Сколько воды входит в одну секцию алюминиевой батареи: Ничего не найдено — 404

Янв 15, 1981 Разное

Сколько воды входит в одну секцию алюминиевой батареи: Ничего не найдено — 404

Содержание

Тэн в батарею — 15 глупых ошибок при сборке радиатора отопления своими руками.

Обычная радиаторная батарея с тэном — это очень хорошая альтернатива не только заводским обогревателям, но и зачастую полноценному отоплению от электрического котла.

Не всегда есть возможность и экономическая целесообразность в прокладке трубной системы.

Например, на даче, в гараже или просто в курятнике. Кто-то возразит и скажет, что проще сдать чугуняку в чермет, и добавив чуть-чуть деньжат, прикупить полноценный масляный обогреватель.

Это далеко не так. Тут все зависит от площади обогрева. Такую батарею можно собрать из 10-20 секций, и нагрев их всего до 50 градусов, получить за те же деньги гораздо больше тепла, чем на 6 ребрах стандартного масляника.

А еще все масляные радиаторы считаются чрезвычайно пожароопасными приборами. Чего не скажешь про батарею с обычной водой.

Кроме того, чугунные и алюминиевые радиаторы будут иметь меньшую температуру на поверхности, меньше запаха от краски, масла и как следствие, чище воздух в помещении.

В общем, для дачи или гаража это дешевле, проще и лучше, чем маленькие заводские отопительные приборы и дуйчики.

Однако, как и в любой самоделке, главное в этом деле – безопасность. У вас в конструкции обязательно должна присутствовать защита от превышения давления и утечки тока.

Как же грамотно собрать такую батарею и не наделать грубых ошибок? Давайте разбираться.

Для такого самодельного обогревателя обычно применяют два типа радиаторов:

  • чугунные с резьбой на 32мм (1 1/4 дюйма)
  • алюминиевые или биметаллические с резьбой на 25мм (1 дюйм)

Чугунные можно использовать даже без тэна. Поднимаете батарею и начинаете переносить ее из угла в угол, пока не согреетесь 😊 КПД выше 100%

А если серьезно, под чугунную батарею тэн найти гораздо проще, так как они получили большее распространение.

Вся конструкция будет выглядеть следующим образом. В нижней части через силиконовую прокладку вкручивается водяной тэн.

По диагонали от него устанавливаются две глухих заглушки. Сверху с обратной стороны от тэна монтируется проходная заглушка с полдюймовым отверстием под кран маевского или аварийный клапан.



Ошибка №1

Не ставьте кран Маевского над самим тэном.



Отсюда может подкапывать вода, а она не должна попадать на электрические контакты нагревательного элемента.

Какой тэн покупать? Естественно, он должен быть со съемным термостатом.

Есть специальные тены для батарей со встроенным терморегулятором. У них вся электрическая часть уже запрятана в изолированных кожух, а сверху выведено электронное табло или механическая крутилка.

Материал — нержавейка в чугунную батарею, медь — в алюминиевую. У меди больше ресурс работы в нержавеющих емкостях.

Страна производитель – Италия. Фирма Термоватт (Thermowatt) неплохо зарекомендовала себя на этом рынке (не реклама).

Ошибка №2

На китайских тэнах УЗО зачастую выбивает сразу, как только тэн привезли из магазина и окунули его в воду.

Поэтому с ними нужно быть осторожнее. Также при покупке не перепутайте форму тэна.



Ошибка №3

Трубки у него должны идти одна возле другой, а не расширяться в форме петли или подковы.

Последние идут в основном для заводских масляных батарей или бойлеров, а не радиаторов с водой. Они просто не пролезут в ниппель между секциями.

А сплющивать или сдавливать их нельзя. Иначе придется на вход добавлять трубу на 32мм и помещать тэн в нее.

Еще проверяйте расстояние между трубкой термодатчика и нагревательными трубками.

Ошибка №4

Между ними должно быть минимум 1,5мм и они не должны соприкасаться.



Рекомендуемое расстояние между самими нагревательными трубками – 3мм.

Расчет мощности радиатора

Какой мощности должен быть тэн?

Ошибка №5

Здесь не нужно исходить из принципа – чем больше, тем лучше.

В первую очередь нужно обеспечить плавную работу нагревательного элемента. Он не должен выключаться и включаться через чур часто.

Подберете слишком мощный тэн и при выходе на рабочую температуру он у вас будет работать в следующем режиме: 1 минута выключено – щелчок – менее минуты включено – щелчок – 1 минута выключено и т.д.

При грамотном подборе мощности и хорошем утеплении помещения, батарея будет 2/3 времени “отдыхать”, отдавая тепло в окружающую среду, и только 1/3 времени работать, потребляя эл.энергию.

Исходя из этого можете примерно рассчитать расход эл.энергии за месяц.

Помимо щелчков, мощная батарея будет сильно шуметь и булькать. Добавление уксуса или лимонной кислоты для смягчения жидкости не особо помогает.

Здесь наблюдается эффект как в электрическом чайнике. При мощности 2квт мы имеем очень малые размеры сосуда, плюс наличие пустот.

В результате резкого выделения тепла в воду и возникает подобный шум. Чем меньше воды в чайнике, тем сильнее он шумит.

То же самое и в батарее. Когда тэн слишком мощный, скорость нагрева получается на порядок выше скорости отвода тепла, плюс сказывается невысокая скорость циркуляции теплоносителя.

Ошибка №6

Зачастую сильный шум при работе возникает при неаккуратном завинчивании или кривом тэне и случайном соприкосновении трубки с перегородкой ниппеля.

Чтобы решить эту проблему, попробуйте немного провернуть тэн по часовой или против часовой стрелки, изменив его положение. Шумная работа на пределе и постоянные щелчки не только раздражают, но и напрямую влияют на срок службы контактов реле.

Поэтому при выборе мощности тэна исходите из правила:

  • максимум 0,5кВт – на каждые 4 секции
  • 0,7кВт – 6 секций
  • 1кВт – 8 секции
  • 1,2кВт – 10 секций
  • 1,5кВт – 12 секций

Установите тэн меньшей мощности, и он у вас вообще не будет отключаться, так как не сможет нагреть воду до нужной температуры.

С одной стороны, это хорошо, батарея никогда не перегреется, даже если будет сбой в работе термореле. Например, для чугуняки (4 секции высотой 500мм), тэн мощностью 300Вт некоторые вообще умудряются вкрутить напрямую без термостата.

Еще один плюс малой мощности – отсутствие раздражающих щелчков. Однако несмотря на это, при недостатке киловатт вы существенно теряете в теплоотдаче.

Вот и приходится искать идеальную формулу.

Когда батарея слишком длинная (12 секций), то лучше вместо одного 1,5кВт тэна, вкрутить сразу два. Снизу радиатора с одной стороны 1кВт, а с другой еще на 0,5кВт.

Либо два по 0,7кВт каждый. Тем самым, прогрев секций будет более равномерным.

Ошибка №7

Только не забудьте проверить резьбу на тэнах.

С двух сторон батареи она разная. При покупке нагревательного элемента обращайте внимание на буковку, которая обозначает правую или левую резьбу (1.1/4R или 1.1/4L).

По заводским параметрам подобные батареи (с высотой или межосевым расстоянием 500мм), при встраивании в полноценную гидравлическую систему отопления, способны рассеивать чуть менее 200Вт тепловой мощности на каждую секцию (180Вт алюминий, 140Вт чугун).

Однако в нашем случае таких цифр не ждите. Во-первых, теплоотдачу в 180/140Вт обеспечивает только новая батарея. А для подобного обогревателя, как правило используют б/у-шные варианты.

Покупать новье для такой самоделки экономически не целесообразно.

Во-вторых, такая работа возможна только при режиме 90С-подача, 70С-обратка. Мы же в этой сборке применяем тэн с оптимальной рабочей температурой 60-65С.

При морозе на улице до -25С можно накрутить и на +70-75С. Максимально возможная температура + 80С.

Поэтому никогда вы такую батарею в НОРМАЛЬНОМ режиме эксплуатации не нагреете до 90С. В принципе этого и не нужно, так как влечет за собой риски резкого повышения давления.

При вкручивании нагревательного элемента, редко какой из них достает до последней секции. Обычно их длина варьируется в пределах 35-40см.

Есть и эксклюзивные модели на все секции, но под заказ (например, Grepan). Вот сравнительные таблицы равномерности прогрева одной и той же батареи (10 секций) стандартным коротким тэном и удлиненным от Grepan.

Однако большинство из нас применяют все же коротыши. Каким же тогда образом обеспечить равномерный прогрев по всей площади?

Вода или масло?

Здесь есть определенные нюансы, связанные с наполнением водой.

Ошибка №8

Для дома рекомендуется именно вода, а не какая-то химическая незамерзайка (этиленгликоль, антифриз, тосол).

По мере работы и нагрева, жидкость в любом случае будет испаряться и находить себе выход через верхние клапана. Вы же не хотите дышать подобной химией у себя дома.

А вот для гаража, сарая или дачи с хорошей вентиляцией, хочешь-не хочешь, а придется лить незамерзайку. Подбирайте максимально экологически безвредную (sweet winter, теплый дом и т.п.).

В противном случае, надолго отключенная батарея с водой, просто-напросто разморозится.

У кого есть возможность, заливают масло. Не веретенку или отработку, а трансформаторное. С ним батарея никогда не замерзнет.

А еще такое масло отличный изолятор. Не нужно будет бояться утечек тока при разрушении оболочки нагревательного элемента.

Только имейте в виду, что при такой “заправке” придется искать специальный масляный тэн.

Ошибка №9

Обычный водяной из-за густого масла и плохой конвекции будет перегреваться и быстро выходить из строя.

В целях пожаробезопасности нагрев при прямом соприкосновении с маслом не должен превышать 250 градусов. Кроме того, масло быстро разъест все резиновые прокладки между секциями.

Заполнение радиатора водой

Сколько же жидкости нужно для такого обогревателя?

Ошибка №10

При заполнении радиатора нельзя, чтобы он в конечном итоге оказался залит водой на 100%.

Наполнение происходит через отверстие уже установленной проходной заглушки. Сначала заливаете радиатор по горлышко.

Затем выставляете его идеально ровно и откручиваете пробку или кран маевского (не саму футорку), сливая лишний объем.



Если батарея уже висит на стене, можете воспользоваться небольшой лейкой с натянутой на носик трубкой или шлангом.

Ошибка №11

Старайтесь не заливать обычную воду из-под крана.

Вода должна быть мягкая. Жесткая очень быстро убьет ваш обогреватель.

Лучше всего дистиллированная или дождевая (она бесплатная). В крайнем случае, вода из фильтра-осмоса.

Воды нужно ровно столько, чтобы она перестала вытекать через отверстие под кран маевского. То есть, уровень жидкости должен заканчиваться как раз на уровне маленького отверстия проходной футорки.

При заливке воды по краешек отверстия, вы автоматически получите нужный уровень столба жидкости, который и обеспечит равномерную, правильную циркуляцию.

В одну секцию чугунной батареи (МС 140-500) помещается около 1,5л воды. В алюминиевую (высота 500мм) – не более 0,35-0,45л. Требуемый объем, считайте по количеству ребер.

Циркуляция без расширителя

Какую роль играют воздушные карманы? По мере прогрева, жидкость внутри батареи расширяется, давление возрастает.

Без воздушных карманов просто не будет компенсации температурного расширения. Никакого расширительного бачка в конструкции то не предусмотрено.

Эти карманы как раз и выполняют его роль. Самодельные расширители только портят внешний вид и помогают выпаривать жидкость из отопителя.

Особенно это опасно с незамерзайками и их смесями (50% тосол или антифриз + 50% дисводы).

Также закрытая система без расширителя за счет создания давления, способствует уменьшению шумов при работе отопителя. Шум — это явление кавитации, когда микропузырьки газа отделяются при нагреве ТЭНа, и их появление напрямую зависит от внешнего давления.

Даже 1,5-2 бара сделают работу батареи значительно тише.

Однако воздух внутри секций таит в себе и скрытую угрозу. При перегреве батареи (не отключился тэн, залипли контакты реле), давление будет возрастать все больше и больше.

Достигнув критической точки, радиатор разорвет. От него может отлететь острый кусок, или вас просто ошпарит горячим паром.

А что будет, если батарею залить по горлышко, вообще без остатков воздуха? В этом случае давление будет нарастать гораздо быстрее, одна из секций в один “прекрасный” момент даст трещину.

Никаким взрывом, это как правило не сопровождается. Но воздушные карманы из-за отсутствия расширителя нам в любом случае нужны.

Установка предохранительного клапана

Поэтому-то в конструкции и следует предусмотреть защиту в виде аварийного клапана.

Ошибка №12

Не ставьте стандартный взрывной клапан, как на бойлерах.

Вам нужен прибор с давлением срабатывания в 3 бара.

Рабочее давление стандартной чугунной батареи в центральной системе отопления – около 9 атмосфер (1бар=1атм). В нашей закрытой батарее в нормальном режиме обогрева оно будет не более 1,0-1,5 бар.

Для измерения давления, вместо одной из заглушек можно поставить небольшой манометр.

Вы в режиме реального времени сможете контролировать работу своей отопительной системы.

Ошибка №13

Нельзя направлять “подрывной” клапан в сторону стены, где стоит розетка с вилкой.

Для того, чтобы с него периодически не капала жидкость, предохранительный клапан можно перевернуть к верху. В этом случае будет преобладать высвобождение газов, а не воды.

Кран маевского или клапан?

Можно обойтись и краном маевского, но тогда понадобится еще одна защита.

На первую секцию батареи (считая от тэна), монтируется внешний аварийный термостат с температурой срабатывания в районе 80-90С. Причем подключается он в разрыв питания самого тэна.

Когда родной термостат тэна не срабатывает, и вода начинает подходить к точке кипения, отрабатывает аварийный термодатчик. Он прерывает подачу напряжения и спасает батарею от взрыва.

Что лучше – аварийный клапан или внешний термостат? Предпочтительнее иметь все же клапан.

Конструкция получается проще и надежнее.

Схема подключения электрики

Что касается обеспечения безопасности при подключении напряжения, то здесь всю схему нужно запитывать только через УЗО или дифф.автомат с током утечки 30мА.

Ошибка №14

Простой модульный автомат для этого не годится.

Иначе придется возле этого чуда передвигаться только в резиновых сапогах и перчатках. Водяные тены со временем разрушаются и нагревательная спираль, изначально защищенная оболочкой, оголяется.

При соприкосновении с водой происходит утечка тока на металлический корпус обогревателя. Стоит вам дотронуться до любой из секций, и вы окажетесь под напряжением.

Нечто подобное происходит в эл.титанах или бойлерах, когда вода из под крана начинает “щипаться” и “бить током”.

УЗО спасает от всего этого. Правда самостоятельно оно сработает только тогда, когда батарея будет заземлена.

В противном случае УЗО будет выжидать момента, пока вы не дотронетесь до батареи рукой. Начало выбивать УЗО – тут же меняйте тэн.

Сам терморегулятор подключается гибким проводом ПВС 3*2,5мм2.

С одной стороны провода монтируется евро вилка, которая и втыкается в ближайшую розетку.

Не зажимайте под винты терморегулятора многожильный провод без наконечников.

Особенно это касается мощных тэнов на 1,5-2,0кВт. Концы жил для надежности контакта необходимо обжать гильзами НШВИ.

Ошибка №15

Еще одна проблема – оголенные контакты на термореле.

При наличии в доме маленьких детей и домашних животных, это очень опасно.

Некоторые мастера советуют закрывать термостат сверху пластиковым корпусом от подрозетника. Он как раз подходит по диаметру.

Климат контроль с воздушным датчиком

Чтобы батарея могла автоматически включаться-отключаться не только при перегреве, но и при достижении заданной температуры в комнате, в схему можно добавить еще один элемент автоматики – реле с воздушным датчиком температуры помещения.

Такие зачастую ставят на теплые полы. Они обеспечат своеобразный климат контроль.

Есть вообще термореле розеточного типа. С ним даже не понадобится изменять схему подключения.

Достаточно будет воткнуть вилку в розетку и система автоматики готова. Подробнее

Особенно это актуально в период отсутствия сильных заморозков, когда на улице еще не так холодно. Конечно, температуру в комнате можно регулировать и встроенным термостатом, тем самым вручную уменьшая нагрев секций, однако:

  • во-первых, это не удобно – каждый раз приходится наклоняться к полу и крутить регулировочное колесико 
  • во-вторых, влечет за собой сильный разброс колебаний температуры в комнате 
  • в-третьих, с электронным термостатом по воздуху вы забудете про раздражающие щелчки от реле 

Статьи по теме

как выбрать стальные, биметаллические батареи, расчет количества секций в 2021 году

Начну с того что прошлой зимой наша семья столкнулась с такой проблемой — в одной комнате было очень жарко, во второй довольно-таки прохладно а в третьей и на кухне нормальная комнатная температура +22-24 градуса (если кто подумает, что, мол, нужно было воздух в системе спустить, отвечу – спускали, ничего не помогло). Немного поразмыслив, взвесив все за и против, мы решили поменять в квартире батареи (радиаторы отопления).

С чего начать

Бюрократия в нашей стране, как всегда, процветает. И хотя ЖЭК не имеет ни малейшего отношению к замене радиатора, и я сам должен искать подрядчика (конечно, это может быть и сотрудник моего ЖЭКа, однако работать он будет во внеурочное время и все равно договариваюсь я с ним сам), тем не менее, чтобы по стояку спустили воду, писать заявление мне нужно именно туда. Потом сотрудники ЖЭКа перенаправят его сотрудникам КиевЭнерго, а те в свою очередь будут связываться со мной и оговаривать время работ. Почему я не могу связаться с КиевЭнерго напрямую, для меня остается загадкой, как, впрочем, и многое происходящее в нашем украинском королевстве.

Ну, все препятствия прочь, пойдем длинным путем. Итак, написав заявление в ЖЭК, я уже неделю жду звонка от мастеровL ТишинаL

Что же касается порядка цен:

  • спуск воды по стояку – около 60 гривен;
  • работа мастера по установке одной батареи – около 400 гривен (напомню, что мастера вы ищите сами, и каждый называет свою цену).

Как рассчитать количество секций радиатора на комнату

В простонародье существует довольно простая формула расчета количества радиаторов на метр квадратный – она сводится к одной секции батареи на 2 кв.м. То есть, если у вас комната 10 кв.м., то вам нужно 5 секций в батарее (эксперты советуют добавлять еще одну секцию, на случай если будет открыта дверь в помещении или не утеплены стены).

Есть и другая, более сложная формула. В ней нужно учитывать много нюансов, это необходимо для того, чтобы узнать, сколько тепловой энергии нужно для обогрева квартиры.

Тип помещения.  У каждого помещения есть свое количество тепловой энергии, которое оно требует для обогрева. Для нагрева комнаты в панельном доме на 1 м3 нужно 41 Вт теплоэнергии. В кирпичном доме (полностью утепленном и со стеклопакетами), на тот же объем необходимо 34 Вт теплоэнергии. Для современных домов необходимо всего 20 Вт теплоэнергии.

Так как мы проживаем в панельном доме, то и отталкиваться в расчетах буду от этого типа помещения. Для того чтобы узнать, сколько нужно тепла для обогрева нашей маленькой комнаты (именно в ней и решили для начала поменять батареи), мне необходимо знать ее объем: 2.30*3.50*2.70=21.73 м3

Теперь мы можем узнать, сколько тепла нужно нашему помещению для обогрева 41 Вт * 21.73 = 890.93 Вт. Именно столько теплоэнергии нам нужно, чтобы нормально подогреть помещение.

Стоит также помнить, если в комнате есть постоянно открытая дверь, то к найденому объему нужно прибавить еще и объем соседнего помещения.

Вот теперь можно начинать выбирать батареи.

Выбираем батареи: виды радиаторов

На сегодняшний день на рынке данного изделия есть «море» всяческих батарей. При выборе радиатора необходимо обратить свое внимание на материалы, из которых изготовлена батарея (ведь это напрямую связано с теплоотдачей и, соответственно, с температурой в помещении), немаловажная деталь – это тип подключения батареи. Также прежде чем купить радиатор необходимо знать, сколько секций батареи нужно для нормального отопления помещения (для этого я приведу ниже пример расчета количества радиаторов в помещении). Цены каждого радиатора (секции), как и любого товара, зависят от изготовителя, качества материала и качества продукции.

Радиаторы отопления можно поделить по определенным характеристикам.

По материалу производства разделяют:

  • алюминиевые радиаторы (тепловая мощность одной секции — 192 Вт, максимальное рабочее давление — 16 атм) – имеют высокую тепловую отдачу, достаточно быстро нагреваются. Подходят для автономных и центральных систем отопления. Самый большой минус сего изделия — чувствительность алюминия к резкому изменению давления в системе отопления (что в наших домах происходит регулярно). Еще одним недостатком является то, что они чувствительны к химическому составу воды в системе отопления. При повышенной кислотности теплоносителя происходит внутренняя коррозия материала, что может привести к закупорке и выходу из строя радиатора. По этой причине рекомендуется устанавливать такие радиаторы в системах отопления домов, где осуществляется постоянный контроль химического состава воды;
  • чугунные радиаторы (тепловая мощность одной секции Вт – 79-160, максимальное рабочее давление – 10 — 15 атм) – представлены на рынке не только как советская классика, но и в современном дизайне. Чугунные батареи могут работать при температуре теплоносителя до +150 градусов по Цельсию. Пригодны к установке в домах, общественных зданиях, коттеджах, и т.д. Минус такой батареи – они очень тяжелые (и – еще с детства не люблю этот процесс – их нужно красить, хотя некоторые производители предлагают уже окрашенные батареи). К плюсам смело можно отнести – неприхотливость при монтаже, устойчивость к любым типам теплоносителя;
  • биметаллические радиаторы (тепловая мощность одной секции — 200 Вт, среднее рабочее давление – до 35 атм) – состоят они из внутреннего стального сердечника (внутренний сердечник — это трубы, они, собственно, и контактируют с теплоносителем), а снаружи находится «оребрение» из алюминия (алюминий нагревается быстрее стали и улучшает теплохарактеристики батареи). Применяются такие батареи в квартирах и офисах с центральным отоплением, нелогично использовать биметаллические радиаторы в домах, коттеджах с автономным отоплением. Плюсы – очень практичные (у них повышенная крепость и химическая стойкость к теплоносителю), легкие, с хорошими показателями теплоотдачи. К минусам можно отнести тот факт, что сердечник снижает теплоотдачу и, конечно же, высокая цена, такие радиаторы – это одни из наиболее дорогих радиаторов на рынке. 

К биметаллическим радиаторам также можно отнести и медно-аллюминевые радиаторы (тепловая мощность как и у металлических радиаторов, зависит от размера батареи и составляет – от 240 до 4460 Вт, среднее рабочее давление – до 30 атм). Отличаются они от вышеописанных тем, что у них вместо стального сердечника медный, и уже к нему приварено алюминевое «оребрение». К плюсам однозначно можно отнести то, что медь не окисляется водой, имеет наивысшую теплоотдачу. Минус – медно-аллюминевые радиаторы относятся к разряду дорогих и медь должна быть хорошо спаяна при изготовлении, так как плохая пайка может привести к прорыву. Стоимость начинается от 85 гривен за секцию;

  • стальные радиаторы (в связи с тем, что такие радиаторы не состоят из секций, а как правило, производятся уже готовым комплектом, то тепловая мощность зависит от глубины, высоты и длинны радиатора – от 450 до 5700 Вт; рабочее давление – от 6 до 8.7 атм.) – это панель прямоугольной формы: два стальных листа, сваренные между собой, с отштампованными каналами для теплоносителя. Такие батареи рекомендуют ставить в небольших домах, но если в многоэтажном доме автономное отопление, то и в нем могут быть использованы металлические батареи. Недостатки – низкое рабочее давление, чувствительность к коррозии и ударам. К плюсам относится тот факт, что такие батареи имеют маленькую глубину и большую площадь нагревания, соответственно, нагреваются быстрее, и им необходима меньшая температура теплоносителя для нагревания. Не забывайте – при установке таких радиаторов необходимо ставить запорные арматуры, для постоянного заполнения радиатора водой. В противном случае он начнет ржаветь. Также производители не рекомендуют устанавливать металлические радиаторы в ванных комнатах, банях, бассейнах и т.д. Цена за стальной радиатор (имеется в виду целая батарея) начинается от 250 гривен.

По типу подключения (это подключение труб с энергоносителем к радиатору отопления) бывает:

  • нижнее подключение;
  • боковое подключение.

Лично я решил остановить свой выбор на биметаллическом радиаторе. Прошерстив немного интернет, сделал для себя вывод – эти радиаторы нам подойдут как по цене, так и теплоотдаче и качеству.

Итак, для того чтобы выяснить, сколько же необходимо секций для нагрева нашей комнаты, нам необходимо полученную выше сумму от объема и теплопотребления комнаты разделить на количество выделяемого тепла одной секцией биметаллического радиатора. 890.93/200 = 4.454. Сумму я (как принято у всех славян, на всякий случай) округлил до 5, именно столько секций нам и понадобится для отопления нашей комнатки.

Стоит помнить, что современный стеклопакет уменьшает теплопотерю почти на 15% (это число может значительно повлиять на количество секций батареи). Так же на теплопотерю помещения влияет и температура теплоносителя (согласно СНиП 2.04.01.-85, температура теплоносителя должна быть не менее 50 градусов по Цельсию, и по СНиПу 2.08.01.-89, температура в квартире должна быть не меньше 18 градусов по Цельсию), памятуя прошлые года, могу сказать, что температура воды в батареях была даже выше. При расчете также нужно учитывать, на каком этаже квартира, угловая комната или нет. И, конечно, нужно знать: при закрытии батареи декоративной панелью вы теряете до 25% тепла.

И еще один совет – обязательно при замене батареи ставьте кран маевского для спуска воздуха из системы отопления!

Также, если топят очень хорошо, и в комнате зимой бывает душно и сухо, можете установить вентиль, которым частично или полностью перекрывается подача тепла в радиатор.

В заключение хочу дать ссылки на сайты нескольких фирм, которые занимаются всяческими сантехническими работами по дому, в том числе, и заменой батарей:

  • Fontanero.com.ua
  • Budcity.com.ua
  • Vertikalbud.com.ua

Стальные радиаторы отопления: характеристики панельных, трубчатых

Особенности и разновидности

Стальные радиаторы – один из четырех видов радиаторов отопления, представленных на современном рынке. Кроме них, существуют чугунные, алюминиевые и биметаллические радиаторы. Все они удачно конкурируют между собой, однако более популярными на сегодня являются стальные модели, что обусловлено их высокими эксплуатационными и техническими качествами наряду с благородным внешним видом и приемлемой ценой.

Радиаторы этого вида относят к обогревателям конвекторного типа, их КПД составляет 75%. По уровню теплопроводности стальные радиаторы занимают промежуточное место между чугунными и алюминиевыми.

Источник фото: http://www.pivduyma.ua

При выборе радиатора важно помнить о зависимости эффективности его работы от особенностей теплового снабжения в разных регионах страны (низкое качество воды, повышенное количество активного кислорода, перепады давления в системе). Химическая нейтральность стали позволяет использовать стальные радиаторы в любой системе отопления, не зависимо от состава и кислотности теплоносителя. По своей эффективности стальные уступают только биметаллическим моделям.

Источник фото: www.prostobank.ua/

Высокая эффективность стальных радиаторов обусловлена оригинальным конструкторским решением теплообменника, который, при небольших размерах, обеспечивает эффективную передачу тепловой энергии в помещение путем естественной конвекции воздуха.

Источник фото: http://allremont.com/

Стальные радиаторы делятся на два вида: панельные и трубчатые.

Панельный радиатор — это два скрепленных между собой стальных листа, внутри которых расположены вертикальные каналы. В полости этих каналов циркулирует теплоноситель. Чем чаще расположены каналы, тем выше теплоотдача. Могут использоваться в системах автономного и центрального отопления с максимальным рабочим давлением 10 атмосфер и температурой теплоносителя до 110 градусов. Минусом этого вида является неспособность выдерживать гидравлические удары, что делает их неподходящими для домов с централизованным отоплением. Чтобы избежать коррозии, стабильный уровень рН воды в системе должен быть в пределах от 8,3 до 9,5; не рекомендуется надолго оставлять панельные радиаторы без воды (не более 14 дней), чтобы не допускать контакта внутренней железной оболочки с воздухом. Данный тип отопительных приборов обладает небольшой тепловой инерцией, что позволяет значительно легче производить регулировку температуры в помещении. Идеальные условия для использования стальных панельных радиаторов — независимая схема подсоединения к теплоснабжению, современные циркуляционные насосы и закрытые расширительные сосуды.

Источник фото: http://www.mos-teplo.ru

Панельные радиаторы изготавливаются с боковым, нижним и универсальным подключением. В зависимости от количества стальных пластин, выделяют: 11 – радиатор с одной пластиной, 22 – радиатор с двумя пластинами, 33 – радиатор с тремя пластинами. От количества пластин прямо зависит уровень теплоотдачи и мощность.

Трубчатые радиаторы сварены из труб толщиной от полутора до трех миллиметров и по внешнему виду напоминают гармошку. Изнутри защищены от коррозии полимерным покрытием, они гигиеничны и легко очищаются. Такие радиаторы могут быть использованы для любого вида отопительной системы, так как выдерживают любые перепады давления. Они имеют рабочее давление 10 атм и опрессовочное 15 атм, при толщине стенок секций 1,2-1,5 мм.  Изготавливаются с боковым и нижним подключением, настенного или напольного исполнения, с количеством секций от 3 до 60. Высота радиатора также может быть различной, от колончатого типа до низких. Цена на трубчатые радиаторы, как правило, намного выше, чем на панельные.

Источник фото: http://rmnt.net

Отдельным подклассом выступают трубчатые дизайн-радиаторы, которые предназначены как для обогрева помещения, так и для его украшения, делая интерьер оригинальным. С их помощью можно оформить узкие пролеты, проложить «линию отопления» вдоль остекленного проема, расставить цветовые акценты. Отличительная черта этих радиаторов — отсутствие видимых сварных швов  и оригинальное дизайнерское решение.

Источник фото: http://www.postroil.com

Важно. При покупке стальных радиаторов обращайте внимание на наличие антикоррозийной обработки внутренней поверхности.

Преимущества

  • Гигиеничность, которая обеспечивается специальным покрытием.
  • Простая и удобная конструкция, разнообразие форм и габаритов.
  • Устойчивость к перепадам давления.
  • Удобная и быстрая установка благодаря наличию разных типов подключения.
  • Высокий уровень энергосбережения за счет эффективной теплоотдачи.
  • Совместимость практически со всеми материалами, применяемыми для монтажа систем отопления.
  • Многофункциональность – могут выполнять функции конвектора и радиатора.
  • Экономическая доступность.

Недостатки

  • Подверженность коррозии как стальных труб, по которым подается теплоноситель, так и стальных пластин, особенно в местах сварки.
  • Большой вес многопанельных радиаторов.
  • Стальные панельные радиаторы чувствительны к гидравлическим ударам.

Источник фото: http://www.radiatorkermi.kiev.ua/

Перед покупкой любого радиатора важно ознакомится с его техническими характеристиками: рабочим давлением, максимальным давлением, максимальной рабочей температурой, наличием антикоррозийной обработки внутренних поверхностей, условиями монтажа и эксплуатации.

Биметаллические радиаторы отопления: какие лучше выбрать

Дословно слово «биметаллические» означает то, что в данные радиаторах используются два металла — алюминий и сталь.

Источник фото: http://mikhis.ru/

Конструктивные особенности

В конструкции биметаллических радиаторов удачно сочетаются лучшие свойства стальных трубчатых радиаторов с алюминиевыми. Такой радиатор состоит из прочного и стойкого в плане коррозии стального трубопроводного скелета, который облачен в алюминиевый ребристый корпус. Внутренняя часть — это сталь, которая отлично держит давление. Наружная – алюминий, он обеспечивает более высокую теплопроводность в отличии от чугунных или стальных радиаторов. Он не контактирует с теплоносителем, поэтому электрохимическая коррозия исключена. Благодаря такому сочетанию биметаллические радиаторы работают при высоком давлении даже с плохими носителями.

Источник фото: http://www.maxiterm.ru

Благодаря этому многократно увеличивается срок службы таких батарей – до пятидесяти лет. Они монтируются в любых помещениях и могут работать при любом давлении: повышенного (у некоторых производителей до 60 атмосфер) не боятся, а при низком могут поддерживать комфортную температуру благодаря высокой теплоотдаче. Радиаторы данного типа пластичны и в случае отрицательной температуры теплоносителя они деформируются, однако при этом не разрываются.

Стойкость конструкции сохраняется также и в случае резких скачков давления в отопительной системе в течение всего срока эксплуатации. Они не требуют специальной подготовки воды-теплоносителя – ни очисток, ни снижения кислотности или щелочности. Диаметр каналов в них очень мал, что позволяет в два, а то и в три раза уменьшить объем теплоносителя. Благодаря этому радиатор почти мгновенно реагирует на команды термостата.

Источник фото: http://antresolinazakaz.ru/

Виды биметаллических радиаторов

Биметаллические радиаторы делятся на два вида, согласно технологии производства:

  1. Батареи на каркасе из стали;
  2. Батареи, каналы которых только усилены стальными трубами.

В первом виде исключается любая возможность контакта теплоносителя с алюминием, что дает прочную защиту от коррозии. Для радиаторов второго вида очень важна надежность фиксации стальных вкладок, поскольку в случае сдвига они перегородят нижний коллектор. Это может случиться от того, что у стали и алюминия разная степень теплового расширения.

Источник фото: http://delfin-market.com.ua/

Дизайн

Биметаллические радиаторы, за исключением эксклюзивных дизайнерских разработок, похожи между собой. Внешний вид зависит от количества секций. А оно, в свою очередь, зависит от объема отапливаемого помещения и от мощности радиатора, которую указывает производитель.

Количество секций рассчитывается по формуле: N=Sx100/М, где N – количество секций, S – площадь помещения, а M – мощность радиатора. Например, для комнаты, площадью 20 метров квадратных с высотой потолка 2,7 метра при мощности секции 180 ватт получаем:

N = 20х100/180 = 11,11

Округлить необходимо в большую сторону. Следовательно, число секций данной мощности для данного помещения равно 12.

Источник фото: http://www.smaltradiator.ru

Многие производители предоставляют широкую цветовую гамму таких радиаторов, что позволяет им вписываться в любой интерьер. Биметаллические радиаторы можно перекрашивать самостоятельно. Однако делать это рекомендуется не чаще, чем один раз в десять лет. И нужно помнить, что если окрасить его в темные цвета, то он будет значительно лучше отдавать тепло.

Источник фото: http://img.board.com.ua

Преимущества
  • Долговечность.
  • Высокая теплоотдача: способны хорошо отапливать помещения в любую, даже очень холодную погоду.
  • Прочность и надежность.
  • Способны выдерживать чрезвычайно высокое давление теплоносителя, поэтому такие батареи отопления могут устанавливаться в любых отопительных системах, независимо от ограничения уровня давления в них.
  • Отлично подходят для использования в стандартных постсоветских отопительных системах (в том числе в домах старой постройки).
  • Для биметаллических батарей не важно качество используемой в них воды (в отличие от алюминиевых радиаторов).
  • Возможность секционной сборки радиатора в зависимости от объема помещения.
  • Современный дизайн и эстетический внешний вид.
  • Универсальность использования и установки.
  • Неприхотливость и легкость в уходе.
Недостатки
  • Основным недостатком биметаллических радиаторов является их стоимость – на 20% выше, чем алюминиевых.
  • При длительном воздействии воды с повышенным содержанием кислорода они могут подвергаться коррозии.

Стоимость радиаторов и производители, которые пользуются спросом на Украине

В зависимости от общих характеристик и производителя, цены на биметаллические радиаторы варьируются в пределах 60-140 гривен за секцию. Из производителей наиболее известны – Di Calore, Mirado, Radiatori 2000, Global, Esperado, Tenrad, Classic+; из украинских производителей – Донтерм и Alltermo. Среди стран-производителей лучшими считаются Италия и Германия.

Источник фото: http://www.otopimdom.ru/

На что обратить внимание

Следует обратить внимание на то, что внешние отличия у биметаллического и алюминиевого радиаторов практически отсутствуют, а вот разница в весе – больше 50%.

Источник фото: http://teplodoma.info

В городских квартирах специалисты рекомендуют использовать биметаллические радиаторы и армированные стекловолокном полипропиленовые трубы или армированные алюминием полипропиленовые трубы.

Технология производства биметаллических радиаторов достаточно сложна и дорога, поэтому и цена на них тоже соответствующая. Следовательно, если биметаллический радиатор предлагается по невысокой цене, это повод насторожиться. У него может быть некачественное соединение металлов, а также не полностью исключаться контакт воды с алюминием.

Источник фото: http://burgas.com.ua

Биметаллические радиаторы больше подходят для домов с центральным отоплением. В частных их тоже можно устанавливать и они будут служить так же хорошо, однако в частных домах, давление системы отопления примерно в 2-10 раз ниже, чем в многоэтажных многоквартирных домах. Поэтому нет необходимости в таком высоком запасе.

В нашем каталоге вы узнаете, сколько стоят услуги сантехника; сколько стоит установка счетчика воды.

Сколько литров в батарее чугунной


Объем секции чугунного радиатора: технические параметры, КПД, количество литров воды

Хотя производители радиаторов из стали, алюминия и биметалла говорят, что чугунные аналоги уже отжили свое, это не так. Действительно, уже 160 лет прошло с того дня, как впервые были установлены обогреватели из этого металла, и в свое время они совершили настоящий прорыв в снабжении домов теплом.

В настоящий период старые советские батареи вряд ли кому-то симпатичны, но вот их современные аналоги стали совершенно другими. Начиная от внешнего вида и заканчивая тем, сколько воды в одной секции чугунной батареи, все поменялось в этих «старожилах» отопительных систем.

Батареи из чугуна старого и нового образца

Чугунные ребристые радиаторы продолжают работать во многих квартирах и учреждениях, построенных во времена Советского Союза. Такой длительный срок службы обусловлен их техническими характеристиками. В былые времена существовало два типа чугунных батарей:

  • Классические – это хорошо знакомые всем «гармошки». Объем воды в чугунной батарее этого типа составлял 1.5 литра. При ее весе в пустом состоянии 7.1 кг, он мгновенно увеличивался до 8.6 кг после заполнения теплоносителем. Как правило, одна секция батареи обладала тепловой мощью 170 Вт, а для обогрева комнаты площадью 20 м2 требовалось 11-12 элементов, что в совокупности без теплоносителя весило 85 кг, а в заполненном виде – 103 кг.
  • Винтажные модели встречались нечасто, смотрелись презентабельно, но их вес был еще больше – 12-14 кг без теплоносителя. Объем секции чугунного радиатора винтажного типа так же составлял 1.5 л, но тепловая мощь была значительно меньше – всего 150-156 Вт.

Это были по-настоящему тяжелые радиаторы, которые требовалось регулярно подкрашивать, а острые углы их ребер представляли опасность для детей.

У современных батарей из чугуна параметры в корне отличаются от старых «монстров»:

  • Средний вес одной секции составляет 4 кг, что в два раза меньше советских обогревателей.
  • Объем воды в чугунном радиаторе нового поколения равен 0.8 литра.
  • Уровень теплоотдачи одной секции составляет 140 Вт, что меньше, чем в батареях старого образца. Для нагрева помещения площадью 20 м2 потребуется уже 14 элементов, но их вес вместе с водой не превышает 60 кг.

Если требуется установка чугунных радиаторов, состоящих из 12 и более секций, то целесообразней разделить их на два устройства. Это увеличит КПД конструкции, так как теплоноситель быстрее будет проходить по системе. Кроме того, для их монтажа не потребуются дополнительные фиксаторы.

Современная жизнь батарей из чугуна: новые плюсы, старые минусы

Как и другие виды обогревателей, представленных в настоящее время на рынках, чугунные конструкции обладают набором как положительных, так и отрицательных качеств. К плюсам относятся:

  • Этот вид металла не подвержен коррозии даже при полном сливе воды из системы. Их можно устанавливать в дома, где теплоноситель не отличается чистотой и равномерным уровнем Ph.
  • Продолжительность эксплуатации этих устройств равняется 35-ти годам и более.
  • Объем одной секции чугунной батареи составляет всего 0.8 л, что увеличивает скорость нагрева теплоносителя, а значит, уменьшает уровень энергозатрат. Это, в свою очередь, приводит к экономии средств при их эксплуатации.
  • Как и радиаторы старого образца, они стоят дешевле других видов отопительных устройств.
  • Теплоотдача с учетом объема чугунного радиатора отопления достаточно высока, чтобы эффективно обогревать квартиру.
  • Этот вид отопительных приборов не требует особого ухода за собой. Иногда следует протирать пыль, в остальном новые чугунные обогреватели так же просты в обслуживании, как, например, стальные или алюминиевые секционные модели.
  • В случае отключения системы, чугунные батареи остывают достаточно долго, чтобы в квартире держалось тепло. Это одно из свойств этого металла.

Если говорить о минусах этих устройств, то они остались прежние:

  • Чугун все такой же хрупкий металл, который плохо переносит даже незначительные удары. При перевозке особое внимание нужно уделять защите чугунных батарей от падений. Как правило, большие повреждения не возникают при слабых внешних ударах по корпусу, но микротрещины вполне могут появиться. В процессе эксплуатации они становятся больше, пока герметизация не будет полностью нарушена.
  • Даже при том, что объем секции чугунного радиатора небольшой, их вес остается достаточно тяжелым на фоне аналогов из других металлов.

В настоящее время на рынке представлены новые виды чугунных батарей, стильный вид которых подходит для любого интерьера. В том случае, если дизайн требует установки радиаторов в старинном стиле, то винтажные модели так же можно найти в строймагазинах.

Производительность чугунной батареи

Потребитель при вопросе, какой радиатор отопления установить в квартире или доме, прежде всего, обращает внимание на тепловую мощь изделия. Качество тепла и экономия расходов на отопление – это самые насущные проблемы, которые решают сегодня люди в условиях постоянно увеличивающихся коммунальных тарифов.

Чтобы узнать, какова производительность батареи, следует внимательно изучить параметры, указанные в ее техпаспорте. Основными показателями являются:

  • Рабочее давление. Для чугунных батарей оно составляет 9-12 атмосфер.
  • Тепловая мощность одной секции. Она может колебаться от 108 до 160 Вт.
  • Объем чугунной батареи (1 секция) – средний показатель 0.8 л.
  • Площадь, которую обогревает один элемент, составляет от 0.66 м2 до 1.45 м2 в зависимости от модели и производителя.

Зная сколько литров в одной секции чугунного радиатора, и сколько Вт она вырабатывает, можно рассчитать необходимое количество элементов для каждого помещения в отдельности.

Объем чугунных радиаторов и их размеры

Как и в других отопительных устройствах, у батарей нового образца из чугуна есть свои стандарты размеров. Они зависят от маркировки изделия, например:

  • Батарея МС-140 имеет объем одной секции от 1.1-1.4 литра при высоте от 388 мм до 588 мм, ширине 60-63 мм и глубине 140 мм. Это одна из самых тяжелых моделей, вес одного элемента которой составляет 5.7 кг.
  • Модель ЧМ-1, напротив, самая «экономная». Количество воды в чугунной батареи этой марки не превышает 0.9 литра при высоте 370 мм – 570 мм, ширине 80 мм и глубине 70 мм. Вес ее колеблется от 3.3 кг до 4.8 кг.

В настоящее время модельный ряд чугунных радиаторов состоит из четырех видов, отличающихся по размерам и объему одной секции. Зная параметры каждого из них, можно подобрать оптимальный вариант для квартиры или частного дома.

В заключение можно сказать, что какие бы продвинутые отопительные устройства не появились в последнее время на рынке теплового оборудования, чугунные батареи по-прежнему пользуются спросом. «Виновниками» такой популярности являются их низкая стоимость, устойчивость к коррозии, долгий срок службы и стильный внешний вид. То, что они тяжелее конструкций из других металлов, не играет большой роли, если стены достаточно крепкие, чтобы принять на себя такой вес.

netholodu.com

Сколько воды в одной секции чугунного радиатора — Автономный дом

У людей, установивших частный котел для отопления помещений, нередко возникает важный вопрос о необходимом количестве теплоносителя системы. Весь объем жидкости распределяется между самим котлом, трубами и радиаторами. Если количество бака в котле можно прочесть в приложенной к нему книге, а в трубах собирается, обычно небольшое количество жидкости, то вопрос о радиаторах для многих остается открытым.

Необходимо рассмотреть все возможные варианты и количество помещающихся в них теплоносителей.

Виды радиаторов

Самыми популярными среди общего количества конвекторов считаются три типа:

  • Алюминиевый радиатор;
  • Чугунная батарея;
  • Биметаллический радиатор.

Если вы знаете, какой конвектор установлен у вас дома и способны посчитать количество секций, то произвести несложные расчеты не составит труда. Далее, рассчитайте объем воды в радиаторе отопления, таблица и все необходимые данные, представлены ниже. Они помогут максимально точно вычислить количество теплоносителя во всей системе.

Средний объем воды литр/секция

Алюминиевый

Несмотря на то, что в некоторых случаях внутренняя система нагрева каждой батареи может отличаться, существуют общепринятые параметры, которые позволяют определить количество помещающейся в нее жидкости. С возможной ошибкой в 5% вы узнаете, что одна секция алюминиевого радиатора может содержать до 450 мл воды. Стоит обратить внимание, на то, что для других теплоносителей объемы могут быть увеличены.

Посчитать количество жидкости, которая помещается в чугунном радиаторе немного сложней. Важным фактором будет новизна конвектора. В новых импортных радиаторах пустоты значительно меньше, а за счет усовершенствованного строения греют они не хуже старых.

Новый чугунный конвектор вмещает около 1 литра жидкости, в старый поместится на 700 мл больше.

Биметаллический

Подобные типы радиаторов довольно экономичны и производительны. Причина, по которой могут меняться объемы наполнения, кроются только в особенностях определенной модели и разбросу давления. В среднем подобный конвектор заполняется 250 мл воды.

Возможные изменения

Каждый производитель батарей устанавливает свои значения минимально/максимально допустимых норм, но объем теплоносителя во внутренних трубках у каждой модели может измениться исходя из соображений увеличения давления. Обычно в частных домах и новостройках на цокольном этаже устанавливается расширительный бачок, который позволяет стабилизировать давление жидкости даже при ее расширении при нагреве.

Меняются параметры также на устаревших радиаторах. Нередко даже на трубках из цветного металла образовываются наросты из-за внутренней коррозии. Проблемой тому могут стать примеси в воде.

Из-за подобных наростов в трубках количество воды в системе постепенно нужно уменьшать. Учитывая все особенности своего конвектора и общие данные из таблицы, вы легко высчитаете необходимый объем воды для радиатора отопления и всей системы.

Объем воды в радиаторе отопления У людей, установивших частный котел для отопления помещений, нередко возникает

Источник: robotyry.ru

Считаем объем теплоносителя в системе отопления

Три способа — от простого к сложному

Способ первый, самый простой, необходимо наличие водяного счетчика:

во время заполнения системы отопления водой замечаем, на сколько изменились показания счетчика. Разница между начальным и конечным показателями (при отсутствии иных трат воды) – это и есть объем вашей системы отопления.

Способ второй, необходимо наличие ведра:

Конечно, у вашей системы предусмотрен кран слива теплоносителя. Возьмите емкость с известным литражом и, набирая в нее воду несколько раз, слейте всю воду из системы. Количество таких ведер, умноженное на литраж, также будет объемом вашей системы отопления.

Способ третий, необходим калькулятор:

Одно ребро алюминиевого радиатора высотой 60 см может вместить 0,450 литра теплоносителя.

биметаллического радиатора — 0,25 литра

чугунной батареи советского выпуска — 1,8 литра

современного чугунного радиатора — 1.

При проектировании системы отопления многие задаются вопросом — а сколько литров помещается в одной секции батареи? Для чего это нужно? ДА все просто, чем больше жидкости в батареях тем дольше их нужно нагревать – топить, и тем больше уходит газа – электричества. Да и мощность котла это не последняя характеристика. Также многие из нас с вами заливают не обычную воду, а антифриз, им то как раз и нужно знать вместимость и труб и радиаторов отопления. Так или иначе знание вместимости батареи (одной секции), это нужное знание, всегда пригодится …

Конечно, мы краем затрагивали вместимость батарей в статье – алюминиевые или чугунные радиаторы. Но сегодня разложив се по полочкам.

Сколько литров в алюминиевой батарее

Сейчас самые популярные радиаторы. Конечно вместимость одной секции может разниться в два раза, все зависит от высоты и размера. Однако вместимость одной секции самой маленькой алюминиевой батареи равно 0,3 литра. Вместимость самой.

Объем воды будет зависит от параметров радиатора. Для расчета объема воды в системе просто нужно отопления просто нужно добавить объемы ее составляющих.

Для этого нужно знать, что 1 секция:

алюминиевого радиатора — 0,45 литра,

биметаллического радиатора — 0,25 литра,

новой чугунной батареи — 1 литр,

старой чугунной батареи — 1,7 литра.

Также расчитываем объем трубы, исходя из того, что в 1 метре трубы диаметром:

Сколько может потребоваться воды для наполнения системы отопления вашего дома.

4.59 (91.71%) 41 votes

Еще один вопросо, который обязательно встанет перед вами, расчет объема воды (теплоносителя) заполняющего систему отопления.

Нужно это для того, чтобы знать какой максимальный объем может быть у системы отопления при выбранной мощности котла.

В противном случае это может привести к плохому прогреву помещения, неэффективной, неэкономичной работе.

Что в свою очередь приведет к дополнительным финансовым расходам.

Приблизительный расчет делается исходя из соотношения 15 литр воды на 1 кВт мощности котла.

Как просто определить какой мощности нужен котел для отопления дома.

Например, мощность котла 4 кВт, тогда объем системы равен 4 кВт*15 литров = 60 литров.

Ниже приведены значения объемов различных составляющих системы отопления:

Объем воды в радиаторе:

алюминиевый радиатор — 1 секция — 0,450 литра.

Расчет делается по формуле: на 1 кВт мощности котла должно использоваться 15 л жидкости.

Пример: если котел мощностью 20 кВт, то нужно, 20 кВт*15 литров воды и тогда мы получим, что общий объем воды должен составлять 300 литров.

Теперь нужно посчитать сколько находиться воды в системе.

В разных радиаторах объем разный, а именно:

алюминиевый радиатор — 1 секция — 0,450 литра

биметаллический радиатор — 1 секция — 0,250 литра

новая чугунная батарея 1 секция — 1,000 литр

старая чугунная батарея 1.

Надежные качественные радиаторы старого образца, новые. В секциях по 7 ребер. В наличии 20 секций (140 ребер) Складское сохранение.

Подойдут как для центрального отопления в квартирах, благодаря тому, что чугунные радиаторы выдерживают большое давление, так и для комфортного отопления в часных домах, или на производстве.

Чугунные радиаторы имеют большую теплоотдачу.

Вес одного чугунного ребра – 7.4кг

Вес секции из 7ребер около 54кг

Ширина секции – 108мм

Межосевое растояние для подключения – 500мм

Емкость воды в одном ребре – 1,5литра

Емкость воды в секции – 10,5литров

Рабочее давление – 1-3 МПа

Испытанное давление – 8МПа

Максимальная температура теплоносителя – 150*С

Чугунные радиаторы отопления – сохраняют тепло с требуемой температурой, намного дольше, чем алюминиевые, стальные или биметаллические батареи. Даже после прекращения подачи тепла, они способны долгое время.

Чугунные радиаторы могут найти себе применение практически в любой отопительной системе. Это возможно благодаря их стойкости к загрязненности теплоносителя и его степени агрессивного влияния. Чугунные батареи долговечны, и в этом им нет равных. Этот вид батарей имеет массу достоинств, благодаря которым они применяются в наших отечественных квартирах.

Добавьте заявку на установку батареи и получите предложения со скидкой до 40 % от мастеров вашего города.

Но большой объем чугунной батареи можно отнести скорее к его недостаткам. Ведь для прогрева такой батареи понадобится довольно большое количество воды, а это потребует дополнительных энергетических затрат, что нельзя назвать экономичным. За счет особенностей конструкции объем чугунной батареи может заполняться ржавчиной, окалиной или грязью, которая в изобилии находится в российских трубопроводах. Все эти факторы влияют отрицательно на прогрев помещения и со временем.

Объем теплоносителя в различных трубопроводах, таких как полиэтилен низкого давления (ПНД труба) полипропиленовые трубы, металлопластиковые трубы, стальные трубы, необходимо знать при подборе какого либо оборудования, в частности расширительного бака.

К примеру в металлопластиковой трубе диаметр 16 в метре трубы 0,115 гр. теплоносителя.

Вы знали? Скорее всего нет. Да и вам собственно зачем это знать, пока вы не столкнулись с подбором, к примеру расширительного бака.Знать объем теплоносителя в системе отопления необходимо не только для подбора расширительного бака, но и для покупки антифриза. Антифриз продается в неразбавленном до -65 градусов и разбавленном до -30 градусов виде. Узнав объем теплоносителя в системе отопления вы сможете купить ровное количество антифриза. К примеру, неразбавленный антифриз необходимо разбавлять 50*50 (вода*антифриз), а значит при объеме теплоносителя равном 50 литров, вам.

По данным российских маркетинговых служб — на долю теплообменников из чугуна приходится свыше 60 % всех продаж сегмента. Считается, что они лучше всего подходят для отечественной централизованной теплосети. Причина востребованности кроется в характеристиках самого материала, благодаря которым чугунная батарея приобретает повышенную устойчивость к внешним воздействиям. Существенным фактором ее популярности служит доступность для населения.

Достоинства чугунного отопительного оборудования Вес в зависимости от числа секций На что влияет масса?

Среди достоинств батареи из чугуна можно назвать:

коррозионную устойчивость; минимальное гидравлическое сопротивление; продолжительный период эксплуатации; неуязвимость к пагубному воздействию различных примесей.

Однако из-за повышенной инертности материала такая батарея не сочетается с терморегулятором. Главными ее недостатками являются неэстетичный внешний вид и.

Когда заходит речь о приобретении и установке отопительных приборов из чугуна, то первая же ассоциация – это тяжеленный советский радиатор и все трудности перемещения и монтажа, что с этим связаны. В действительности разновидностей этих приборов появилось очень много, их масса варьируется в широком диапазоне. Нашей целью стоит донести, сколько весит секция чугунной батареи различной конфигурации и решение проблем, связанных с этим.

Классические батареи

И правда, 1 секция классической советской батареи МС 140, имеющейся в продаже и по сей день, отличается немалой массой – 7.12 кг. Если учесть тот факт, что объем одной секции чугунной батареи МС 140 составляет 1.5 л воды, то общая масса получится 8.62 кг. Зная, что тепловая мощность каждой секции ориентировочно равна 170 Вт, то для помещения средней площади 20 м2 потребуется 12 таких секций, это по массе составит 85.4 кг, а вместе с водой – 103.4 кг.

Примечание: здесь и далее для лучшего.

Сегодня алюминиевые радиаторы очень часто подключаются как в действующие коммуникационные системы отопления, централизованные или автономные, так и в новые. Для того чтобы в помещении хватало тепла, изначально перед установкой, нужно определиться с размерами батарей, мощностью насоса, местами их монтажа. Здесь при выборе немаловажную роль играет показатель объема секций алюминиевых радиаторов. Он напрямую связан как с подбором составляющих элементов, так и с расчетом количества теплоносителя необходимого для заполнения всей системы отопления.

Технические аспекты алюминиевых батарей

Для обустройства автономной системы отопления необходимо не только выполнить монтажные работы в соответствии с действующими нормативами, но и правильно выбрать алюминиевые радиаторы. Это возможно сделать только после тщательного изучения и анализа их свойств.

Количество теплоносителя в недрах радиаторов для многих есть величина абстрактная. Объем этой жидкости влияет на инерционность отопительной системы, время прогрева и режим работы котла. Умение рассчитать объем воды в любой части отопительной системы позволит более точно подобрать остальное оборудование под нее (котел, циркуляционный насос и т. д.).

Батарея в разрезе

Для чего нужно знать количество воды в батарее

Обычно на радиаторы обращают внимание с началом или окончанием отопительного сезона или во время генеральной уборки. Между тем у него внутри происходят жизненно важные для человека процессы, за которые отвечает теплоноситель – чаще всего вода. Имеет ли ценность информация о том, сколько этой жидкости вмещается в одну батарею, секцию?

Объем воды внутри этой «паутины» можно легко узнать

Оказывается, имеет и причин этому не одна:

Несмотря на то, что современная промышленность предлагает радиаторы парового отопления из различных материалов (например, алюминиевые и биметаллические радиаторы), многие предпочитают устанавливать в доме традиционные чугунные батареи. Насколько это оправдано? Ведь радиаторы из чугуна имеют небольшую поверхность теплоотдачи, а так как это металл с достаточно низкой теплопроводностью, для отопления одной комнаты понадобится не менее 8-12 секций. Вес чугунной батареи 12 секций без воды — 70-90 килограмм. Таким образом, после заполнения отопительной системы водой ее общий вес в большом доме может составить несколько тонн!

Преимущества и недостатки чугунных радиаторов

Однако все эти недостатки относятся в первую очередь к знакомым с детства тяжелым неразборным радиаторам-«гармошкам» советского образца (МС-140М). Сегодня такие батареи встречаются в основном в домах старой постройки. Разумеется, чугунные батареи гораздо тяжелее алюминиевых и биметаллических.

Сколько литров воды в одном ребре чугунной батареи (радиатора), Аквасток Считаем объем теплоносителя в системе отопления Три способа — от простого к сложному Способ первый, самый простой, необходимо наличие водяного счетчика: во время заполнения системы отопления водой замечаем, на сколько изменились показания счетчика. Р

Источник: aquastok74.ru

Расчет объема воды (теплоносителя), заполняющего систему отопления, будет одним из первых при выборе котла.

Это необходимо для понимания какой оптимальный объем может прогреть ваш котел или другой источник тепла. Параметры труб очень сильно влияют на данный показатель: при наличии насоса вы смело можете выбрать трубу меньшего диаметра и установить больше секций отопления.

Если выбрать трубы большого диаметра, то при максимальной мощности котла можно получить недогрев теплоносителя: большой объем воды будет раньше остывать, прежде чем дойдет до крайних точек системы отопления. Что в свою очередь приведет к дополнительным финансовым расходам.

Приблизительный расчет объема воды в системе отопления производится из соотношения 15 л воды на 1 кВт мощности котла.

Чтобы определить какой объем воды нужен для системы отопления дома, рассмотрим простой пример.

Мощность котла 4 кВт, тогда объем системы равен 4 кВт*15 литров = 60 литров. Но необходимо учитывать размеры и количество секций радиаторов при этом.

Если у вас дом на 4 комнаты, то это не значит, что надо ставить по 12-15 секций в каждую: у вас будет очень жарко, котел будет работать неэффективно. Если комнат больше, то и экономить на радиаторах не стоит: 1 современная секция эффективно отдает тепло для 2…2,5 м2 площади.

Формулы для расчета объема жидкости (воды или другого теплоносителя) в системе отопления

Объем воды в системе отопления можно рассчитать как сумма составляющих:

Объем системы должен учитывать объем воды в трубах, котле и радиаторах. В расчет объема теплоносителя не входит объем расширительного бака. Объем бачка учитывается при расчете критических состояний работы системы (когда вода будет поступать в него при нагреве).

Формула для расчета объема жидкости в трубе:

Важно! Размеры могут отличаться у различных производителей, в зависимости от типа трубы, материала, ее технологии производства. Поэтому расчет удобнее вести по реальному внутреннему диаметру трубы, который проще промерить с помощью инструмента. Как правило, такой расчет необходимо выполнять больше специалисту, когда система отопления разветвленная и сильно протяженная.

Объемы воды для различных элементов системы отопления

Объем воды (литры) в секции радиатора

*ВАЖНО! Габариты в таблице даны ориентировочно.

В большинстве моделей современных производителей они составляют ±20 мм по ширине, высота радиаторов отопления может варьироваться от 200 до 1000 мм.

Объем сильно отличающихся по высоте радиаторов можно приблизительно рассчитать из данной таблицы по правилу пропорции: необходимо объем разделить на высоту и умножить после на высоту выбранной модели. Если система отопления протяженная, то лучше уточнить параметры объема у производителя.

Объем воды в 1 погонном метре трубы

  • ø15 (G ½») — 0,177 литра
  • ø20 (G ¾») — 0,310 литра
  • ø25 (G 1,0″) — 0,490 литра
  • ø32 (G 1¼») — 0,800 литра
  • ø40 (G 1½») — 1,250 литра
  • ø50 (G 2,0″) — 1,960 литра

Основные размеры внутренних диаметров труб (взят ряд значений от 14 до 54 мм), с которыми может столкнуться потребитель.

Как рассчитать объем воды в системе отопления, радиаторах, трубах Пример расчета объема воды заполняющего систему отопления, чтобы знать максимальный объем системы отопления при выбранной мощности котла.

Источник: briket.tomsk.ru

Многие из нас, сталкиваясь с установкой или реконструкцией системы отопления задаются вопросом, а как посчитать сколько воды в системе отопления?

Ответ простой — берем лист бумаги, ручку и калькулятор. Прежде всего нужно понимать, что общий объем будет равняться сумме объемов каждого элемента системы. Ниже мы приведем значения для наиболее распространенных элементов.

Подсчет теплоносителя в радиаторах:

  • 11 тип — 0,25 л на каждые 10 см длинны радиатора (для моделей радиаторов высотой 500 мм)
  • 22 тип — 0,5 л на каждые 10 см длинны радиатора (для моделей радиаторов высотой 500 мм)

Если нужно вычислить объем для радиаторов не стандартной высоты (например 300, 400, 600 мм), — используйте метод интерполирования. Например, объем радиатора отопления 22 типа высотой 300 = 0,5 л / 500 * 300 = 0,3 л. В зависимости от производителя данные могут колебаться, но не значительно.

Для секционных радиаторов:

Количество теплоносителя в трубах:

  • диам. 20 мм — 0,17 л/метр погонный трубы
  • диам. 25 мм — 0,3 л/м
  • диам. 32 мм —
  • диам. 40 мм —
  • диам. 50 мм —
  • диам. 1/2 дюйма (15 мм) — л/метр погонный трубы
  • диам. 3/4 дюйма (20 мм) —
  • диам. 1 дюйм (25 мм) —
  • диам. 1,5 дюйма (40 мм) —
  • диам. 2 дюйма (50 мм) —
Объем воды в котле

Для напольных и парапетных, в зависимости от мощности и соответственно размера котла, значение колеблется в пределах 10-30 литров. Более точно можно посмотрев в характеристиках самого аппарата.

Таким нехитрым способом, сложив все значения. мы можем определить объем системы.

Обратите внимание:

Целесообразным подсчет количества теплоносителя в системе будет в случае, если:

  1. мы определяем какого объема нам нужен расширительный бак
  2. сколько теплоносителя нам нужно (если заливаем антифриз)
  3. мы выбираем циркуляционный насос
  4. теоретически допускаю, что что-то упустил. Если вы это обнаружили, пишите в почту обязательно учту!

Категорически нет смысла считать объем, чтобы:

  1. посчитать на сколько меньше станет потребление газа в случае замены труб на радиаторы (зависимость есть, но не прямо пропорциональная, расчет не будет корректным).
  2. выбрать мощность котла. Выбирать котел, отталкиваясь от количества воды в системе — не логично. Ведь конечная наша цель обеспечить не нагрев воды, а возмещение тепловых потерь, которые несет наше здание.

Вот таким нехитрым способом производится расчет объема теплоносителя в системе отопления. Надеюсь статья была полезна. Тепла Вам и уюта!

Объем воды в системе отопления: как посчитать и на что он влияет? ➤ Рекомендации лучших экспертов интернет-магазина РЕШЕНО: Кратко и по делу! Рекомендации лучших экспертов на тему Объем воды в системе отопления: как посчитать и на что он влияет? ✅ 8 лет опыта !!! ☎ (044) 227-01-70 ✅ Советы понятными словами ✅ Консультация *** Все для отопления и водоснабжения: ➥ Подберем ➥ доставим ➥ установим | Смотрите обзоры, читайте советы ➤➤➤ Читайте статью на TEPLOVOZ.UA ➤

Источник: teplovoz.ua

avtonomny-dom.ru

Сколько литров в батарее

  • Разместил Admin
  • Дата: 16 августа 2014 в 10:29

При проектировании системы отопления многие задаются вопросом — а сколько литров помещается в одной секции батареи? Для чего это нужно? ДА все просто, чем больше жидкости в батареях тем дольше их нужно нагревать – топить, и тем больше уходит газа – электричества. Да и мощность котла это не последняя характеристика. Также многие из нас с вами заливают не обычную воду, а антифриз, им то как раз и нужно знать вместимость и труб и радиаторов отопления. Так или иначе знание вместимости батареи (одной секции), это нужное знание, всегда пригодится …

Конечно, мы краем затрагивали вместимость батарей в статье – алюминиевые или чугунные радиаторы. Но сегодня разложив се по полочкам.

Сколько литров в алюминиевой батарее

Сейчас самые популярные радиаторы. Конечно вместимость одной секции может разниться в два раза, все зависит от высоты и размера. Однако вместимость одной секции самой маленькой алюминиевой батареи равно 0,3 литра. Вместимость самой большой секции радиатора доходит до 1 литра (а точнее 0,930 литра). Как видите весьма экономично. Таким образом если у вас 10 секций – то самое малое количество воды это 3 литра (если стоят маленькие радиаторы) и почти 10 литров (если стоят большие радиаторы).  Алюминиевая батарея отапливает помещение эффективно благодаря своему строению, у нее уже учитывается куда будет поступать холодный воздух, а откуда будет выходить уже нагретый (наверное все замечали много рисок и ребер).

Сколько литров в чугунной батарее

Чугунные радиаторы, немного сдали (пользуются не таким спросом), однако это также популярный вид батарей. Отопление дома или квартиры чугунными радиаторами также эффективно и вот почему. Вместимость одной секции чугунной батареи равно 5 литров (это стандартный радиатор чугунный марки МС-140А). Такие радиаторы стоят во многих советских и после советских домах. Так как радиатор вмещает 5 литров, то и отдача тепла у него большая, а значит он будет эффективно отапливать комнату – помещение. В 10 чугунных радиаторах помещается 50 литров воды. У чугунных радиаторов не так много рисок и ребер, наверное это ему и не нужно.

Если хотите красиво украсить свой чугунный радиатор, советую почитать ВОТ ЭТУ СТАТЬЮ.

НА сегодня у меня все, читайте наш ремонтный блог.

Рейтинг: (Нет голосов) Loading…

remo-blog.ru

Объем воды в радиаторе отопления – алюминиевом, чугунном, биметаллическом

Существует много причин, из-за которых вам может потребоваться узнать объем воды в радиаторе отопления. Самый простой способ – посмотреть в спецификации, инструкции или другой документации к изделию. Но что делать если ее нет?

Из этой статьи вы узнаете, сколько литров воды в одной секции радиатора отопления в зависимости от его модели и габаритов. Также мы расскажем, как рассчитать этот показатель для нестандартных моделей.

Сколько воды в одной секции чугунного радиатора отопления

Чугунные батареи отличаются по высоте секций, глубине, мощности и весу. Например, у модели МС 140-500 высота 50 мм, а глубина – 140 мм. В основном на объем воды в чугунной секции радиатора влияет его высота.

Наиболее распространенной остается серия МС. В зависимости от производителя объем теплоносителя может меняться, поэтому есть небольшой разброс.

Объем одной секции марки МС (в литрах)
  • МС 140-300 – 0,8-1,3;
  • МС 140-500 – 1,3-1,8;
  • МС-140 – 1,1-1,4;
  • МС 90-500 – 0,9-1,2;
  • МС 100-500 – 0,9-1,2;
  • МС 110-500 – 1-1,4.

Большой популярностью пользуются чугунные батареи серии ЧМ. Маркировка модели указывает на количество каналов, высоту и глубину секции. Например, ЧМ2-100-300 имеет высоту 300 мм, глубину 100 мм, а вода в ней циркулирует по двум каналам.

Объем воды в одной секции марки ЧМ (в литрах)
  • ЧМ1-70-300 – 0,66;
  • ЧМ1-70-500 – 0,9;
  • ЧМ2-100-300 – 0,7;
  • ЧМ2-100-500 – 0,95;
  • ЧМ3-120-300 – 0,95;
  • ЧМ3-120-500 – 1,38.
Приведенные ниже данные соотносятся с характеристиками других производителей. Чтобы не рисковать можно использовать их, добавив 20-процентный запас прочности.

Объем воды в одной секции алюминиевого радиатора

Существуют десятки производителей алюминиевых батарей отопления, изделия каждого из них отличаются конструкцией и размерами внутренних каналов. Поэтому можно только приблизительно сказать, сколько воды в одной секции алюминиевого радиатора.

Основное отличие моделей в высоте, поэтому приводим список наиболее распространенных размеров (данные указаны в литрах):

  • 350 мм – 0,2-0,3;
  • 500 мм – 0,35-0,45;
  • 600 мм – 0,4-0,5;
  • 900 мм – 0,6-0,8;
  • 1200 мм – 0,8-1.

Для нестандартных размеров можно использовать формулу (V – объем в литрах, h – высота в метрах):

V = h x 0.8

Результат будет примерным, но, если под рукой нет спецификации к оборудованию, можно пользоваться полученным значением. Так вы сможете определить сколько воды в одном ребре алюминиевой батареи с погрешностью не более 20%.

Отметим, чтот емкость алюминиевого радиатора отопления со временем может уменьшаться за счет появления коррозии. Она образуется из-за воды с плохими показателями щелочности или кислотности. Также объем жидкости в алюминиевом радиаторе может быть уменьшен из-за заиливания.

Сколько воды в одной секции биметаллического радиатора

Как и в случае с алюминиевыми, существует много вариантов производителей и марок биметаллических батарей отопления. Точно так же отличается их строение, внешний вид, диаметры каналов.

Объем воды в биметаллическом радиаторе зависит от его высоты и составляет (в литрах):

  • 35 см – 0,1-0,15;
  • 50 см – 0,2-0,3;
  • 60 см – 0,25-0,35;
  • 90 см – 0,3-0,5;
  • 120 см – 0,4-0,6.

Чтобы подсчитать объем секции биметаллического радиатора нестандартной высоты используйте формулу (V – объем в литрах, h – высота в метрах):

V = h x 0.35

Так вы получите ориентировочное значение, которое может колебаться в пределах 20%.

Объем воды в радиаторе отопления таблица

Тип радиатораВысота (мм) / модельМинимальный объем секции (л)Максимальный объем секции (л)
Алюминиевый3500,20,3
5000,350,45
6000,40,5
9000,60,8
12000,81
Биметаллический3500,10,15
5000,20,3
6000,250,35
9000,30,5
12000,40,6
ЧугунныйМС 140-3000,81,3
МС 140-5001,31,8
МС-1401,11,4
МС 90-5000,91,2
МС 100-5000,90,2
МС 110-50011,4

Надеемся, что смогли помочь вам определиться с объемом воды в одной секции батареи. Напомним: если вы собираетесь производить какие-либо манипуляции с отопительной системой, лучше не рисковать.

При работе с нестандартными моделями рассчитывайте их объем с небольшим запасом в 10-20%. Это не усложнит задачу, но поможет избежать неприятностей. Не забудьте поделиться статьей с друзьями!

(6 оценок, среднее: 4,83 из 5) Загрузка…

vteple.xyz

Сколько воды в чугунной секции радиатора отопления. Важные технические характеристики и вес чугунных радиаторов

Радиатор – это неотъемлемая часть любой квартиры. Это оборудование обеспечивает дому обогрев в холодное время года. Однако не в каждой квартире можно установить ту или иную батарею. Ведь требования к этому устройству напрямую зависят от площади помещения, в котором он находится. В первую очередь, это касается мощности. От этого показателя зависит качество обогрева вашего дома. Поэтому сегодня мы научим вас производить правильный расчет мощности батарей.

Высчитываем мощность радиатора отопления

Радиаторы отопления обеспечивают квартире обогрев. Без этого устройства невозможно представить ни одно современное жилище. Именно благодаря нему мы можем проводить с комфортом холодные зимние вечера.

Мощность радиатора отопления играет большое значение в обогреве дома. Именно это устройство отдает большую часть тепла помещению. Без него вы жили бы в холодном и сыром помещении.

Радиаторы отопления могут быть сделаны из разного материала. Это может быть алюминий, чугун или сталь. Также такие устройства отличаются по своему строению. Они могут быть сделаны из отдельных секций или представлять собой панель.

При расчете мощности материал, из которого сделан радиатор особого значения не имеет. Зато строение такого устройства играет в расчете важную роль.

Радиатор, состоящий из секций, можно самостоятельно собирать до необходимой длины. Таким образом, в данном варианте вы будете рассчитывать количество секций, при котором радиатор будет иметь необходимую мощность.

Как сделать расчет необходимого количества секций радиатора:

  1. Первое, что вам нужно узнать – это площадь помещения. Для этого нужно умножить высоту комнаты на длину двух ее смежных стен по отдельности, а затем сложить два полученных числа.
  2. Также нужно узнать мощность единичной секции радиатора.
  3. Далее площадь помещения умножается на мощность единичной секции радиатора и делится на 100.

В итоге вы поучите число, которое будет равняться необходимому количеству секций радиатора. Округлять его нужно в большую сторону.

Если вы хотите приобрести панельный радиатор. То расчет будет отличаться. В этом случае вы будете высчитывать мощность устройства.

  1. Сначала вам нужно вычислить объем помещения. Для этого нужно перемножить высоту комнаты с числом, полученным при перемножении длины двух смежных стен.
  2. Полученное число умножается на 41. Данная цифра – это необходимая мощность для обогрева одного метра кубического.

Полученная цифра будет равняться мощности радиатора. Округлять ее нужно в большую сторону. При этом вы можете разделить значение на два радиатора.

Какая мощность у одной секции чугунного радиатора

Чугунные радиаторы – это самые первые батареи. Однако несмотря на новоиспеченные модели, такие устройства до сих пор занимают первое место по популярности.

Оригинальным дизайном чугунные радиаторы МС-140-500 не отличаются. Однако такие гармошки облают надежностью и высоким КПД.

На данный момент внешний вид чугунного радиатора вышел на новый уровень. Вы можете увидеть модели самого разного цвета. Более того на некоторых батареях такого типа есть красивый рельеф и даже чугунное литье.

Теплоотдача у чугунных радиаторов высока. Мощность единичной секции такого устройства составляет 160 Ватт. Однако считается, что в среднем этот показатель может уменьшаться до 140 Ватт. Существует таблица сравнения разных типов радиаторов. И в ней чугунная батарея занимает первое место. Давайте посмотрим на преимущества таких устройств.

Достоинства чугунных радиаторов:

  1. У чугуна очень высокая теплоемкость. Благодаря этому радиаторы из такого материала длительно сохраняют и в большом количестве отдают тепло.
  2. Чугунные батареи, при условии, что они сварены правильно, спокойно переносят гидроудары и перепады температур.
  3. Стенки таких батарей не восприимчивы к коррозии и к износу. Поэтому для них подходит абсолютно любой теплоноситель.

Если вы выбрали этот радиатор, то вы можете быть уверенными, что у вас не возникнет проблем в ходе его эксплуатации. Однако многих людей не устраивает внешний вид таких устройств.

Средняя мощность секции алюминиевого радиатора

Алюминиевые радиаторы пользуются наибольшей популярностью. Это связано с их современным внешним видом и простотой обслуживания. Приобрести такие модели можно по весьма демократичной цене в специализированных магазинах.

Помимо алюминиевого и чугунного радиатора существуют стальные батареи. Размеры и вес таких устройств существенно уступают моделям из других материалов. В этом преимущество стальных радиаторов.

Алюминиевые радиаторы могут выдерживать до 15 атмосфер. Также они не боятся высоких температур. Именно поэтому они так полюбились нашему населению. Дизайн алюминиевых батарей достаточно лаконичный. Конечно, особой оригинальностью такие конструкции не отличаются, однако они способны вписаться в любой интерьер. Вопрос о мощности единичной секции таких батарей до сих пор стоит ребром. Точно ответить на это невозможно, так как разные модели могут иметь от 180 до 200 Ватт. Секции алюминиевых батарей очень просто соединяются. Обычно такие услуги оказывают продавцы в магазине, однако в случае необходимости вы можете произвести сборку самостоятельно.

При всех достоинствах радиаторов из алюминия, у них есть и некоторые недостатки. Чтобы потом не сожалеть о содеянном, необходимо ознакомиться не только с отзывами «за», но и позициями «против».

Недостатки алюминиевых конвекторов:

  1. Алюминий – это материал, который наиболее подвержен влиянию коррозии. Более того, в процессе ржавления, он может выделять газы. Поэтому наиболее применимы такие устройства в индивидуальных системах отопления, где качество воды выше.
  2. При неправильном соединении секций, алюминиевые радиаторы могут дать течь. И починить в этом случае их будет невозможно.

Алюминиевые радиаторы пользуются большой популярность из-за высокого КПД и малого веса. Однако они имеют серьезные недостатки, которые нужно брать в расчет.

Объем воды в одной секции чугунной батареи

Многих интересует объем воды в одной секции. Так как некоторые люди утверждают, что большие размеры таких радиаторов свидетельствуют о том, что в одной секции содержится более трех литров.

На самом деле большую часть объема такого устройства занимает сам чугун. Он имеет толстый слой, и поэтому изделие кажется таким габаритным. Давайте посмотрим, сколько может быть воды в одной секции батареи из чугуна.

Сколько бытовой воды войдет в одну секцию чугунной батареи:

  • Радиатор модели МС 140/500 помещает в себя 1,45 литра воды на одну секцию;
  • Батарея модели МС 140/400 может уместить в одной секции 1,28 литра воды;
  • Для конструкций модели МС 140/300 нужно 1,11 литра воды.

Как видите в чугунных батареях помещается не так много воды, как может показаться. Поэтому за экономичность этого ресурса вы можете не волноваться.

Рассчитываем мощность радиатора отопления (видео)

Мощность радиатора должна играть основную роль при его выборе. Поэтому не забывайте вовремя рассчитывать этот параметр, чтобы не попадать в конфуз.

Вряд ли у вас есть мечта провести эту зиму в ледяной квартире под десятью одеялами. Поэтому сегодня речь пойдет об отопительных радиаторах, а именно о чугунном радиаторе МС-140.

Мы сделаем обзор характеристик, расскажем, как правильно подобрать число секций и как же это все смонтировать. Но обо всем по порядку.

Почему именно чугунные

Чугунные радиаторы имеют ряд преимуществ, рассмотрим основные:

  • Высокая стойкость к коррозии. Это свойство обусловлено тем, что в процессе эксплуатации поверхность радиатора покрывается «сухой ржавчиной», которая не дает развиваться коррозии. Также чугун очень износостойкий, ему не причиняют особого вреда камни и различный мусор из труб отопления;
  • Хорошая тепловая инерционность. Чугунный радиатор отопления МС 140 даже через час после выключения котла сохраняет 30% излучаемого тепла, в то время как для стальных радиаторов эта цифра равна всего 15%;
  • Длительный срок службы. Так для качественных радиаторов из чугуна он может достигать и 100 лет, хотя производители говорят о 10-30 годах уверенной эксплуатации;
  • Большое внутреннее сечение радиаторов. Именно по этой причине чугунные радиаторы отопления МС 140 500 редко требуют очистки;
  • Чугун из-за своего состава, ни при каких условиях не может стать причиной электрохимической коррозии. Другими словами, никаких конфликтов с пластиковыми (стальными) трубами не может возникнуть.


Поговорим о характеристиках

Теперь, самое время представить вашему вниманию технические характеристики чугунных радиаторов.

Страна производительУкраина —Россия
Максимальная температура теплоносителя130.0 (град)
Максимальное рабочее давление9.0 (бар)
Опрессовочное давление15.0 (бар)
Конструкция радиатораСекционная
Число каналов в 1 секции2
Объем воды в 1 секции1,35 (л)
Теплоотдача 1 секции175,0 (Вт)
Вес 1 секции6,2 (кг)
Ширина 1 секции98 (мм)
Диаметр ниппельного отверстия5/4 (дюйм)
Материал межсекционных прокладокТермостойкая резина
Материал секций и пробокСЧ-10 ГОСТ-1412
Материал ниппелейКЧ-30-6Ф ГОСТ-1215

Но, зная плюсы приборов и их характеристики, не спешите бежать в магазин. Ведь перед этим нужно узнать, сколько секций необходимо, чтобы отопление было действительно эффективным.

Подсчет секций

Число секций напрямую зависит от конфигурации помещения. Конечно, здесь основным параметром выступает площадь, но есть и другие важные факторы, такие как: зональность, этаж, высота потолков, размеры ниши, наличие стеклопакетов, число окон.


Совет. Для угловых помещений лучше выбрать более мощные радиаторы и сделать несколько добавочных секций (1-2). Объясняется это дополнительными тепловыми потерями, которые могут повлиять на комфорт жителей.

Рассмотрим формулу расчета необходимого количества секций для помещения с высотой потолков не более 3 метров и площадью 50 метров квадратных:

Совет. Если в результате расчета вы получили дробное число, то округлите его лучше в большую сторону – обеспечьте небольшой запас мощности.

Теперь, когда вы знаете какое количество секций нужно, можно перейти непосредственно к установке.

Монтаж

Количество секций посчитано, радиаторы закуплены, осталось установить. Здесь есть два варианта – обратиться к специалистам, потратив деньги, либо же сделать все своими руками. Рассмотрим второй вариант.


Подбираем крепления

Первый шаг установки это выбор крепления для радиатора. На фото вы можете видеть различные типы креплений.

Например, для секционных радиаторов применяют штыревые и угловые кронштейны. Первые используют, чтобы закрепить батарею на стене из кирпича или гипса, а угловые же применяются, если стена деревянная. Также следует помнить, что для углового крепления необходимо запастись саморезами и дюбелями.


Виды крепежей. Как вы уже догадались, для нашего случая применимы крепления №3 и №4

Непосредственная установка

На этом этапе нужно выбрать места для установки кронштейнов. Помните, что на один радиатор нужно не меньше трех кронштейнов. После, используя дюбеля и дрель нужно закрепить кронштейны.

Следующий шаг это крепление радиатора на кронштейны.

Совет. Не нужно сразу сдирать защитную пленку с радиатора, вначале установите его на кронштейны, и тогда, не боясь поцарапать радиатор, снимите пленку.


Аккуратно соедините подведенные трубы с радиатором. Крепите тщательно и аккуратно, но не повредите резьбу иначе получите утечку воды из системы. Перед просмотром ознакомьтесь с видео по монтажу в нашей галерее.

При монтаже важно соблюдать определенные расстояния. Например, высота установки над полом примерно должна быть ровна 10 сантиметрам. Расстояние между стенкой и батареей должно составлять от 2 до 5 см.

Итоги

Чугунные приборы можно смело устанавливать в своих системах отопления, конечно, они уступают по характеристикам новым моделям, но и цена на них невысока. К тому же они доказали свою пригодность в течение целого века, как в СССР, так и в Европе. Большое преимущество – это длительный срок их эксплуатации.

Секционные чугунные радиаторы начали выпускать более ста лет назад. Их использовали сначала в системах парового отопления, а затем в центральных системах водяного отопления. Классические чугунные радиаторы советского производства МС-140 установлены во многих старых российских домах.

Преимущество чугунных радиаторов в их высокой надежности и большом сроке службы (более пятидесяти лет). Радиатор состоит из секций изготовленных из качественного литейного чугуна, которые соединены ниппелями из ковкого чугуна. Большой диаметр проходного сечения делают чугунные радиаторы неприхотливыми к качеству теплоносителя и позволяет использовать загрязненную воду типичную для центральных систем отопления в России по этой же причине они имеют низкое гидравлическое сопротивление. Толстые стенки и химические свойства чугуна придают радиаторам устойчивость к коррозии, что немаловажно в летний период, когда вода из системы отопления сливается и радиатор остается ржаветь «на сухую». Чугунные радиаторы самые дешевые из своих собратьев, исключение составляют высокохудожественные изделия со сложным литьем. Цена на них на порядок выше.

Недостатки чугунных радиаторов в их большой массе. По этой причине усложняется монтаж и возрастают расходы на транспортировку. Радиаторы из чугуна имеют большую тепловую инерцию (долго нагреваются и долго остывают) , поэтому их нельзя использовать в системах отопления с автоматической регулировкой температуры, из-за долгого отклика.

Надежные и проверенные временем отопительные приборы. Конструкция МС 140 идеально подходит к российским тепловым сетям. Совершенно не чувствительны к качеству воды используемой в качестве теплоносителя. Самые доступные по цене радиаторы отопления.

Технические характеристики на одну секцию:

Масса, кг 6,25

Тепловой поток, кВт 0,16

Объем воды, л 1,45

Диаметр отверстия, дюйм 1 1/4

Технические характеристики

Максимальная температура 130 °С

Рабочее давление 9 — 12 бар

Давление опрессовки 18 бар

Размеры чугунного радиатора

Чугунные батареи, отметившие вековой юбилей, продолжают нести тепло в жилые дома и не спешат уступать место алюминиевым аналогам и компактным конвекторам. У чугуна много неоспоримых достоинств: стойкость к коррозии, теплоэффективность, долговечность. Современные приборы отличаются привлекательным дизайном, а линейка моделей в стиле ретро выглядит просто роскошно. При всех достоинствах у них есть один недостаток – вес чугунного радиатора составляет несколько десятков килограммов.

Сколько весит чугунная батарея

Знать и учитывать вес батареи отопления особенно важно в тех случаях, когда приборы устанавливают на тонкие стены и перегородки из непрочных материалов. Если нагрузка окажется выше нормы, придется отказаться от настенного крепления и закрепить радиатор на полу.

Вес секции чугунного радиатора без теплоносителя составляет от 7,1 до 7,5 килограмма – точные значения зависят от высоты изделия и других особенностей модели. Среди новых разработок есть облегченные модификации с весом секции 5,7 кг. Стандартные батареи состоят из 4–10 секционных элементов, но встречаются и «гиганты», включающие 20 и более звеньев.

Зная, сколько весит секция чугунного радиатора, несложно подсчитать массу батареи, состоящей из нескольких резервуаров. К примеру, прибор из 7 секций будет весить 48–52,5 кг, а десятисекционный окажет нагрузку в 70-75 кг. С целью облегчения монтажа выбирают несколько устройств из 5–7 секций, а не громоздкие многосекционные конструкции. При необходимости сборные приборы модернизируют путем добавления или сокращения количества элементов.

Рассчитывая общую массу обогревателя, следует учитывать, что объем секции чугунного радиатора в среднем составляет около полутора литров жидкости. В новых экономичных моделях встречаются показатели от 1 литра, а в радиаторах старого образца количество теплоносителя может достигать 1,7 литра. Естественно, вес прибора после запуска системы отопления увеличится.

Технические характеристики батарей из чугуна

Не менее важны и другие технические характеристики чугунных радиаторов. Их знание и умение рассчитывать нужные параметры помогают правильно определиться с количеством секций в источнике тепла.

Мощность – главный показатель эффективности

Зная мощность чугунного радиатора отопления, несложно рассчитать количество приборов. Важно учитывать, что в системах с центральным отоплением, где невозможно контролировать температуру теплоносителя, избыток источников тепла не менее неприятен, чем недостаток. Следствием ошибки становится повышенная сухость воздуха, неприятный запах сгоревшей пыли, сквозняки от необходимости частого проветривания.

Тепловая номинальная мощность одной секции чугунного радиатора стандартной модификации составляет 160 Вт. При расчете габаритов единицы отопления необходимо определить величину теплового потока жилища. Этот показатель зависит от стенового материала, используемого для строительства, и степени теплоизоляции здания. В панельном доме величина теплового потока составляет 0,041 кВт/м3, в строении из кирпича – 0,034 кВт/м3, а при наличии качественной теплоизоляции – 0,02 кВт/м3, независимо от того, из чего возведены стены.

Для расчета количества звеньев используют несложную формулу: цифру, обозначающую объем комнаты, умножают на тепловой поток помещения, после чего полученное значение делят на номинальный тепловой поток одной секции (0.160 кВт). Итог округляют до целого числа – это и есть количество требуемых элементов. Необязательно объединять их в одном радиаторе – если окон несколько, лучше установить прибор под каждым проемом.

Теплоотдача чугунных радиаторов напрямую зависит от количества секций в обогревателе и их размера. Размеры батареи подбирают с учетом площади помещения и габаритов оконного проема. Чтобы заявленная производителем мощность «работала», длина батареи должна перекрывать окно не менее чем на 70-75%, а расстояние до подоконника – составлять от 8-12 см.

Размеры чугунного радиатора

Производители придерживаются общепринятых размеров чугунных радиаторов отопления – это дань традициям и важный фактор, обеспечивающий эффективную работу и безопасность оборудования.

  1. Ширина одной секции чугунной «гармошки» варьируется от 35 до 60 см. Разные значения встречаются не только у конкурирующих производителей, но и в различных модельных рядах одного изготовителя.
  2. Глубина типовых изделий составляет: 92, 99 и 110 мм. В дизайнерских модификациях возможны другие цифры.
  3. Межосевое расстояние в стандартных модификациях составляет 35 и 50 см, но встречаются и другие параметры.
  4. Высота приборов всегда больше межосевого расстояния и может быть увеличена на длину ножек, если речь идет о напольной модели.
  5. Площадь секции чугунного радиатора составляет в среднем 0,25 кв. метра.

Срок службы и другие параметры

Срок службы чугунных радиаторов отопления исчисляется десятилетиями. После завершения монтажа можно не задумываться о замене батарей в ближайшие 20-25 лет. Известно, что в домах дореволюционной постройки до сих пор исправно работает оборудование, отлитое более 100 лет назад.

Рабочее давление приборов из чугуна составляет 9 атмосфер, что позволяет использовать их в системах автономного и центрального отопления. Также чугуну нестрашны сливы теплоносителя в летний сезон – он спокойно дожидается отопительного периода, не теряя своих свойств.

Изучив технические характеристики и узнав, сколько весит чугунный радиатор отопления, практичные люди доверяют расчеты системы и монтаж специалистам. Это всегда надежнее, чем пытаться сделать незнакомое дело своими руками.

Как увеличить эффективность теплоотдачи радиаторов отопления

Вполне очевидно, что главной задачей радиатора отопления является максимально эффективный обогрев помещения. Основным параметром, который определяет, насколько отопительный прибор справляется с этой задачей, является теплоотдача радиатора…

Ключевым показателем эффективности любого радиатора отопления является теплоотдача. Данный показатель является индивидуальным для каждой модели радиаторов, кроме того, на него влияет тип подключения прибора, особенности его размещения и другие факторы. Как подобрать оптимальный с точки зрения теплоотдачи радиатор, как подключить его максимально эффективно, как увеличить теплоотдачу? 

Теплоотдача представляет собой показатель, обозначающий количество тепла, переданное радиатором в помещение за определенное время. Синонимами теплоотдачи являются такие термины как мощность радиатора, тепловая мощность, тепловой поток и т.д. Измеряется теплоотдача отопительных приборов в Ваттах (Вт). В некоторых источниках тепловая мощность радиатора приводится в калориях в час. Эту величину можно перевести в Ватты (1 Вт=859,8 кал/ч).

Теплопередача от радиатора отопления осуществляется в результате трех процессов:
— Теплообмена;
— Конвекции;
— Излучения (радиации).
Каждый радиатор отопления использует все три типа переноса тепла, однако их соотношение у разных типов отопительных устройств отличается.  По большому счету, радиаторами могут называться только те приборы, у которых не менее 25% тепловой энергии передается в результате прямого излучения, однако сегодня значение этого термина значительно расширилось. Потому очень часто под называнием «радиатор» можно встретить устройства конвекторного типа.

Выбор радиаторов отопления для установки в дом или квартиру должен основываться на максимально точных расчетах необходимой мощности. С одной стороны, всем хочется сэкономить, потому покупать лишние батареи не следует, но с другой – если радиаторов будет недостаточно, то в квартире не получится поддерживать комфортную температуру.

Способов расчета необходимой тепловой мощности отопительных приборов несколько.
Самый простой способ основывается на количестве наружных стен и окон в них.
Расчет производится так:
— Если в помещение одна наружная стена и одно окно, то на каждые 10 м2 площади помещения необходимо 1 кВт тепловой мощности батарей отопления.
—  Если в помещение две наружные стены, то на каждые 10 м2 площади помещения необходимо минимум 1,3 кВт тепловой мощности батарей отопления.
Второй способ более сложен, но он дает возможность получить максимально точное значение требуемой мощности.
Расчет производится по формуле:
S x h x41, где: S – площадь комнаты, для которой производится расчет. h – высота помещения. 41 – нормативный показатель минимальной мощности на 1 кубический метр объема помещения. Полученная величина и будет необходимой мощностью отопительных приборов. Далее следует эту мощность поделить на номинальную теплоотдачу одной секции радиатора (как правило, эту информацию содержит инструкция к отопительному прибору).
В результате мы получаем необходимое для эффективного отопления количество секций.
Если в результате деления у вас получилось дробное число – округляйте его в большую сторону, так как недостаток мощность отопления гораздо сильнее снижает уровень комфорта в помещении, чем его избыток.

Отопительные приборы из разных материалов отличаются по теплоотдаче. Поэтому, выбирая радиаторы для квартиры или дома, необходимо внимательно изучать характеристики каждой модели – очень часто даже близкие по форме и габаритам радиаторы имеют разную мощность.
Чугунные радиаторы – обладают относительно небольшой поверхностью теплоотдачи, отличаются низкой теплопроводностью материала. Теплоотдача происходит в основном за счет излучения, лишь около 20% приходится на долю конвекции. «Классический» чугунный радиатор Номинальная мощность одной секции чугунного радиатора МС-140 при температуре теплоносителя в 90 град. С составляет около 180 Вт, однако данные цифры справедливы лишь для лабораторных условий. На самом деле в системах централизованного отопления температура теплоносителя редко поднимается выше 80 градусов, при этом некоторая часть тепла теряется по пути к самой батарее. В итоге температура поверхности такого радиатора составляет около 60 град. С, а теплоотдача одной секции не превышает 50-60 Вт.


Стальные радиаторы сочетают в себе положительные качества секционных и конвекционных радиаторов. Как правило, стальной радиатор включает в себя одну или несколько панелей, внутри которых циркулирует теплоноситель. Для повышения тепловой мощности радиатора к панелям дополнительно привариваются стальные ребра, которые и работают как конвектор. Теплоотдача стальных радиаторов не намного больше, чем у чугунных – потому к преимуществам таких отопительных приборов можно причислить разве что относительно небольшую массу и более привлекательный дизайн. При снижении температуры теплоносителя теплоотдача стального радиатора снижается очень сильно. Поэтому, если в вашей системе отопления циркулирует вода с температурой 60-750, показатели теплоотдачи стального радиатора могут разительно отличаться от заявленных производителем.

Теплоотдача алюминиевых радиаторов существенно выше, чем у двух предыдущих разновидностей (одна секция – до 200 Вт), но существует фактор, который ограничивает применение алюминиевых отопительных приборов. Этот качество воды: при использовании чересчур загрязненного теплоносителя внутренняя поверхность алюминиевого радиатора постепенно подвергается коррозии. Вот почему, несмотря на хорошие показатели по мощности, алюминиевые радиаторыв основном устанавливают в частных домах с автономной системой отопления.


Биметаллические радиаторы по показателям теплоотдачи ничуть не уступают алюминиевым. Но за эффективность всегда приходится платить, а потому цена биметаллических радиаторов несколько выше, чему батарей из других материалов.

Как все же можно управлять теплоотдачей уже купленного радиатора в зависимости от подключения.
Теплоотдача радиатора зависит не только от температуры теплоносителя и материала, из которого радиатор изготовлен, но и от способа подключения радиатора к системе отопления:
Прямое односторонне подключение считается самым выгодным с точки зрения теплоотдачи. Именно поэтому номинальная мощность радиатора рассчитывается именно при прямом подключении (схема приведена на фото).
Диагональное подключение применяется в том случае, если подключается радиатор с числом секций боле 12. Такое подключение максимально снижает теплопотери.
Нижнее подключение радиатора используется для присоединения батареи к скрытой в стяжке пола системе отопления. Потери теплоотдачи при таком подключении составляют до 10%.
Однотрубное подключение является наименее выгодным с точки зрения мощности. Потери теплоотдачи при таком подключении могут составлять от 25 до 45%.

Каким бы мощным ни был ваш радиатор, часто хочется увеличить его теплоотдачу. Особенно актуальным это желание становится в зимний период, когда радиатор, даже работающий на полную мощность, не справляется с поддержанием температуры в помещении.
Есть несколько способов увеличения теплоотдачи радиаторов:
Первый способ – это регулярная влажная уборка и очистка поверхности радиатора. Чем чище радиатор, тем выше уровень его теплоотдачи. Также важно правильно окрашивать радиатор, особенно если вы используете чугунные секционные батареи. Толстый слой краски препятствует эффективному теплообмену, потому перед покраской батарей необходимо удалить с них слой старой краски.
Также эффективно будет использование специальных красок для труб и радиаторов, имеющих низкое сопротивление теплопередаче. Чтобы радиатор обеспечивал максимальную мощность, его нужно правильно смонтировать. Среди наиболее распространенных ошибок в монтаже радиаторов специалисты выделяют наклон батареи, установку слишком близко к полу или стене, перекрытие радиаторов неподходящими экранами или предметами интерьера
.

Правильный и неправильный монтаж Для повышения эффективности можно также провести ревизию внутренней полости радиатора. Часто при подключении батареи к системе остаются заусенцы, на которых со временем образуется засор, препятствующий движению теплоносителя. Еще одним способом обеспечения максимально отдачи является монтаж на стену за радиатором теплоотражающего экрана из фольгированного материала. Особенно эффективен данный способ при усовершенствовании радиаторов, установленных на наружных стенах здания.

 

Недорогая перезаряжаемая алюминий-ионная батарея без дендритов с превосходными характеристиками

Водные алюминиево-ионные аккумуляторные батареи (AAIB) привлекли большое внимание благодаря своей высокой теоретической емкости, высокой объемной плотности энергии и низкой цене. Однако не так много полных водных аккумуляторов было успешно разработано из-за низкого стандартного восстановительного потенциала Al 3+ (-1,68 В по сравнению со стандартным водородным электродом , ниже, чем H + ) в водных растворах. .В этом исследовании мы выделяем недорогой водно-солевой электролит (AlCl 3 · 6H 2 O), который может расширить окно электрохимической стабильности AAIB примерно до 4 В. Мы предлагаем полностью алюминиево-ионный аккумулятор (AIB), использующий такой водный электролит. Его емкость достигла 165 мАч g −1 при 500 мА g −1 (3C), и он продемонстрировал кулоновский КПД более 95% последовательно в течение 1000 циклов. Кроме того, разработанная нами водно-ионная аккумуляторная батарея является недорогой (стоимость электролита составляет примерно 2% от стоимости традиционного электролита для алюминиево-ионных аккумуляторов) и не содержит дендритов в отрицательном электроде на протяжении всех испытаний.

У вас есть доступ к этой статье

Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуйте снова?

Seawater может обеспечить практически неограниченное количество критически важного материала для батарей | Наука

Бум продаж электромобилей стимулировал растущий спрос на литий.Но легкого металла, необходимого для производства аккумуляторных батарей с полным комплектом питания, не так много. Теперь исследователи сообщают о важном шаге на пути к практически безграничному запасу лития: вытягиванию его прямо из морской воды.

«Это означает существенный прогресс» в данной области, — говорит Чан Ук Чой, инженер-химик из Сеульского национального университета, который не принимал участия в работе. Он добавляет, что этот подход также может оказаться полезным для регенерации лития из использованных батарей.

Литий ценится для аккумуляторов, потому что он сохраняет больше энергии по весу, чем другие материалы для аккумуляторов.Производители используют более 160 000 тонн материала каждый год, и ожидается, что это число вырастет почти в 10 раз в течение следующего десятилетия. Но запасы лития ограничены и сосредоточены в нескольких странах, где металл либо добывают, либо извлекают из соленой воды.

Дефицит лития вызывает опасения, что нехватка лития в будущем может привести к резкому росту цен на батареи и остановить рост электромобилей и других литиевых технологий, таких как Tesla Powerwall, стационарные батареи, часто используемые для хранения солнечной энергии на крышах домов.

Морская вода может прийти на помощь. Мировой океан содержит около 180 миллиардов тонн лития. Но он разбавлен, его содержание составляет примерно 0,2 части на миллион. Исследователи изобрели множество фильтров и мембран, чтобы попытаться избирательно извлекать литий из морской воды. Но эти усилия основаны на испарении большей части воды для концентрирования лития, что требует значительного землепользования и времени. На сегодняшний день такие усилия не оказались экономичными.

Чой и другие исследователи также пытались использовать электроды литий-ионной батареи для извлечения лития непосредственно из морской воды и рассолов без необходимости предварительного испарения воды.Эти электроды состоят из многослойных слоистых материалов, предназначенных для улавливания и удержания ионов лития в качестве заряда батареи. В морской воде отрицательное электрическое напряжение, приложенное к электроду захвата лития, притягивает ионы лития к электроду. Но он также втягивает натрий, химически подобный элемент, которого в морской воде примерно в 100000 раз больше, чем лития. Если два элемента проталкиваются в электрод с одинаковой скоростью, натрий почти полностью вытесняет литий.

Чтобы обойти эту проблему, исследователи во главе с И Цуй, ученым-материаловедом из Стэнфордского университета, искали способы сделать электродные материалы более селективными.Сначала они покрыли электрод тонким слоем диоксида титана в качестве барьера. Поскольку ионы лития меньше натрия, им легче проникнуть в сэндвич с электродами.

Исследователи также изменили способ контроля электрического напряжения. Вместо того, чтобы прикладывать к электроду постоянное отрицательное напряжение, как это делали другие, они включали его циклически. Сначала подавали отрицательное напряжение, а потом ненадолго его отключили. Затем они приложили положительное напряжение, снова выключили его и повторили цикл.

Изменение напряжения, объясняет Куи, заставляет ионы лития и натрия перемещаться в электрод, останавливаться, а затем возвращаться обратно, когда ток меняется на противоположное. Однако, поскольку электродный материал имеет немного большее сродство к литию, чем к натрию, ионы лития первыми попадают в электроды и уходят последними. Таким образом, повторение этого цикла приводит к концентрации лития в электроде. После 10 таких циклов, продолжавшихся всего несколько минут, Куй и его коллеги получили соотношение лития к натрию один к одному, они сообщают в этом месяце в Джоулях .

«По крайней мере, это удваивает селективность» по сравнению с предыдущими попытками использовать аккумуляторные электроды для сбора лития, — говорит Чонг Лю, ученый-материаловед из Чикагского университета, который ранее работал докторантом в лаборатории Цуй.

По словам Лю, продвижение по-прежнему не будет достаточно дешевым, чтобы конкурировать с добычей лития на суше. Однако она говорит, что ее группа пытается повысить селективность, используя другие типы электродов литий-ионных аккумуляторов.

Чой добавляет, что этот подход также может оказаться полезным для извлечения лития из выброшенных батарей, давая металлу вторую жизнь и потенциально повышая господство электромобилей.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

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 своего 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 проконсультироваться с системным администратором.

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 файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах 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.

может заменить бензин на основе алюминия и воздуха — Новости о хранении энергии, батареях, изменении климата и окружающей среде

Мы привыкли водить автомобили и гибриды, где сжигаем бензин и добавляем больше топлива, чтобы продолжить путешествие. Традиционно перезаряжаемые батареи развивались по другому пути. Мы регенерируем энергию, хотя они тоже со временем изнашиваются. Технология «алюминий-воздух» объединяет эти потоки мыслей. Что, если, как утверждается, мы вставим новую деталь, когда она изнашивается.

Алюминий-воздушный элемент питания: Energy.Gov: Public Domain

Основные компоненты алюминиево-воздушных батарей

Начиная с ближнего края изображения, серебристая алюминиевая пластина служит как отрицательным выводом, так и жертвенным топливом. Когда воздух и водный раствор едкого натра циркулируют по катоду, они образуют гидроксил-ионы. Эти ионы содержат равные части атомов водорода и кислорода, отсюда и название.

Гидроксил-ионы реагируют с алюминиевой пластиной через сепаратор с образованием электричества.Исследователи утверждают, что алюминиевые воздушные батареи обеспечивают 4,25 киловатта энергии на килограмм израсходованного алюминия. Они считают, что 60 таких ячеек могут привести в движение автомобиль с пятью пассажирами, движущийся со скоростью 55 миль в час на расстояние 250 миль, не требуя пополнения. Это в 10-15 раз больше мощности свинцово-кислотной батареи.

Итак, почему литий-ионные батареи по-прежнему являются нормой

Дьявол все еще в деталях. По идее, с алюминиево-воздушными батареями стоит поторговаться. Жертвенная алюминиевая пластина стоит дешево, если мы ее утилизируем.Исходя из этого, килограмм материала, производящего 4,25 киловатта энергии, может стоить всего лишь доллар. Это должно сделать эти батареи естественными кандидатами для электромобилей, а также выбить литий-ионные.

Остается проблема со стоимостью катодов. Они состоят из токосъемника из никелевой сетки, реактивного слоя углерода с катализатором и пористой пленки, предотвращающей утечку электролита. В противном случае конструкция могла бы хорошо служить мобильным телефонам и ноутбукам в дополнение к приложениям ИБП.Однако на данный момент алюминиево-воздушные батареи остаются в основном в военной сфере.

Связанные

Алюминиево-графитовые батареи Challenge Lithium

Что такое катод батареи?

Прорывные исследования делают переработку аккумуляторов более экономичной

Литий-ионные аккумуляторы — это двигатель нашего технологического настоящего и будущего. Они питают портативную электронику, такую ​​как смартфоны, ноутбуки и электромобили (EV), популярность которых растет.Но растущее использование литий-ионных аккумуляторов, особенно в автомобилях, опередило технологию их переработки. Теперь ученые из ReCell Center — первого в стране центра исследований и разработок в области передовой утилизации аккумуляторов со штаб-квартирой в Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики (DOE) — сделали важное открытие, которое устраняет одно из самых больших препятствий на пути к созданию переработка литий-ионных аккумуляторов экономически выгодна.

Используемые сегодня процессы рециркуляции позволяют извлекать металлы в формах, не представляющих особой ценности для производителей аккумуляторов.На горизонте маячит огромная проблема: менее чем через десять лет исследователи прогнозируют, что ежегодно будет выводиться из эксплуатации два миллиона тонн литий-ионных аккумуляторов электромобилей с истекшим сроком службы. Количество изношенных аккумуляторных батарей для электромобилей в настоящее время невелико, но скоро оно значительно возрастет, поскольку более старые модели автомобилей достигают конца своего срока службы, а существующая инфраструктура утилизации не готова к их притоку.

«Если аккумуляторная промышленность собирается покупать переработанный катодный материал для повторного использования в новых батареях, они не собираются жертвовать чистотой.»- Джессика Дарем, материаловед из Аргонна и соавтор исследования

.

Исследователи из Мичиганского технологического университета (MTU), входящие в команду ReCell, разработали инновационный процесс разделения ценных материалов, из которых состоит катод, положительно заряженный электрод батареи.

Ученые из исследовательского центра материаловедения в Аргонне расширяют масштабы инновационного процесса сепарации MTU, открывая путь к крупномасштабной переработке аккумуляторов электромобилей.Поскольку катодные материалы аккумуляторов электромобилей различаются в зависимости от производителя и года выпуска, переработчик должен использовать смесь оксидов металлического лития — оксида лития-кобальта, оксида лития-никеля, кобальта-кобальта, оксида лития-никеля, кобальта-алюминия, фосфата лития-железа и т. Д. — и отделить каждый, чтобы эти материалы можно было использовать повторно. Эта когда-то невыполнимая задача внезапно кажется выполнимой.

Замыкает цикл прямая переработка и повторное использование катодных материалов батарей. (Изображение предоставлено ReCell Center.

В новой статье, опубликованной в рецензируемом научном журнале Energy Technology, исследователи MTU и ReCell подробно описывают свое открытие: метод разделения отдельных материалов катода с использованием нового подхода к старому процессу, называемому пенной флотацией.

Используемая в течение многих лет в горнодобывающей промышленности для разделения и очистки руд, пенная флотация разделяет материалы во флотационном резервуаре в зависимости от того, отталкивают ли они воду и всплывают, или поглощают воду и тонут. Обычно катодные материалы тонут, что затрудняет их отделение друг от друга.Это верно в отношении оксида лития, никеля, марганца, кобальта (NMC111) и оксида лития-марганца (LMO), двух распространенных катодных материалов для электромобилей, которые команда ReCell использовала в своих экспериментах. Исследователи обнаружили, что разделения можно достичь, заставив один из катодных материалов, NMC111, плавать путем введения химического вещества, которое заставляет целевой материал отталкивать воду.

После того, как материалы катода были разделены, исследователи определили путем тестирования, что процесс оказал незначительное влияние на электрохимические характеристики материалов.Оба они также имели высокий уровень чистоты (95 процентов или выше).

«Это очень важно, — говорит Джессика Дарем, ученый-материаловед из Аргонна и соавтор исследования, — потому что, если аккумуляторная промышленность собирается покупать переработанный катодный материал для повторного использования в новых батареях, они не собираются жертвовать. чистота ».

Исследование связано с миссией ReCell Center по развитию менее энергоемких методов обработки и улавливанию ценных материалов для прямой переработки — восстановления, регенерации и повторного использования компонентов батареи напрямую, без нарушения химической структуры.Центр является результатом сотрудничества Аргоннской национальной лаборатории возобновляемой энергии Министерства энергетики и Национальной лаборатории Ок-Ридж, Мичиганского технологического университета, Калифорнийского университета в Сан-Диего и Вустерского политехнического института.

Открытие

ReCell обещает иметь широкие последствия, такие как снижение затрат на переработку литий-ионных батарей; стимулирование роста прибыльного рынка вторичной переработки литий-ионных аккумуляторов с истекшим сроком службы; снижение стоимости электромобилей как для производителей, так и для потребителей; предоставление Соединенным Штатам возможности конкурировать в мировой индустрии утилизации аккумуляторов; усиление U.S. энергетическая независимость за счет увеличения использования отечественных источников переработанных аккумуляторных материалов; и снижение зависимости США от зарубежных источников материалов.

Но на данный момент команда ReCell Center сосредоточена на создании, шаг за шагом, полного процесса переработки литий-ионных батарей, который является экономически жизнеспособным. Только тогда он получит широкое распространение.

«Какой бы метод ни использовался для этой переработки, переработчик должен иметь возможность получать от этого прибыль», — говорит Дарем. «Мы объединяем шаги, зная, что, в конце концов, весь процесс должен быть прибыльным.”

Среди других соавторов исследования в Аргонне — Альберт Липсон, главный ученый-материаловед, и Харука Пинегар, научный сотрудник, получивший докторскую степень.

Это исследование и Центр ReCell финансируются Управлением по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии Министерства энергетики США и Управлением автомобильных технологий.

Миссия

EERE заключается в ускорении исследований, разработок, демонстрации и развертывания технологий и решений для справедливого перехода Америки к нулевым выбросам парниковых газов в масштабах всей экономики не позднее 2050 года, а также в обеспечении выгод от чистой энергии для всех американцев, создавая хорошо оплачиваемые рабочие места для американского народа — особенно рабочих и сообществ, пострадавших от энергетического перехода, а также тех, кто исторически недостаточно обслуживается энергетической системой и перегружен загрязнением.

Что такое алюминиевый аккумулятор? — Определение с сайта WhatIs.com

К

Алюминиевая батарея — это перезаряжаемый накопитель энергии, который питается от взаимодействия между алюминиевым анодом и катодом, который использует другое вещество, такое как воздух или графит.

По большей части, технологии алюминиевых аккумуляторов дали рабочие модели, но они еще не попали на потребительский рынок. Исследователи из Стэнфордского университета разработали легкую алюминиево-графитовую батарею, которая заряжается быстрее, дольше работает от одной зарядки и безопаснее в использовании, чем литий-ионные (Li-Ion) батареи.У устройства есть много потенциальных приложений, включая смартфоны и ноутбуки, электросеть и гибкие дисплеи.

Алюминиево-графитовая батарея состоит из полимеризованного пакета, содержащего алюминиевый анод и графитовый катод в ионной жидкой соли. Алюминиево-графитовые батареи гибкие и стабильные: они не загорятся, даже если их проткнуть. Батареи могут заряжаться всего за минуту и ​​предлагают циклы зарядки в диапазоне 7500 до разрушения — намного больше, чем 1000 циклов литий-ионных аккумуляторов.Однако эти батареи еще не лишены предосторожности: в настоящее время они имеют гораздо более низкую удельную мощность, чем литий-ионные, что означает, что для приложений с более высокой мощностью батареи становятся очень тяжелыми.

В 2014 году израильский стартап Phinergy анонсировал алюминиево-воздушную батарею, предназначенную для продления поездок на электромобилях. Батарея Phinergys обеспечивает в восемь раз больший пробег, чем автомобильный литий-ионный аккумулятор, и к тому же легче. Аккумулятор автомобиля залит чистой водой. Тогда автомобиль может проехать до 100 миль с доливом воды.Однако анодные пластины из алюминия довольно дороги, что в основном привело к тому, что устройства были ограничены для использования в военных целях. Еще одна проблема с анодными пластинами заключается в том, что они в конечном итоге разлагаются до оксида алюминия, который трудно переработать обратно в алюминий, что делает конструкцию менее устойчивой.

См. Видеоролик об алюминиево-графитовой батарее Stanford:

Последнее обновление: апрель 2015 г.

Продолжить чтение об алюминиевой батарее

аккумуляторов | Безграничная химия

Сухая батарея

Сухая батарея использует иммобилизованный электролит, который сводит к минимуму влажность и обеспечивает превосходную портативность.

Цели обучения

Обсудите рабочие компоненты сухой аккумуляторной батареи и их основные преимущества

Ключевые выводы

Ключевые моменты
  • Батарея содержит электрохимические элементы, которые могут накапливать химическую энергию для преобразования в электрическую.
  • Батарея с сухими элементами накапливает энергию в виде иммобилизованной электролитной пасты, что сводит к минимуму потребность в воде.
  • Распространенные примеры батарей с сухими элементами включают угольно-цинковые батареи и щелочные батареи.
Ключевые термины
  • катод : электрод электрохимической ячейки, на котором происходит восстановление.
  • электролит : Вещество, которое в растворе или в расплавленном состоянии ионизирует и проводит электричество.
  • анод : электрод электрохимической ячейки, на которой происходит окисление.

Определение сухой ячейки

В электричестве аккумулятор — это устройство, состоящее из одной или нескольких электрохимических ячеек, которые преобразуют накопленную химическую энергию в электрическую.Сухая ячейка — это один из многих общих типов электрохимических ячеек.

В сухом элементе электролит иммобилизован в виде пасты с достаточным количеством влаги для протекания тока. В отличие от влажного элемента, сухой элемент может работать в любой ориентации, не проливаясь, так как он не содержит свободной жидкости. Эта универсальность делает его пригодным для портативного оборудования. Для сравнения: первые батареи с жидкими элементами обычно представляли собой хрупкие стеклянные контейнеры со свинцовыми стержнями, свисающими с открытого верха. Поэтому с ними нужно было осторожно обращаться, чтобы избежать утечки.Разработка батарей с сухими элементами позволила значительно повысить безопасность и портативность батарей.

Обычная сухая батарея — это угольно-цинковая батарея, в которой используется элемент, который иногда называют элементом Лекланше. Ячейка состоит из внешнего цинкового контейнера, который действует как анод. Катод представляет собой центральный углеродный стержень, окруженный смесью углерода и диоксида марганца (IV) (MnO 2 ). Электролит представляет собой пасту из хлорида аммония (NH 4 Cl). Волокнистая ткань разделяет два электрода, а латунный штифт в центре ячейки проводит электричество во внешнюю цепь. — \ rightarrow 2 \ text {NH} _3 (\ text {g}) + \ text {H} _2 (\ text {g}) [/ latex]

Оксид марганца (IV) в ячейке удаляет водород, производимый хлоридом аммония, в соответствии со следующей реакцией:

[латекс] 2 \ text {MnO} _2 (\ text {s}) + \ text {H} _2 (\ text {g}) \ rightarrow \ text {Mn} _2 \ text {O} _3 (\ text { s}) + \ text {H} _2 \ text {O} (\ text {l}) [/ latex]

Совместный результат этих двух реакций имеет место на катоде.- [/ латекс]

Следовательно, общее уравнение для ячейки:

[латекс] \ text {Zn} (\ text {s}) + 2 \ text {MnO} _2 (\ text {s}) + 2 \ text {NH} _4 (\ text {aq}) \ rightarrow \ text {Mn} _2 \ text {O} _3 (\ text {s}) + \ text {H} _2 \ text {O} (\ text {l}) + \ text {Zn} _2 + 2 \ text {NH} _3 (\ text {g}) [/ latex]

Потенциал для указанной выше реакции составляет 1,50 В.

Другим примером сухих элементов питания является щелочная батарея. Щелочные батареи почти такие же, как угольно-цинковые батареи, за исключением того, что в качестве электролита используется гидроксид калия (КОН), а не хлорид аммония.В некоторых более современных типах так называемых «высокомощных» батарей, которые имеют гораздо меньшую емкость, чем стандартные щелочные батареи, хлорид аммония заменен хлоридом цинка.

Ртутная батарея

Батареи

Mercury были обычными электрохимическими батареями, которые были выведены из массового использования в США в соответствии с Законом о батареях 1996 года.

Цели обучения

Обсудить применение ртутно-оксидной батареи

Ключевые выводы

Ключевые моменты
  • Ртутные батареи были очень распространены в 20 веке и использовались во многих обычных малых и больших приборах.
  • Преимущества ртутной батареи включают длительный срок хранения и стабильное выходное напряжение.
  • В ртутных батареях в качестве катода с цинковым анодом используется соединение ртути.
  • Наряду с другими батареями, которые основаны на тяжелых металлах, ртутные батареи были постепенно выведены из обращения в соответствии с Законом о батареях, направленным на уменьшение воздействия одноразовых батарей на окружающую среду.
Ключевые термины
  • анод : электрод электрохимической ячейки, на которой происходит окисление.
  • электролит : Вещество, которое в растворе или в расплавленном состоянии ионизирует и проводит электричество.
  • катод : электрод электрохимической ячейки, на котором происходит восстановление.

Ртутная батарея, также называемая батареей из оксида ртути или ртутным элементом, представляет собой неперезаряжаемую электрохимическую батарею. Эти батареи использовались в форме кнопочных элементов для часов, слуховых аппаратов и калькуляторов, а также в более крупных формах для других устройств, включая рации.

Батарейка для часов Mercury : Батарейки Mercury удобны из-за своего размера. Это маленькая ртутная батарейка для часов.

Батареи

Mercury имеют преимущества длительного срока хранения до 10 лет и стабильного выходного напряжения. Хотя эти батареи были очень распространены в середине 20-го века, Закон об управлении ртутьсодержащими и перезаряжаемыми батареями (Закон о батареях), принятый в США в 1996 году, в значительной степени отказался от ртутных батарей из-за экологических проблем.

В батареях

Mercury в качестве катода используется либо чистый оксид ртути, либо смесь оксида ртути с диоксидом марганца. Ячейки с оксидом ртути сконструированы с цинковым анодом, катодом из оксида ртути и гидроксидом калия или гидроксидом натрия в качестве электролита. Поскольку оксид ртути не является проводником, с ним примешивается немного графита. Это помогает предотвратить скопление ртути в крупные капли. Во время разряда цинк окисляется до оксида цинка, а оксид ртути восстанавливается до элементарной ртути.В элемент помещается немного дополнительного количества оксида ртути, чтобы предотвратить выделение газообразного водорода в конце срока его службы.

В ртутных батареях в качестве электролита используется гидроксид натрия или гидроксид калия. Ячейки с гидроксидом натрия имеют почти постоянное напряжение при низких токах разряда, что делает их идеальными для слуховых аппаратов, калькуляторов и электронных часов. Ячейки с гидроксидом калия, в свою очередь, обеспечивают постоянное напряжение при более высоких токах, что делает их пригодными для приложений, требующих скачков тока, таких как фотоаппараты со вспышкой и часы с подсветкой.Ячейки с гидроксидом калия также лучше работают при более низких температурах.

Закон о батареях

В 1996 году в США был принят Закон о ртутьсодержащих и аккумуляторных батареях (Закон о батареях; публичный закон 104–142). Предполагаемая цель закона заключалась в сокращении содержания тяжелых металлов в бытовых отходах, водотоках и грунтовых водах. Это произошло в результате утилизации ртути в одноразовых батареях, а также других токсичных металлов, таких как свинец из свинцово-кислотных батарей и кадмия в аккумуляторных батареях.Таким образом, закон стремился поэтапно отказаться от использования ртути в батареях из-за нанесенного ею ущерба окружающей среде.

Свинцовая аккумуляторная батарея

Свинцово-кислотные батареи

обеспечивают высокие токи и сохраняют заряд в течение длительного времени, что делает их незаменимыми для транспортных средств.

Цели обучения

Вспомните химическую реакцию, которая происходит в свинцовых аккумуляторных батареях

Ключевые выводы

Ключевые моменты
  • Свинцово-кислотные батареи, также известные как свинцовые аккумуляторные батареи, могут накапливать большой заряд и обеспечивать высокий ток в течение коротких периодов времени.
  • Базовая конструкция свинцово-кислотных аккумуляторов не претерпела существенных изменений с 1859 года, когда их спроектировал Планте, хотя некоторые улучшения были внесены Форе.
  • Свинцово-кислотные аккумуляторы можно заряжать, что важно при их использовании в автомобилях.
  • Разрядка накопленной энергии зависит от того, как положительная, так и отрицательная пластины превращаются в сульфат свинца (II), а электролит теряет большую часть растворенной серной кислоты.
Ключевые термины
  • лигносульфонат : водорастворимые анионные полиэлектролитные полимеры; они являются побочными продуктами производства древесной массы с использованием сульфитной варки.

Свинцовые батареи

Свинцовая аккумуляторная батарея, также известная как свинцово-кислотная батарея, является самым старым типом аккумуляторных батарей и одним из наиболее распространенных устройств хранения энергии. Эти батареи были изобретены в 1859 году французским физиком Гастоном Планте, и они до сих пор используются во множестве приложений. Большинство людей привыкло использовать их в транспортных средствах, где они могут обеспечивать высокие токи для запуска двигателя.

Хотя батареи надежны, их срок службы ограничен, они тяжелы при транспортировке и содержат токсичные материалы, которые требуют специальных методов удаления по окончании срока службы.Свинцово-кислотные батареи имеют умеренную удельную мощность и хорошее время отклика. В зависимости от используемой технологии преобразования энергии батареи могут перейти от приема энергии к мгновенной подаче энергии. Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи подвержены влиянию температуры и должны поддерживаться в надлежащем состоянии для достижения максимального срока службы.

Разработка свинцовой батареи

В конструкции свинцово-кислотного элемента Планте положительная и отрицательная пластины были сделаны из двух спиралей свинцовой фольги, разделенных листом ткани и свернутых в спираль.Ячейки изначально были малой вместимостью. Требовался медленный процесс «формовки» для коррозии свинцовой фольги, образования диоксида свинца на пластинах и придания им шероховатости для увеличения площади поверхности. Пластины Планте все еще используются в некоторых стационарных приложениях, где на пластинах имеются механические канавки для увеличения площади поверхности.

Свинцовая аккумуляторная батарея : Схема, показывающая, как свинцовая аккумуляторная батарея состоит из шести последовательно соединенных двухвольтовых элементов. Также показан состав каждой ячейки.

Конструкция из клееных пластин Камиллы Альфонса Фор типична для современных автомобильных аккумуляторов. Каждая пластина состоит из прямоугольной свинцовой сетки. Отверстия решетки заполнены пастой из красного свинца и 33-процентной разбавленной серной кислоты. Эта пористая паста позволяет кислоте реагировать со свинцом внутри пластины, что увеличивает площадь поверхности. После высыхания пластины складываются с помощью подходящих разделителей и вставляются в аккумуляторный контейнер. Обычно используется нечетное количество пластин, на одну отрицательную пластину больше, чем положительной.Каждая альтернативная пластина подключается.

Паста содержит технический углерод, сульфат бария и лигносульфонат. Сульфат бария действует как затравочный кристалл для реакции сульфата свинца в свинец. Лигносульфонат предотвращает образование твердой массы отрицательной пластиной во время цикла разряда, а вместо этого позволяет формировать длинные игольчатые кристаллы. Технический углерод противодействует эффекту ингибирования образования, вызванному лигносульфонатами.

Химия разряда

В разряженном состоянии как положительная, так и отрицательная пластины становятся сульфатом свинца (II) (PbSO 4 ).Электролит теряет большую часть растворенной серной кислоты и превращается в основном в воду. Процесс разряда управляется проводимостью электронов от отрицательной пластины обратно в ячейку на положительной пластине во внешней цепи.

Отрицательная реакция пластины: Pb (s) + HSO 4 (вод.) → PbSO 4 (s) + H + (вод.) + 2e

Положительная реакция пластины: PbO 2 (с) + HSO 4 (водный) + 3H + (водный) + 2e → PbSO 4 (с) + 2H 2 O (л)

Комбинируя эти две реакции, можно определить общую реакцию:

Pb (с) + PbO 2 (с) + 2H + (вод.) + 2HSO 4 (вод.) → 2PbSO 4 (с) + 2H 2 O (л)

Зарядная химия

Аккумулятор этого типа можно перезаряжать.В заряженном состоянии каждая ячейка содержит отрицательные пластины из элементарного свинца (Pb) и положительные пластины из оксида свинца (IV) (PbO 2 ) в электролите примерно 4,2 М серной кислоты (H 2 SO 4 ). . Процесс зарядки осуществляется за счет принудительного удаления электронов с положительной пластины и принудительного введения их в отрицательную пластину источником заряда.

Отрицательная реакция пластины: PbSO 4 (с) + H + (вод.) + 2e → Pb (с) + HSO 4 (вод.)

Положительная реакция пластины: PbSO 4 (с) + 2H 2 O (л) → PbO 2 (с) + HSO 4 (водн.) + 3H + (водн.) + 2e

Объединение этих двух реакций дает полную реакцию, обратную реакции разряда:

2PbSO 4 (с) + 2H 2 O (л) → Pb (с) + PbO 2 (с) + 2H + (водн.) + 2HSO 4 (водн.)

Обратите внимание, что реакция зарядки прямо противоположна реакции разряда.

Другие аккумуляторные батареи

Спрос на многие разновидности аккумуляторных батарей обусловлен их более низкой стоимостью и меньшим воздействием на окружающую среду.

Цели обучения

Обсудить общие характеристики аккумуляторных батарей

Ключевые выводы

Ключевые моменты
  • Перезаряжаемые батареи накапливают энергию за счет обратимой химической реакции, которая позволяет снова сохранять заряд после разряда батареи.
  • Перезаряжаемые батареи имеют более низкую общую стоимость использования и меньшее воздействие на окружающую среду, чем одноразовые батареи, что может быть причиной того, что спрос на аккумуляторные батареи в США растет намного быстрее, чем спрос на неперезаряжаемые батареи.
  • Обычные типы аккумуляторных батарей: свинцово-кислотные, никель-кадмиевые (NiCd), никель-металлогидридные (NiMH), литий-ионные (Li-ion), литий-ионные полимерные (LiPo) и перезаряжаемые щелочные батареи.
Ключевые термины
  • вторичный элемент : электрический элемент, который можно перезаряжать, поскольку он преобразует химическую энергию в электрическую с помощью обратимой химической реакции.
  • плотность энергии : количество энергии, которое может быть сохранено по отношению к объему батареи.

Аккумуляторы

Перезаряжаемый аккумулятор — это тип электрического аккумулятора, который состоит из одного или нескольких электрохимических элементов. Он известен как вторичный элемент, потому что его электрохимические реакции электрически обратимы. Другими словами, после того, как накопленный заряд был истощен, химические реакции батареи могут произойти снова, в обратном порядке, чтобы сохранить новый заряд.Спрос на аккумуляторные батареи в США растет вдвое быстрее, чем спрос на неперезаряжаемые батареи, отчасти потому, что аккумуляторные батареи оказывают меньшее воздействие на окружающую среду и общую стоимость использования, чем одноразовые.

В приложениях для хранения энергии в сети

используются перезаряжаемые батареи для выравнивания нагрузки. Выравнивание нагрузки включает в себя хранение электроэнергии для использования в период пиковой нагрузки. Заряжая батареи в периоды низкого потребления электроэнергии для использования в периоды высокого спроса, выравнивание нагрузки помогает устранить необходимость в дорогостоящих пиковых электростанциях и помогает снизить стоимость генераторов в течение большего количества часов работы.

Конструкция аккумуляторной батареи

Как и все батареи, аккумуляторные батареи состоят из анода, катода и электролита. Во время зарядки материал анода окисляется, образуя электроны, а катод восстанавливается, потребляя электроны.

Зарядка аккумулятора : Схема зарядки аккумулятора.

Эти электроны составляют ток во внешней цепи. Электролит может служить простым буфером для внутреннего потока ионов между электродами, как в литий-ионных и никель-кадмиевых элементах, или он может быть активным участником электрохимической реакции, как в свинцово-кислотных элементах.

Типы аккумуляторных батарей

В аккумуляторных батареях обычно используется несколько различных комбинаций химикатов. Различные типы включают свинцово-кислотные, никель-кадмиевые (NiCd), никель-металлогидридные (NiMH), литий-ионные (Li-ion), литий-ионные полимерные (LiPo) и перезаряжаемые щелочные батареи.

Свинцово-кислотные батареи

Свинцово-кислотные батареи, изобретенные в 1859 году французским физиком Гастоном Планте, являются старейшим типом аккумуляторных батарей. Их способность обеспечивать высокие импульсные токи означает, что элементы поддерживают относительно большое отношение мощности к весу.Эти особенности, наряду с их низкой стоимостью, делают их привлекательными для использования в автомобилях, требующих больших токов.

Никель-металлогидридные батареи

Никель-металлогидридная батарея, сокращенно NiMH или Ni-MH, очень похожа на никель-кадмиевый элемент (NiCd). В NiMH батареях используются положительные электроды из оксигидроксида никеля (NiOOH), как и в NiCd, но в отрицательных электродах вместо кадмия используется сплав, поглощающий водород. Аккумулятор NiMH может иметь емкость в два-три раза больше, чем аккумулятор NiCd аналогичного размера, а его плотность энергии приближается к плотности литий-ионного элемента.

Литий-ионные батареи

Литий-ионная батарея — это семейство перезаряжаемых батарей, в которых ионы лития перемещаются от отрицательного электрода к положительному во время разряда и обратно при зарядке. Отрицательный электрод обычного литий-ионного элемента сделан из углерода. Положительный электрод представляет собой оксид металла, а электролит представляет собой соль лития в органическом растворителе. Это один из самых популярных типов аккумуляторных батарей для портативной электроники, с одной из лучших плотностей энергии и лишь медленной потерей заряда, когда они не используются.Литий-ионные аккумуляторы дороже никель-кадмиевых аккумуляторов, но работают в более широком диапазоне температур, при этом они меньше и легче. Они хрупкие и поэтому нуждаются в схеме защиты для ограничения пиковых напряжений.

Литий-ионные полимерные батареи

Литий-ионные полимерные (LiPo) батареи

обычно состоят из нескольких идентичных вторичных элементов, включенных параллельно, чтобы увеличить ток разряда. Они часто доступны в серии «упаковок» для увеличения общего доступного напряжения.Их основное отличие от литий-ионных аккумуляторов заключается в том, что их электролит из литиевой соли не содержится в органическом растворителе. Вместо этого он находится в твердом полимерном композите, таком как полиэтиленоксид или полиакрилонитрил. Преимущества LiPo по сравнению с литий-ионной конструкцией включают потенциально более низкую стоимость производства, приспособляемость к большому разнообразию форм упаковки, надежность и прочность. Их главный недостаток — меньший заряд.

Щелочные батареи

Существуют также перезаряжаемые формы щелочных батарей, которые представляют собой тип первичных батарей, зависящих от реакции между цинком (Zn) и диоксидом марганца (MnO 2 ).Они производятся полностью заряженными и способны сохранять заряд в течение многих лет, дольше, чем большинство никель-кадмиевых и никель-металлгидридных аккумуляторов, которые саморазряжаются. Перезаряжаемые щелочные батареи также могут иметь высокую эффективность перезарядки и оказывать меньшее воздействие на окружающую среду, чем одноразовые элементы.

Литий-ионная батарея

Литий-ионные батареи

— это перезаряжаемые батареи, обычно используемые в бытовой электронике; они полагаются на миграцию Li + .

Цели обучения

Обсудите химические превращения, происходящие в литий-ионной батарее во время зарядки и разрядки

Ключевые выводы

Ключевые моменты
  • Превосходная плотность энергии, отсутствие эффекта памяти и только медленная потеря заряда, когда они не используются, делают литий-ионные батареи обычным явлением для использования в бытовой электронике, военных, электромобилях и аэрокосмической промышленности.
  • Анод обычно представляет собой литийсодержащее соединение, а катод обычно представляет собой углеродсодержащее соединение.
  • Реакция разрядки основана на том, что ион лития из электролита извлекается с катода и перемещается к аноду, в то время как в реакции зарядки верно обратное.
Ключевые термины
  • анод : электрод электрохимической ячейки, на которой происходит окисление.
  • катод : электрод электрохимической ячейки, на котором происходит восстановление.
  • электролит : Вещество, которое в растворе или в расплавленном состоянии ионизирует и проводит электричество.
Литий-ионные батареи

(литий-ионные батареи или LIB) представляют собой семейство перезаряжаемых батарей, в которых ионы лития перемещаются от отрицательного электрода к положительному во время разряда. Ионы движутся по обратному пути, когда батарея заряжается. В литий-ионных батареях в качестве электродного материала используется соединение лития.

Применение литий-ионных батарей

Литий-ионные батареи

широко используются в бытовой электронике.Они являются одними из самых популярных типов аккумуляторных батарей для портативной электроники, потому что они имеют одну из лучших плотностей энергии и только медленную потерю заряда, когда они не используются.

Литий-ионный аккумулятор для ноутбука : Литий-ионный аккумулятор подходит для использования в портативной электронике, включая ноутбуки.

Помимо бытовой электроники, LIB также становятся все более популярными для военных, электромобилей и аэрокосмической отрасли. Исследования дают поток улучшений традиционной технологии LIB с упором на плотность энергии, долговечность, стоимость и безопасность.

Типы литий-ионных батарей

Химический состав, производительность, стоимость и характеристики безопасности зависят от типа LIB. В портативной электронике в основном используются LIB на основе оксида лития-кобальта (LCO), которые обладают высокой плотностью энергии, но имеют хорошо известные проблемы безопасности, особенно при повреждении. Литий-железо-фосфатные (LFP), литиево-марганцевые (LMO) и литий-никель-марганцево-кобальтовые (LiNMC) батареи имеют более низкую плотность энергии, но более длительный срок службы и внутреннюю безопасность. Эти химические составы или химические составы широко используются для питания электрических инструментов и медицинского оборудования.

Зарядка и разрядка

Три участника электрохимических реакций в литий-ионной батарее — это анод, катод и электролит. И анод, который представляет собой литийсодержащее соединение, и катод, который представляет собой углеродсодержащее соединение, являются материалами, в которые ионы лития могут мигрировать. Электролит представляет собой соль лития в органическом растворителе. Когда литиевая ячейка разряжается, положительный ион лития извлекается из катода и вставляется в анод, высвобождая накопленную энергию в процессе.Когда аккумулятор заряжается, происходит обратное.

Материалы для катодов и анодов

Самый популярный катодный материал — графит. Анод обычно представляет собой один из трех материалов: слоистый оксид (например, оксид лития-кобальта), полианион (например, фосфат лития-железа) или шпинель (например, оксид лития-марганца). Электролит обычно представляет собой смесь органических карбонатов, таких как этиленкарбонат или диэтилкарбонат, содержащих комплексы ионов лития.

В литий-ионной батарее ионы лития транспортируются к катоду или аноду и от них. Переходный металл, кобальт (Co), окисляется с Co 3+ до Co 4+ во время зарядки и восстанавливается с Co 4+ до Co 3+ во время разряда.

Топливные элементы

Топливные элементы — отличная альтернатива батареям, но они все еще находятся на ранней стадии разработки.

Цели обучения

Обсудите работу типичного топливного элемента

Ключевые выводы

Ключевые моменты
  • Топливный элемент — это устройство, которое преобразует химическую энергию топлива в электричество посредством химической реакции с кислородом или другим окислителем.
  • Батареи работают в замкнутой системе, а топливные элементы требуют пополнения своих реагентов.
  • Использование водорода в качестве основного источника топлива в топливных элементах имеет несколько плюсов и минусов, которые делают его спорным для массового использования.
  • Топливные элементы состоят из трех смежных сегментов: анода, электролита и катода.
Ключевые термины
  • анод : электрод электрохимической ячейки, на которой происходит окисление.
  • топливный элемент : Устройство, преобразующее химическую энергию топлива в электричество посредством химической реакции с кислородом или другим окислителем.
  • катод : электрод электрохимической ячейки, на котором происходит восстановление.
  • аккумулятор : Устройство, вырабатывающее электричество в результате химической реакции между двумя веществами.

Введение и история

Топливный элемент — это устройство, которое преобразует химическую энергию топлива в электричество посредством химической реакции с кислородом или другим окислителем.Наиболее распространенным топливом является водород, но иногда используются углеводороды, такие как природный газ и спирты. Топливные элементы отличаются от батарей тем, что для работы им требуется постоянный источник топлива и кислорода, но они могут производить электричество непрерывно, пока есть эти входы. Разработка миниатюрных топливных элементов может стать дешевой, эффективной и многоразовой альтернативой батареям.

Уильям Гроув разработал первые сырые топливные элементы в 1839 году. Первое коммерческое использование топливных элементов было в космических программах НАСА для выработки энергии для зондов, спутников и космических капсул.В настоящее время топливные элементы используются в качестве основного и резервного источника питания для коммерческих, промышленных и жилых зданий, а также в удаленных или труднодоступных районах. Они используются для привода транспортных средств на топливных элементах, включая автомобили, автобусы, вилочные погрузчики, самолеты, лодки, мотоциклы и подводные лодки.

Устройство и функции топливного элемента

Существует много типов топливных элементов, но все они состоят из анода, который является отрицательной стороной, катода, который является положительной стороной, и электролита, который позволяет зарядам перемещаться между двумя сторонами топливного элемента.

Топливный элемент : Топливные элементы преобразуют химическую энергию топлива в электричество посредством химической реакции с кислородом или другим окислителем. Однако использование водорода в качестве основного источника топлива в топливных элементах имеет несколько плюсов и минусов, которые делают его спорным для массового использования.

Электроны притягиваются от анода к катоду через внешнюю цепь, производя электричество постоянного тока. Топливные элементы классифицируются по используемому электролиту, что является основным различием между различными типами топливных элементов.Отдельные топливные элементы создают относительно небольшие электрические потенциалы, около 0,7 вольт, поэтому элементы «уложены друг на друга» или размещены последовательно для увеличения напряжения. Помимо электроэнергии, топливные элементы производят воду, тепло и, в зависимости от источника топлива, очень небольшие количества диоксида азота и другие выбросы. Энергоэффективность топливного элемента обычно составляет 40-60 процентов; он может достигать 85 процентов, если отходящее тепло улавливается для использования.

Несмотря на разнообразие типов топливных элементов, все они работают одинаково.На границах трех разных сегментов происходят две химические реакции. Конечным результатом этих двух реакций является потребление топлива, образование воды или углекислого газа и создание электрического тока, который можно использовать для питания электрических устройств, обычно называемых «нагрузкой».

На аноде катализатор окисляет топливо, обычно водород, превращая топливо в положительно заряженный ион и отрицательно заряженный электрон. Электролит — это вещество, специально разработанное таким образом, чтобы ионы могли проходить через него, а электроны — нет.Освободившиеся электроны проходят по проводу, создавая электрический ток. Ионы проходят через электролит к катоду. Там ионы воссоединяются с электронами, и два реагируют с третьим химическим веществом, обычно кислородом, с образованием воды или углекислого газа.

Плюсы и минусы топливных элементов

Использование водородных топливных элементов в некоторых приложениях вызывает споры. Прежде всего, поскольку энергия, используемая для производства водорода, сравнима с энергией в водороде , это неэффективно и, следовательно, дорого.Если бы для производства водорода использовались обычные электростанции, в лучшем случае не было бы положительных изменений в текущих уровнях загрязнения. Другие типы топливных элементов не сталкиваются с этой проблемой. Например, биологические топливные элементы берут глюкозу и метанол из пищевых отходов и превращают их в водород и пищу для бактерий, которые его расщепляют.

Однако у водородных топливных элементов есть несколько преимуществ. Если электричество, произведенное из чистых возобновляемых источников энергии, таких как солнечная и ветровая энергия, используется для производства водорода, энергия может храниться легче, чем в больших аккумуляторных комплексах.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *