую температуру окружающей среды, обеспечивая прочный, хороший путь теплопроводности от батареи (используя металлические охлаждающие стержни или пластины между ячейки, если необходимо), максимально увеличивая площадь поверхности, обеспечивая хороший естественный поток воздуха через или вокруг блока и устанавливая его на проводящей поверхности. - Равномерное распределение тепла —
- Минимальная прибавка к весу —
Для приложений с очень высокой мощностью, таких как тяговые батареи, используемые в электромобилях и HEV, естественного охлаждения может быть недостаточно для поддержания безопасной рабочей температуры, и может потребоваться принудительное охлаждение. Это должно быть крайней мерой, поскольку это усложняет конструкцию батареи, увеличивает ее вес и потребляет энергию.Однако, если принудительное охлаждение неизбежно, первым выбором будет принудительное воздушное охлаждение с помощью вентилятора или вентиляторов. Это относительно просто и недорого, но теплоемкость теплоносителя, воздуха, который предназначен для отвода тепла, относительно низкая, что ограничивает его эффективность. В худшем случае может потребоваться жидкостное охлаждение.
Для очень высоких скоростей охлаждения требуются рабочие жидкости с более высокой теплоемкостью. Вода обычно является первым выбором, поскольку она недорогая, но можно использовать и другие жидкости, такие как этиленгликоль (антифриз), которые имеют лучшую теплоемкость.Вес хладагента, насосы для его циркуляции, рубашки охлаждения вокруг ячеек, трубопроводы и коллекторы для переноса и распределения хладагента, а также радиатор или теплообменник для его охлаждения — все это значительно увеличивает общий вес, сложность и стоимость. батареи. Эти штрафы вполне могут перевесить выгоды, которые, как ожидается, будут достигнуты за счет использования химического состава батарей с высокой плотностью энергии.
Даже несмотря на то, что тепловая конструкция батареи может быть более чем достаточной для рассеивания общего тепла, выделяемого батареей, внутри батареи все же могут быть локализованные горячие точки, которые могут превышать указанные пределы температуры. Это может быть проблемой для ячеек в середине многоячеечной упаковки, которая будет окружена теплыми или горячими ячейками по сравнению с внешними ячейками в упаковке, которые обращены к более прохладной среде.
Температурный градиент аккумулятора может серьезно повлиять на срок его службы. Закон Аррениуса указывает, что с увеличением температуры на каждые 10 ° C скорость химической реакции увеличивается примерно вдвое. Это создает несбалансированную нагрузку на элементы в батарее, а также усугубляет любой возрастной износ элементов. См. Также «Взаимодействие между ячейками и балансировка ячеек».
Разделение ячеек во избежание этой проблемы увеличивает объем упаковки.Для выявления потенциальных проблемных участков может потребоваться тепловидение.
Пассивное рассеяние можно еще больше улучшить, установив ячейки в блок из теплопроводящего материала, который действует как теплоотвод. Теплопередача от ячеек может быть максимизирована, если для этой цели используется материал с фазовым переходом (PCM), поскольку он также поглощает скрытую теплоту фазового перехода при переходе из твердого в жидкое состояние. Находясь в жидком состоянии, конвекция также начинает действовать, увеличивая потенциал теплового потока и выравнивая температуру в аккумуляторном блоке.Для этого применения доступны высокопроводящие графитовые губчатые материалы, насыщенные воском, который поглощает дополнительное тепло, когда температура достигает точки плавления.
Рекуперация тепла
В некоторых приложениях, например в электромобилях, как указано выше, есть возможность использовать отработанное тепло для обогрева салона, и большинство автомобильных систем включают в себя некоторую форму интеграции управления температурным режимом аккумуляторной батареи с системами управления климатом транспортного средства.Однако это полезно только в холодную погоду. В жарком климате высокая температура окружающей среды ложится дополнительным бременем на управление температурным режимом батареи.
,