Автономная батарея отопления: Какой радиатор отопления лучше для квартиры, частного дома

Зимой никак не обойтись без отопления, а система отопления немыслима без радиаторов. Именно от них во многом зависит то, насколько комфортными будут условия, насколько равномерно будет распределяться теплота, как быстро будет прогреваться помещение, и насколько безопасной будет вся система отопления в целом. Как же найти такой радиатор, который будет максимально подходить под конкретные условия, неплохо выглядеть и хорошо греть? Ответ прост: важно выбрать надежного продавца и обратиться, например,  к http://spb.aport.ru/radiatory_otoplenija/cat6149, но при этом и самому быть в курсе некоторых нюансов и особенностей некоторых типов радиаторов. Эти тонкости требуют пристального внимания.

Первое, что нужно учесть при выборе радиатора, это тип отопительной системы и присущие ему особенности. Так, нужно учитывать температуру теплоносителя, давление, химический состав, стабильность работы и многое другое. Если в доме с автономным отоплением можно создать оптимальные условия для самого радиатора: подавать в него очищенную воду, а температуру и давление держать в норме. Когда дело касается многоквартирных домов, которые подключены к централизованному отоплению, обстоятельства немного меняются. Тут уже вполне привычными стали колебания температуры, гидроудары, когда давление воды резко повышается, и это уже не говоря о составе приходящего теплоносителя: он может иметь кислую или щелочную среду, что приводит к коррозии, быть слишком жестким, содержать частицы ржавчины, которые попадают туда из труб. Не каждый радиатор выдержит эксплуатацию в подобных условиях, что может привести к выходу из строя.

При покупке радиатора лучше уточнить максимально допустимую температуру и максимальное давление, при которых не будут возникать сбои и неполадки. Эти данные необходимо сравнить с параметрами системы отопления: например, для большинства многоэтажек с однотрубной открытой системой предельная температура – 1050С, а давление – 10 атм, но это без учета гидроударов. Еще лучше, конечно, если радиатор будет обладать запасом мощности, чтобы стать надежным и долговечным элементом в системе отопления. Также важно учесть еще и теплоотдачу, от которой зависит, как быстро начнет прогреваться помещение после пуска отопления. Кроме того, забывать не стоит и про внешний вид, и про стоимость. Весь комплекс перечисленных параметров зависит от того, из какого материала выполнен радиатор.

Чугунные радиаторы

Винят чугунные радиаторы и в излишней громоздкости, но с этим уже ничего не поделать. Кроме того, они обладают высокой инерционностью, которая спасет владельцев при резких отключениях тепла, но мешает при желании оснастить радиатор терморегулятором.

Радиаторы из алюминия

Отдельное внимание стоит обратить на внешний вид, ведь по этому параметру алюминиевые радиаторы находятся в лидерах. Они не только максимально легкие и симпатичные. Над ними постоянно работают дизайнеры, которые легко превращают столь функциональный элемент в украшение интерьера любого стиля.

Стальные радиаторы

Для обычных квартир такие радиаторы подходят лишь с большой натяжкой. Они хоть и демонстрируют прекрасные эксплуатационные качества, но их установка в данном случае – это огромный риск, поскольку они чувствительны к наличию кислорода в подаваемом теплоносителе, не выдерживают давление более 16 атм и температуру более 110 градусов. казалось бы, они оптимально вписываются в параметры многих отопительных систем, но все же нужно делать поправку на нестабильность их работы.

Биметаллические радиаторы

В итоге получаем фактически идеальный радиатор, который отпугнуть пользователей может разве что ценой. Но есть у него и другие недостатки: он чувствителен к повышенному содержанию кислорода в воде, а со временем может накапливать шлаковые отложения.

Медные радиаторы

Медь обладает высокой коррозийной устойчивостью, на нее почти не оказывает влияние агрессивные среды, поэтому воды с повышенным содержанием щелочи не способна разрушить радиатор изнутри. Именно поэтому подобные батареи рекомендуют устанавливать даже во многоквартирных домах, что делает медные радиаторы универсальными.

Так что же покупать?

В принципе, из всего вышеописанного каждый уже сможет сделать вывод, какой вид радиатора наиболее подходит к конкретным условиям. Так, если для централизованного отопления по-прежнему наилучшим вариантом остается чугунный радиатор, которому нипочем не высокие температуры, ни резко повышающееся давление, ни опасный для других типов материалов состав теплоносителя. Да и помещение он прогревает относительно быстро, а стоит недорого, поэтому доступен каждому. Конечно, подключить к нему терморегулятор не выйдет, но и без него можно обойтись, а неприглядный внешний вид «гармошки» обыграть, задействуя скрытые ресурсы своей фантазии. Использовать алюминиевые радиаторы в многоквартирном доме можно лишь на свой страх и риск, а единственная альтернатива чугунной батареи – биметаллический радиатор, который выигрывает и по весу, и по внешнему виду, но ввиду своей дороговизны остается недоступным для многих пользователей.

В частных домах все намного проще – можно использовать любые радиаторы, которые устраивают по внешнему виду и цене. Как правило, автономные систему отопления отличаются более-менее стабильными системами работы, а вода дополнительно проходит обработку, поэтому скачи температур и давления тут не наблюдаются, как и подача жесткой щелочной воды с частицами грязи. Именно поэтому наилучший вариант в данном случае – алюминиевый радиатор, который простой в монтаже, легкий, красивый, обладает хорошей теплоотдачей, и при этом недорогой. Стальные радиаторы также по совокупности своих характеристик отлично вписываются в индивидуальные системы отопления, да еще и могут устанавливаться в многоэтажных домах, но доля риска тут есть. А вот медные отлично подходят в обоих случаях, но не отличаются доступной ценой.

Рассчитываем необходимую мощность

Мощность, или эффективность передачи тепла от радиатора к потребителю, нужно учитывать в любом случае, ведь если ошибиться с этим параметром, то радиатор, из какого материала он бы ни был изготовлен, не принесет желаемого результата. Рассчитывать мощность нужно, исходя из ряда параметров, в т.ч. тип здания, количество окон, типа окон, количества наружных стен, высоты потолка, площади комнаты и т.д. Получая итоговое число, его сравнивают с мощностью выбранного типа радиатора и определяют количество секций. Так, например, для комнаты с деревянным окном и одной дверью, с высотой потолков в 3 метра нужен радиатор с мощностью от 90 Вт на каждый квадратный метр. Мощность основных типов радиаторов, приходящаяся на одну секцию, такова: чугунный 90-140 Вт, алюминиевый – 180 Вт, биметаллический – 190 Вт, стальной- от 450 до 5700 Вт на весь радиатор. таким образом можно получить оптимальное значение мощности и количества ребер, чтобы в комнате не было ни жарко, ни холодно.

В заключение

Так как радиатор является важнейшей частью всей системы отопления, то его выбору стоит уделять пристальное внимание. Единственного и универсального ответа на вопрос, какой же радиатор отопления лучше, не существует, иначе не было бы стольких видов разных батарей. Каждый перед покупкой должен учесть особенности функционирования собственной системы отопления, четко оценить условия эксплуатации, требования к внешнему виду и стоимости, и уже по совокупности этих данных выбирать оптимальный вариант.

Статья написана для сайта remstroiblog.ru.

Виды радиаторов отопления

Почему важно выбрать радиатор отопления правильно? Потому что от этого выбора зависит ваш комфорт на протяжении всего отопительного периода, а также количество денег, которые вы потратите как на покупку, так и на обслуживание оборудования. Помните: скупой платит дважды, а вот умный и осведомлённый может заплатить по минимуму.

Главное – чтобы в доме было тепло зимой

Виды радиаторов отопления

Радиаторы отопления бывают нескольких видов, и у каждого из них свои плюсы и минусы. Попробуем разобраться, какой из них выбрать.

Чугунные радиаторы

Чугун уже более сотни лет используется в системах теплоснабжения, и до сих пор не утратил своей привлекательности. Поистине вызывающий уважение факт – до сих пор ещё ни один обогреватель не превзошёл чугун по долговечности и устойчивости к превратностям судьбы. Теплоотдача чугунных батарей невероятно высока, и они при этом совершенно не страдают от свойственных русской зиме внезапных отключений отопления. Если такое случится, ваши батареи ещё долго будут оставаться горячими и не дадут вам замёрзнуть. Кроме того, чугунной батарее совершенно безразлично, какая вода течёт в ваших трубах. Гидроудар – это тоже не про страхи чугунных радиаторов. Они как будто созданы природой для России и стран СНГ, где редкая «заморская» батарея проживёт хотя бы положенный ей срок. Длительность жизни данного вида отопительных приборов – 35-40 лет, однако вы сами наверняка знаете примеры, когда такие батареи жили и по 50 лет, и даже больше.

Сам вид чугунной батареи уже рождает в душе ностальгическую теплоту

К минусам чугуна можно отнести, конечно, в первую очередь его громоздкость и высокую инерционность.

Да, чугунные батареи – это один из символов ушедшего века, до сих пор несущий свою службу на благо зимующего человечества. Однако времена меняются, качеству теплоносителя обслуживающие компании уже придают достаточно большое значение, и на смену чугунным «гармошкам» приходят более современные приборы.

Алюминиевые радиаторы

По инерционности тепловой алюминий является полной противоположностью чугуну. Именно поэтому терморегуляторы, которые сейчас устанавливаются на все современные системы отопления, лучше всего работают именно с алюминиевыми радиаторами. Внешний вид их тоже обычно приятен взгляду – он варьируется от минималистичного до стильного, подчёркивающего дизайн помещения.

Алюминиевые радиаторы легко моются (в отличие от тех же чугунных, которые практически невозможно отмыть от вековой пыли, засевшей в нескольких слоях краски), да и вообще не требуют никакого особенного ухода.

Вес алюминия минимальный. Такие батареи легко устанавливать, они не нуждаются в особых ухищрениях для крепления. А так как это облегчает работу монтажникам, то оно влияет и на сохранение денег в вашем кошельке.

Красивый и компактный алюминиевый радиатор

Немного о минусах. Алюминий достаточно требователен к качеству теплоносителя. Если в воде присутствует высокий процент щелочи, то со временем это вызовет коррозию металла и ещё приведёт к завоздушиванию батарей. Во что это выльется? В сокращение срока службы радиатора и повышение риска образования межсекционных протечек в местах, где металл подвергается наибольшему давлению. К счастью, эта проблема разрешима. На самом деле восприимчивость алюминия к коррозии сильно зависит от его качества, а качество, в свою очередь зависит от того, кто производит оборудование. Незнающему человеку сложно даже представить, какими разными по качеству бывают алюминиевые радиаторы отопления!

Так что, если хорошенько разобраться, как выбрать алюминиевый радиатор отопления и у кого его купить, можно сократить риск возникновения неполадок до минимума. К примеру, компании STI и Valfex производят качественное оборудование, которое адаптировано для российских отопительных систем – как центральной, так и автономной.

Срок службы алюминиевого радиатора – 25 лет. Срок меньший, чем у чугуна, но вполне достаточный для того, чтобы не пожалеть по его истечении денег и заменить радиаторы на новые. Благо, цена на них не кусается, а выбор достаточно широк.

Биметаллические радиаторы

Значительно дольше, чем алюминиевые, служат биметаллические радиаторы. Срок их реальной службы составляет около 35 лет. Однако производителями обычно указывается та же «продолжительность жизни», как и у алюминия, 25 лет.

Биметалл – это сталь и алюминий. Биметаллические приборы сочетают в себе высокую прочность, долговечность стали и отличные теплотехнические характеристики алюминия. Внешне отличить их от алюминиевых сложно, но по весу они алюминиевым проигрывают. Зато с лихвой окупают свой вес надёжностью и долгим сроком службы.

Хитрость этого изобретения состоит в продуманной конструкции. Внутренняя часть батареи состоит из цельнотянутых стальных труб, которые невосприимчивы к коррозии и легко выдерживают давление в 50 атм. А сверху на этот корпус наплавляется алюминиевый кожух и конвекционные рёбра. Эта оболочка повышает теплоотдачу и снижает теплоинерционность, благодаря физическим свойствам алюминия.

Что внутри у биметаллического радиатора?

Перейдём к вопросу, какие бывают виды биметаллических радиаторов отопления. А бывают они следующими – нераздельная конструкция и составная. Первая по характеристикам является более надёжной и долговечной, тогда как вторая – более «гибкая» в выборе мощности. К примеру, вам нужно установить в большую комнату батарею, и рассчитанная вами тепловая мощность превышает показатель, выдаваемый нераздельной биметаллической батареей. В таком случае вы можете выбрать составную батарею с тем количеством секций, которое удовлетворит ваши потребности в тепловой мощности. Ну и, как всякую составную конструкцию, такую наборную батарею легче ремонтировать. Если образовались повреждения, можно просто заменить одну или несколько секций, в то время как неразборную батарею придётся менять целиком.

Биметаллический радиатор внешне не отличается от алюминиевого и сохраняет все его внешние преимущества

Существуют ещё так называемые «полубиметаллические» батареи. Это конструкции, в которых из стали изготавливается не вся внутренняя часть, а только нечто-то, похожее на армирующую решётку. Такая сталь, конечно же, не убережёт алюминиевую часть от коррозии, хотя и справится с перепадами давления. Так что, если где-то на форумах в ответ на вопрос, какой биметаллический радиатор отопления выбрать, вы получили ответ о якобы весомых плюсах light-версии биметалла, смело пропускайте его мимо ушей. Чтобы узнать, не собираетесь ли вы приобрести такую «полубиметаллическую» конструкцию, можно воспользоваться магнитом.

Стальные радиаторы

Есть, конечно, и вариант стальных радиаторов без «оболочки» из алюминия.

В многоквартирных же домах вода с большим количеством примесей и постоянные гидроудары сократят срок службы батарей в два раза.

Стальной радиатор

Видов стальных радиаторов отопления также два – трубчатые и панельные. Трубчатые похожи на лесенку из вертикальных трубок, соединённых параллельно. Эта конструкция далеко не нова, и сейчас она скорее является объектом интереса дизайнеров помещений. При этом трубчатые батареи более устойчивы к гидроударам, чем панельные.

Стальные батареи подойдут для тех, кто хочет сэкономить. Но обычно это не собственники жилья или помещения, а подрядчики, которые хотят сэкономить на оборудовании.

Характеристики для оценки радиаторов

Итак, теперь вы знаете, какие бывают виды радиаторов отопления, но по-прежнему остаётся неясным, как из них выбрать. Как и в любом другом вопросе, здесь есть два пути – выбирать по ощущениям или исходя их чёткого алгоритма. И если ощущения ещё не подсказали вам, какой радиатор отопления выбрать, вам стоит этот алгоритм изучить. Ответьте на вопросы:

Какой у вас тип системы отопления?

Это – первостепенный вопрос, который стоит задать себе при выборе радиатора. От него зависит то, какие из вариантов вы точно отметёте на первом же этапе.

Существует два вида системы отопления – централизованная и автономная.

Централизованный тип отопления

Централизованная хороша тем, что, как правило, вам не приходится заботиться о консервации и подготовке системы к отопительному сезону – за вас это сделают специальные коммунальные службы. Минус состоит в том, что эти самые службы не станут церемониться с вашей личной частью централизованной системы отопления, а именно – с радиаторами. Они будут продувать их так и в то время, когда это запланировано по документам. Им не важно, будете ли вы дома и как повлияет на ваши батареи гидроудар. Зато ваших соседей в случае, если у вас потекут батареи, будет очень сильно волновать вопрос, кто оплатит им ремонт. Подсказка – это будете вы, а не коммунальные службы.

При запуске системы отопления центробежный насос включается резко, и это может привести к гидроудару, ведущему к порче материала радиатора. Помимо этого, давление в трубах центрального отопления обычно высокое, выше, чем в автономной, и батареи в определённые моменты испытывают нагрузки, близкие к критическим. Как мы уже говорили выше, качество теплоносителя также остаётся зачастую неудовлетворительным, хотя обслуживающими компаниями должны соблюдаться предписания соответствующих служб по надзору за качеством предоставляемых услуг.

Схема централизованной системы отопления

Если у вас центральное отопление, обращайте внимание на радиаторы, работающие при давлении от 10 атм, выполненными из материалов, стойких к гидроудару и некачественной воде. Это чугунные и биметаллические радиаторы. Однако, учитывая высокую инертность чугуна и невозможность отрегулировать температуру, этот вид батарей стоит вычеркнуть из списка подходящих для использования в центральном отоплении.

Автономный тип отопления

Автономная система отопления хороша тем, что вы сами решаете, когда ваши батареям вас обогревать и как это делать. Вы можете включить их летом, когда погода совсем не радует теплом. А можете выключить зимой, если уезжаете из дома. Вы можете отрегулировать температуру теплоносителя в самой системе (в централизованной системе отопления это делается терморегулятором на каждом приборе, если он имеется в наличии). Автономное отопление позволяет регулировать температуру самого теплоносителя, и вы сможете даже пользоваться чугунными батареями там, где при централизованном отоплении с ними было бы очень жарко. Если у вас сломался терморегулятор – не беда! Отрегулируйте температуру в самой системе, и избавьтесь от дискомфорта. Помните эти завешанные одеялами батареи – «чтобы не так пекло». В частном доме при своём собственном отоплении этого делать не придётся.

Но есть, конечно, и минус. Вы платите «по заслугам» — за количество произведённого тепла, причём не представителю услуг. Вам нужно самостоятельно организовать эта самую систему отопления, придумать, как доставлять в неё воду, как её очищать, рассчитать, сколько будет стоить работа насоса автономного водопровода, обогрев теплоносителя и т. п. Если в квартире вы обычно платите фиксированную сумму, в некоторых случаях умножаемую на коэффициент затрат, коррелирующий с температурой воздуха на улице, то в частном доме вы заплатите именно столько, сколько «натопите».

Впрочем, выбора между двумя этими вариантами обычно нет, и пользуемся мы тем, что имеется. А чтобы сделать используемую нами систему отопления наиболее эффективной и экономной, мы делаем единственный выбор, который для нас доступен – это выбор радиатора отопления.

Давление в трубах частного дома на автономном отоплении обычно около 3-5 бар, а вода менее жёсткая, при этом её кислотность ниже. Потому алюминиевые батареи подойдут для этого типа как нельзя лучше. Лёгкие, компактные, вариативные, отлично уживающиеся с условия теплоносителя в автономной системе, они станут наилучшим выбором. Если вы сомневаетесь в качестве воды или не можете его отрегулировать, можно рассмотреть вариант биметаллических радиаторов. Стальные же батареи подойдут сюда лучше, чем в централизованную систему, но лучше их не рассматривать. Вы ничего не выгадаете по стоимости, зато увеличите риск возникновения проблем с оборудованием, плюс будете вынуждены менять их гораздо раньше, чем те же алюминиевые или биметаллические.

Какая теплоотдача вам нужна?

Это тоже очень важный критерий, ведь он показывает, сколько тепла вы получите от разных батарей при одном и том же количестве затраченной работы теплоносителя. Итак, сводная таблица выглядит примерно так:

Как видите, алюминий обладает самой высокой теплоотдачей. Он быстро нагревается, но быстро и остывает. В то время как чугун имеет совершенно иные характеристики – долгий нагрев и долгая же отдача тепла после окончания поступления теплоносителя. Это хорошо для ситуаций с аварийным отключением отопления, но так ли часто они случаются?

Слева алюминиевый радиатор, справа чугунный. При нагреве они равны, но алюминий быстро отдаст тепло в атмосферу, а чугун будет долго оставаться горячим

На какой срок службы вы рассчитываете?

Примерный срок эксплуатации радиаторов мы уже указывали в первой части статьи, но повторим в таблице здесь:

Здесь чугун – несомненный лидер. Чугунные батареи неубиваемы, им не страшны никакие катаклизмы, они переживут всё, в том числе и дом, в котором будут установлены. Однако стоит ли жертвовать комфортом и современными возможностями ради «гармошки»-долгожителя?

Следом за чугуном идут алюминий и биметалл. Срок их службы внушителен, хоть и не достигает полувека. При хорошем уходе и заботе эти батареи будут служить вам верой и правдой очень долго. Биметаллические батареи к тому же ещё и хорошо справляются с гидроударом и не так восприимчивы к качеству воды, как стальные и алюминиевые.

Помните, что приведённые в таблице данные являются примерными, и достаточно сильно варьируются в зависимости от таких факторов, как:

• Качество изготовления
• Качество воды
• Соблюдение правил эксплуатации

Процесс производства радиаторов

Какие батареи вам кажутся наиболее подходящими внешне?

Конечно, в том, что касается обеспечения комфорта и выполнения определённых функций «по хозяйству», не так уж важен внешний вид. Однако именно на него в первую очередь обращает внимание человек, неважно, мужчина он или женщина. А в помещении, уже будучи выбранным и установленным, радиатор отопления тем более будет либо радовать глаз, либо служить постоянно занозой, привлекающей излишнее внимание. Если раньше лишь некоторые детали интерьера можно было выбирать по внешнему виду, то сейчас мы уже имеем возможность выбирать красивые, а не только функциональные ванны, окна, двери, радиаторы и многое другое.

Эстетика чугунных батарей потихоньку уходит в прошлое, и ей на смену приходят лаконичные, плоские, миниатюрные и не мешающие движению штор и расстановке мебели батареи. Их красят в разные цвета, видоизменяют, в общем, делают элементами дизайна, а не просто функциональными приборами.

Самым большим разнообразием отличаются виды алюминиевых радиаторов отопления. Мало того, что их выпускают в разных цветовых вариациях, так ещё и некоторые их виды – к примеру, трубчатые радиаторы – могут быть разных форм и размером, чтобы точно вписаться в любые, даже самые ограниченные, условия.

Современные радиаторы можно подобрать под любые условия

Трубчатые стальные батареи также хорошо смотрятся в любой обстановке.

Биметаллические радиаторы привлекательны тем, что могут выпускаться в форме с закруглёнными краями, что весьма приятно смотрится в комнате с большим количеством плавных изогнутых линий.

Какой у вас тип подключения батареи?

Каждый вид радиатора отопления прогревается по-разному в зависимости от типа подключения. Увидеть распределение тепла по площади радиатора можно с помощью тепловизора.

Чугунный радиатор

Алюминиевый радиатор

Типы подключения бывают следующими:

• Боковое подключение – самое распространённое. Труба подводится к батарее с одной стороны и соединяет её с вертикальным стояком. Отвод воды производится с другой стороны снизу;
• Нижнее подключение – используется, если в квартире отсутствуют вертикальные стояки и трубы скрываются под полом. Радиатор в таком случае монтируется прямо к разводке. Существует также верхнее подключение, действующее по аналогичной схеме;
• Диагональное подключение – вода подводится сверху, а отводится снизу. При таком распределении радиатор прогревается максимально равномерно при минимальных затратах воды.

Типы подключения радиаторов

В зависимости от теплопроводности и инертности материала, той или иной разводке подойдёт свой вид радиатора. К примеру, чугун прогревается хорошо и долго отдаёт тепло, потому он будет эффективен при любом подключении, а алюминий быстро отдаст тепло в тех местах, где теплоноситель не задерживается, и в этих местах батарея будет давать меньше тепла. Зато вы точно не обожжётесь об неё.

Не каждый человек готов платить большие деньги за установку радиатора отопления. На этапе, когда среднестатистический человек слышит озвученную ему кругленькую сумму за монтаж сложного радиатора, в нём просыпается Самоделкин, который говорит: «Да там делов-то!» Если вы не слишком хорошо знакомы со строительно-ремонтными работами и не готовы платить за сложную установку, выберите лучше радиатор попроще и вызовите специалистов. Вообще лучше всегда вызывайте специалистов, потому что самостоятельный монтаж кажется простым только в теории. На практике же практически в каждом втором случае мы сталкиваемся с незапланированными сложностями, особенностями помещения, стен и прочими факторами, которые не описывают в инструкциях на тему «Как установить радиатор отопления своими руками».

Лидеры среди радиаторов

Подводя итоги, стоит сказать, что для каждого конкретного случая нужен свой подход и свои расчёты, чтобы узнать, какой же радиатор выбрать. А по статистике наиболее универсальными и подходящими по цене/качеству оказываются алюминиевые и биметаллические радиаторы. Если вы обратили своё внимание на них, стоит выбирать производителя, который предоставит вам продукцию высокого качества, чтобы вы смогли оценить все плюсы этих видов радиаторов, и не составили негативного впечатления, основанного на недобросовестности производителя, а вовсе не на конструкции батареи как таковой.

Если исходить из опыта установки радиаторов различных производителей, стоит выделить отдельно нескольких из них. Продукция этих компаний заслужила популярность у потребителей надёжностью и добросовестностью исполнения.

Алюминиевые и биметаллические радиаторы отопления STI

Радиаторы STI пользуются спросом на рынке с самого момента их появления. Самой компании Sanitaria Technica Italiana уже более 30 лет, и за это время была проведена достаточно большая работа над тем, чтобы привести оборудование в соответствие с потребностями покупателей. В России их продукция появилась только 13 лет назад, но и за эти годы они быстро легко завоевали одну из лидирующих позиций на своём рынке.

Компания производит качественные радиаторы отопления и разнообразную запорную и регулирующую арматуру. Цена на всю продукцию при этом доступная.

Технологический отдел STI проводит трёхступенчатый контроль качества, а инженеры и дизайнеры трудятся над тем, чтобы создавать новые конструкции и формы, чтобы удовлетворить любой вкус.

Радиатор отопления STI

Алюминиевые и биметаллические радиаторы Valfex

Valfex – турецкая фирма. На рынке она с 2005 года, и примерно с этого же времени пользуется популярностью как у фирм, занимающихся монтажом оборудования, так и у самостоятельных покупателей.

Высокое качество продукции позволяет Valfex давать хорошую гарантию на свои радиаторы. Компания выпускает оборудование с разнообразными показателями, так что среди многочисленных моделей всегда можно выбрать ту, которая устроит вас по всем показателям. Кстати, одним из важнейших событий в жизни производств стало создание специальной лаборатории для проверки оборудования, что позволяет контролировать продукцию на всех этапах производства.

Радиаторы Valfex сертифицируются Госстандартом РФ и считаются полностью адаптированными к применению в российских условиях систем центрального отопления.

Биметаллический радиатор отопления Valfex

Теперь у вас есть вся необходимая информация о том, какими бывают радиаторы отопления, на что обратить внимание при выборе между ними, и вы наверняка сможете решить эту задачу, опираясь на ваши личные условия. Мы, в свою очередь, можем предложить вам богатый выбор качественного оборудования для систем отопления – от радиаторов до мелких комплектующих, а также монтаж и обслуживание систем отопления.

Какие радиаторы лучше подойдут для автономной системы отопления?

Оптимальная система отопления – гарантия того, что в зимние холода в доме будет тепло и уютно. Если говорить о частном доме, то в данном случае нужно устанавливать автономную систему отопления. Сегодня давайте рассмотрим какие радиаторы для автономного отопления лучше всего выбрать.

В отличие от системы отопления, которая установлена в многоэтажках, автономная система отопления работает даже при наличии малого давления и здесь нет значительных гидроударов, поэтому выбор моделей радиаторов довольно широк. Подбирая батарею отопления важно учитывать коэффициент отдачи и стоимость отдельных моделей. Для автономной системы отопления подойдут как чугунные или стальные батареи, так и алюминиевые и биметаллические радиаторы.

Стальные батареи бывают трубчатыми и панельными. Эти радиаторы отличаются относительно невысокой стоимостью, они весьма компактны и отлично вписываются в любой интерьер. Трубчатые батареи стоят несколько выше секционных батарей, их можно использовать для сушки вещей, что очень удобно в больших семьях.

Стальные радиаторы имеют не большую окисляемость от некачественной воды, при этом они исполнены в небольших и не громоздких габаритах, отличаются легким весом. Но также следует учесть такие моменты как то, что эти батареи постоянно должны быть наполнены водой, чтобы не возникал процесс, приводящий к ржавчине, а промывать их следует один раз в три года.

Алюминиевые радиаторы отличается высокая теплоотдача и привлекательный дизайн. Отечественные батареи из алюминия стоят не слишком дорого, но зарубежные аналоги гораздо более качественные, поэтому для автономной системы отопления лучше всего купить именно их. При установке этих приборов нужно внимательно относиться к кислотности воды, поскольку через несколько лет алюминий может поржаветь, если вода в воде слишком много кислот. При выборе радиаторов из алюминия необходимо точно просчитать количество необходимых секций, чтобы не получилась ситуация, при которой возникает резкий перепад температур между потолком и полом.

Биметаллические радиаторы фирм Alltermo и Global отличает высочайшее качество. Такие батареи в автономной системе отопления могут прослужить более сорока лет. Радиаторы из биметалла сделаны из стали, а сверху покрыты слоем алюминия, поэтому они сочетают все достоинства стальных и алюминиевых батарей. Отличаются высокой теплоотдачей, хорошей мощностью, устойчивостью к коррозии, могут выдержать 25-30 атмосфер. Безусловно – биметаллические радиаторы являются наилучшим выбором для установки в автономных системах отопления частных домов, хотя они отличаются высокой стоимостью, но лучше один раз заплатить и получить качественную отопительную систему на долгие годы.

Вертикальные радиаторы отопления для квартиры

Радиаторы отопления являются неотъемлемой частью всей отопительной системы дома. Они предназначены для обеспечения быстрого и качественного прогрева комнаты, за счет теплообмена  путем прямого излучения и (или) создания конвективных воздушных потоков, в зависимости от конкретной модели. Понятно, что чем больше площадь поверхности батарей, тем быстрее и эффективнее проходит процесс обогрева помещения. Традиционное место установки радиаторов – под окнами, но не всегда это видится возможным, например, к такому способу монтажа просто не получается прибегнуть, если в комнате предусмотрено панорамное остекление, или просвет между подоконником и полом – слишком низкий. В таких ситуациях на помощь придут вертикальные радиаторы отопления для квартиры.

Вертикальные радиаторы отопления для квартиры

Другой вариант – участок стены, на который «просятся» батареи отопления – слишком узок, и установка традиционных приборов теплообмена небольшой длины просто в силу их технических характеристик не сможет обеспечить должной тепловой отдачи, необходимой для конкретного помещения. Выход один – «наращивать» площадь теплообмена вверх, то есть опять же применять вертикальные радиаторы отопления.

Ну и, наконец, никогда нельзя забывать и об эстетической стороне вопроса. Если при замене отопительных приборов, в соответствии с задуманным общим дизайном помещений, решено установить вертикальные радиаторы, то рекомендовано выбрать такой вариант, который станет не только функциональным, но и декоративным элементом, идеально вписанным в интерьер.

Содержание статьи

Для начала – разберемся с понятиями.

По большому счету, большинство радиаторов отопления можно назвать вертикальными – батареи с горизонтальным расположением обогревательных секций встречаются очень редко. Поэтому лучше применить другой критерий оценки – по расположению прямоугольника, образованного периметром радиатора. Те отопительные приборы, у которых размеры этого прямоугольника по высоте значительно превосходят его ширину, и будем далее условно называть вертикальными радиаторами.

Однотипные по базовой конструкции, но различные по исполнению радиаторы: слева – традиционный, справа – тот, который можно отнести к вертикальным

Сказать, что такой критерий оценки – безгрешен, все же нельзя, так как некоторые радиаторы просто даже визуально «не тянут» на определение вертикальных, и им больше подойдет термин «высокие». Одним словом, четких рамок и пропорций нет, и полагаться все же следует на свое визуальное восприятие.

Принять такой радиатор за вертикальный, или все же отнести к разряду высоких? Каждый решает индивидуально.

Впрочем, этот вопрос не является слишком принципиальным: техническое устройство отопительных приборов по основным позициям – очень сходное. Но вот по эксплуатационным качествам могут быть особенности, которые и предопределяют выраженные достоинства и недостатки вертикальных радиаторов отопления.

К их преимуществам можно отнести следующее:

• Экономия места в комнате. Вертикальные батареи необходимой тепловой мощности можно вписать в самое узкое свободное пространство стены.

Оригинальная модель вертикальной батареи, закрывающая свободный внешний угол стены

• Такие батареи способны распространять тепловое инфракрасное излучение по всей своей высоте – практически в рост человека, что дает определенные преференции в обеспечении комфортности пребывания людей в помещении, где стоят такие отопительные приборы.
• Ни одни из других отопительных приборов не представлены в столь, без преувеличения, широчайшем ассортименте конфигураций и внешнего оформления. Всегда есть возможность подобрать наиболее оптимальную модель под самые смелые дизайнерские задумки интерьерной отделки.

Согласитесь, что разработчикам подобных вертикальных радиаторов нельзя отказать в креативности мышления

• Подобные радиаторы нередко способны выполнять дополнительные функции. Продуманные размеры, конфигурация и оформление превращают их в элементы мебели, внутрикомнатные перегородки, сушилки для одежды и полотенец, настенные зеркала или декоративные панели и другие полезные предметы интерьера.

Это не просто зеркало в аккуратной рамке – таким может быть вертикальный радиатор отопления

Но присущи вертикальным радиаторам и специфические недостатки:

• Один из способов теплопередачи, а именно – конвекция, в таких батареях выражен крайне нерационально – под потолком остается своеобразная «тепловая подушка», которая мешает быстрому естественному перемещению потоков воздуха. Объем помещения прогревается неравномерно, причем сверху температура всегда выше, что не способствует комфортному восприятию. Правда, в этом есть и плюс — по объему помещения переносится меньше пыли.
• Подобные вертикальные радиаторы – наиболее уязвимые в части образования воздушных пробок во внутренних каналах.
• Существуют определённые сложности в проведении монтажа вертикальных батарей. Они, в частности, касаются правильности, ровности размещения их на стене — даже небольшое, в полградуса отклонение от вертикали сразу будет заметно. Второе – это проблемы подводки труб отопительного контура. Использовать наиболее эффективную диагональную схему подключения подачи и обратки – затруднительно, так как трубы придется либо вмуровывать в стены на длинных промежутках, либо они будут портить эстетичность интерьера. Приходится использовать нижнее подключение радиаторов, а его с точки зрения эффективности использования тепловой энергии оптимальным никак не назовешь. И, наконец, массивность многих батарей такого типа, особенно в заполненном теплоносителем состоянии, также накладывает определенный отпечаток на монтаж – необходимы надёжные крепления, которые, впрочем, обычно предусматриваются производителями батарей.
• Наконец, стоимость вертикальных радиаторов очень часто весьма существенно превышает цены на проборы отопления классического типа.

Как уже упоминалось, конструктивное строение вертикальных батарей обычно принципиально не отличается от «классики». Аналогичными являются и материалы изготовления — это чугун, сталь, алюминий и комбинации нескольких металлов.

Благодаря своим специфическим физико-техническим характеристикам, чугун по-прежнему является традиционным материалом для изготовления батарей. Однако, в наше время, кроме обычной, знакомой всем «гармошки» с достаточно грубой поверхностью, требующей периодической окраски, чугунные радиаторы могут иметь различный дизайн оформления, который часто подбирается к стилю интерьера комнаты.

Радиаторы производятся в классической, секционной форме или в современном дизайне, с абсолютно ровными и выгнутыми гладкими поверхностями. Некоторые модели могут быть украшены литьем в виде растительного или фантазийного рисунка, и они отлично подходят для интерьеров в стиле «ретро».

Секции таких радиаторов очень часто изготавливаются по технологии художественного литья. Как правило, они оснащаются подставками для установки на полу

Специально для такого оформления отопительных приборов производятся и необходимые для них аксессуары – заглушки, краны, подставки и держатели.

Для ретро-вариантов предусматривается и соответствующая запорно-регулировочная арматура

В связи с тем, что чугун обладает большой массой, хорошо прогревается и долго держит тепло, делать из него радиаторы слишком высокими нет необходимости. Обычно их высота даже у самых крупных моделей составляет не более 1250÷1500 мм. Закрепить такие батареи на стене, особенно – на внутренней перегородке – довольно большая проблема, поэтому но они для устойчивости и безопасности чаще всего оснащаются прочными ножками, выполненными в той же стилистике. Во многих случаях это является единственно возможным вариантом их установки – тонкие стены просто не выдержат весовой нагрузки чугунных батарей, еще и заполненных водой.

Разнообразие размеров и форм чугунных радиаторов – от небольших до высоких и выраженно вертикальных

Современный дизайн чугунных батарей отлично подходит для многих интерьерных стилей, начиная от «прованса» и заканчивая всеми направлением «минимализма», тем более, что они производятся в разных цветовых вариантах и формах.

Модернизированные отопительные приборы из чугуна вовсе не нужно прятать за декоративными экранами, так как они имеют элегантный внешний вид и сами становятся хорошим дополнением к конкретному интерьеру.

Чугунные современные радиаторы, в отличие от старых моделей, имеют идеально гладкую внутреннюю поверхность, что способствует нормальной циркуляции теплоносителя, без создания в системе засоряющих трубы пробок, так как в центральной системе отопления очень часто вода не отличается высоким качеством. Поэтому этот вид изделий хорошо подойдет для монтажа не только в автономные системы частных домов, но и в центральную систему отопления.

Так как чугун быстро прогревается и имеет высокую теплоотдачу, при подключении отопления, комнаты быстро прогреваются, и в них создается комфортная температура. При этом главным источником тепла становится инфракрасная лучевая энергия, акцентировано выделенная именно на вертикальных приборах.

вертикальные радиаторы чугунные

Кроме того, чугун отлично сохраняет тепло, не давая остывать теплоносителю, и это качество материала особенно важно, если батареи устанавливаются в автономную отопительную систему, так как помогают значительно сэкономить на топливе.

Обычно чугунные радиаторы представляют собой разборную конструкцию, что дает возможность варьировать количество обогревательных секций – или из соображений вписать батарею в выделенную под нее площадь, или из расчета обеспечения необходимой тепловой мощности. Это же обстоятельство делает такие приборы ремонтопригодными – вышедшую из строя секцию можно демонтировать или заменить на новую.

Еще одним достоинством чугунных радиаторов можно считать их долговечность и высокую надежность, так как они не боятся перепадов давления и гидроударов, нередких в центральной системе отопления.

Недостатком таких радиаторов можно назвать их большую массу, а также хрупкость чугуна – он не термит акцентированных механических ударов. Кроме того, чрезвычайно высокая тепловая инертность массивных батарей не дает возможности полноценно использовать в связке с ними современную термостатическую аппаратуру.

Еще один недостаток – чугунные батареи, исполненные по технологии художественного литья, далеко не каждый может себе позволить из-за довольно высокой их стоимости.

Стальные радиаторы подразделяют по их конструкции на три подтипа — это панельные, секционные и трубчатые, и их характеристики несколько различаются между собой. Однако, если сравнивать стальные варианты батарей с изготовленными из иных материалов, то они проигрывают практически по всем показателям. Некоторые владельцы квартир берут на себя смелость устанавливать именно стальные батареи в центральную систему отопления, исходя из соображений их невысокой стоимости, не учитывая того, что агрессивная среда теплоносителя действует на них негативно. Кроме того, не обладают они и высокой устойчивостью к перепадам давления и гидроударам, и нужно быть готовым к неприятным последствиям в любой момент, так как такие явления в центральной системе могут случиться неожиданно.

Секционные стальные радиаторы имеют аккуратный внешний вид, им придается различное дизайнерское оформление. Высота их может достигать 1850÷2000 мм, и это наряду с довольно небольшой массой, поэтому их можно навешивать на стену, возведенную из любого материала.

Стальные секционные батареи – не выдающиеся эксплуатационные характеристики, но зато и не слишком высокая цена

Секционные радиаторы, по аналогии с чугунными, имеют сборную конструкцию, то есть при необходимости в нее можно добавить дополнительные секции или же удалить лишние или вышедшие из строя.

Каждая из секций имеет внутри вертикальный канал, выполненный в виде трубки, предназначенной для циркуляции теплоносителя. В верхней и нижней части трубка заканчивается перпендикулярным каналом, оснащенным с двух сторон резьбой, в которую вкручивается соединительная втулка (ниппель). Снаружи трубы заключены в своеобразный кожух, состоящий из стальных пластин, повышающих активную площадь теплообмена. На пластины нанесено специальное эмалевое покрытие, рассчитанное на высокую температуру – оно придает радиаторам эстетичный внешний вид, и можно отыскать модели разных расцветок, которые лучше всего подходят к оттенкам задуманного интерьера. Благодаря своим эргономичным формам, секционные батареи могут быть использованы в любых стилевых решениях, как в современных, так и классических.

Однако, как уже упоминалось выше, использовать стальные секционные радиаторы рекомендовано лишь в автономных системах отопления частных домов – со стабильным давлением и контролируемой температурой.

Благодаря аккуратному внешнему виду и доступной цене, панельные радиаторы очень популярны. Ровная лицевая поверхность легко вписывается в любое оформление комнаты – остается лишь правильно определиться с оттенком или нанесенным на нее рисунком.

Один из примеров панельного вертикального радиатора отопления

Конструкция, скрывающаяся за лицевой панелью, может различаться. Встречается несколько ее типов:

По свои габаритам подобные радиаторы могут сильно различаться, поэтому, решив приобрести такой тип, следует тщательно промерить место их будущей установки и продумать, насколько будет оправдано их использование.

В классическом размерном варианте такие радиаторы устанавливаются чаще всего под оконными проемами, и благодаря наличию конвекторов, ими создается тепловая завеса, которая препятствует поступлению холодного воздуха от окон в помещение. Но в вертикальном исполнении, как уже говорилось, конвекционный теплообмен становится малоэффективным, поэтому разумнее выбирать панельный радиатор без конвекторов, только теплового излучения от поверхности панели в сторону комнаты. Не видится особой необходимости приобретать модели 2× или 3× — общие показатели эффективности от этого возрастут незначительного, а стоимость будет отличаться существенно. Да и общая толщина панели при настенном вертикальном варианте размещения всегда имеет значение: чем тоньше –тем лучше.

Итак, к плюсам этого вида радиаторов можно отнести их следующие качества:

• Цельность конструкции и ее небольшой вес – эти параметры значительно ускоряют и облегчают монтаж радиаторов. Их навешивают на специальные кронштейны, а затем к ним присоединяют  трубы отопительного контура.
• Быстрое нагревание батарей и высокая теплоотдача позволяет быстро нагреть помещение.
• Благодаря аккуратному внешнему виду, панельный радиатор легко вписать в любой интерьерный стиль, подобрав нужный цвет панели.
• Контур с установленными в него панельными батареями не требует большого количества теплоносителя.

К недостаткам этого варианта радиаторов можно отнести следующее:

• В стальных батареях, выполненных в виде панели, изготовленным путем сваривания двух листов, отсутствует внутреннее антикоррозийное покрытие. Этот фактор рано или поздно приведет к протечкам, а если установить изделия в центральную систему отопления, то участки, пораженные внутренней коррозией, становятся вероятным местом аварий в случае гидроударов. Значит, чтобы обезопасить себя от этого, потребуется еще и установка дополнительного прибора, контролирующего давление в контуре – редуктора.
• Недостатком панельных приборов для автономной системы можно считать их быстрое остывание. Например, при включении котла, панели быстро нагреваются и отдают тепло в комнаты. Но тонкая сталь его не аккумулирует, то есть когда котел отключается, батареи вскорости остывают. Поэтому котел будет работать практически постоянно с небольшими перерывами, а это значит, что расход энергоносителя (электричества, газа, твёрдого топлива) будет весьма значительным.

Стоит хорошо лишний раз подумать, приобретать ли подобные вертикальные радиаторы, или все же лучше от них отказаться, отдав предпочтение более надежным вариантам.

Трубчатые радиаторы представляют собой неразборную систему, состоящую из отдельных секций-труб, соединенных в верхней и нижней части посредством сварки специальными коллекторами. Благодаря этому внутри конструкции происходит циркуляция теплоносителя.

Изо всех вертикальных радиаторов именно стальные трубчатые – самые распространенные

Трубчатые вертикальные стальные радиаторы могут иметь высоту, доходящую до 3000 мм, поэтому их можно использовать в помещениях с очень высокими потолками. Производятся приборы с одним или двумя рядами трубок, с разным их количеством.

Изготовлением трубчатых батарей занимаются, как отечественные, так и зарубежные производители, но их изделия отличаются некоторыми параметрами. Например, отечественные радиаторы имеют, как правило, толщину стенок, в 2 мм и рассчитаны на максимальное давление в 20 атмосфер, а зарубежные образцы при толщине стали в 1,5 мм способны выдержать только давление в 15 атмосфер. Поэтому для российских отопительных центральных систем по своим прочностным возможностям больше подходят отечественные варианты изделий.

Трубчатые батареи производятся в самых разных, порой – весьма причудливых формах, в большом многообразии расцветок и дизайнерского оформления. Так, например, трубки могут быть круглыми или прямоугольными в сечении, располагаться не только вертикально или горизонтально, но и иметь плавные изгибы, а также перекрещиваться между собой.

Трубчатый вертикальный радиатор решетчатой конфигурации, одновременно служащий элегантной перегородкой в совмещенном санузле

Например, при желании можно найти трубчатые варианты радиаторов, которые будут выполнять еще несколько функций, кроме отопительной. Они могут служить элегантной перегородкой в одной из комнат или быть интерьерным декоративным аксессуаром, в котором трудно заподозрить прибор отопления.

Оригинальная модель вертикальной батареи с криволинейным двухъярусным расположением трубок

Трубчатые конструкции намного более надежны, чем панельные. Тем не менее, если планируется выбрать их, то необходимо обязательно получить информацию об их «плюсах» и «минусах».

Так, к положительным аспектам этого типа батарей можно отнести:

• Внутренние стенки трубок этих радиаторов имеют надежное антикоррозийное покрытие, то есть не боятся агрессивной среды теплоносителя центральных систем отопления.
• Снаружи батареи покрыты слоем эмали, делающей поверхность абсолютно гладкой, поэтому удалять с них пыль достаточно просто, причем как с внешней стороны, так и между трубок. Для очистки трубчатых радиаторов от пыли даже существуют специальные приспособления.

С помощью такой щетки убрать скопившуюся пыль – не составит никакого труда

• Трубчатые радиаторы намного более устойчивы к перепадам давления по сравнению с любыми другими стальными конструкциями. Но, нужно отметить, что не все модели, представленные на рынке, подходят для открытой системы отопления.
• Конструкция не имеет острых углов, поэтому безопасна для детских комнат.
• Разнообразие декоративных оформлений радиаторов позволяет использовать их практически в любых стилевых решениях интерьера.

Есть у трубчатых отопительных элементов и свои недостатки:

• В связи с тем, что эти батареи имеют невысокую теплоотдачу, котел будет работать практически постоянно, как и при установке панельных вариантов радиаторов. Поэтому, трубчатые батареи не будут способствовать экономии энергоносителей.
• Сварочные швы на конструкции радиатора являются уязвимым местом. Они могут не выдержать резкого повышения давления, что способно привести к аварийной ситуации. Поэтому подобный вариант радиаторов все же лучше выбирать для систем с контролируемыми параметрами давления и температуры.

Алюминиевые радиаторы будут эксплуатироваться длительное время при условии использования для системе отопления качественного теплоносителя. А из этого следует, что они пригодны исключительно для установки в автономные системы частных домов или квартир.

Вертикальный алюминиевый радиатор высотой 1800 мм

Мало того, подобные приборы теплообмена пригодны лишь для закрытой системы отопления, так как в условиях контакта с воздухом теплоноситель насыщается кислородом, а это активизирует коррозию алюминия.

Эти радиаторы имеют аккуратный эстетичный вид и относительно доступную цену. При соблюдении правил эксплуатации, установленных производителем, гарантийный срок работы, указываемый в паспорте, составляет 20÷25 лет. Как правило, добросовестный производитель подстраховывается, указывая минимальный гарантийный срок, а это значит, изделия могут прослужить значительно дольше.

Алюминиевые радиаторы бывают разборными, и тогда количество секций в батарее, необходимых для качественного обогрева комнаты, рассчитывается для каждого конкретного помещения индивидуально. Некоторые модели, в основном изготовленные из вторичного алюминия, представляют собой неразборную конструкцию, и их оценивают по суммарной тепловой мощности. Неразборные батареи уступают в прочности, долговечности секционным моделям – это следует иметь в виды при выборе.

Алюминиевые батареи производятся разными по высоте, которая может достигать 1500÷2000 мм.

Алюминиевые радиаторы могут отличаются хорошей теплоотдачей, но «капризны» в отношении качества теплоносителя

Положительными качествами алюминиевых вертикальных радиаторов можно считать относительную простоту монтажных работ, высокую теплоотдачу, экономичность, разнообразие размерных параметров, эстетичное дизайнерское оформление, позволяющее использовать их в разных интерьерах.

К недостаткам алюминиевых приборов отопления относят их неравномерный нагрев (больше в области ребер), высокую вероятность газообразования из-за химических реакций с агрессивным теплоносителем (рекомендуется  установка на каждую батарею собственного автоматического газоотводчика). Кроме этого, процесс сборки таких батарей хотя и кажется простым, но при недостатке опыта не исключаются подтекания по стыкам, поэтому лучше установку доверить квалифицированным специалистам.

вертикальные алюминиевые радиаторы

Также при приобретении этих радиаторов нужно обратить внимание на то, имеют ли они антикоррозийное покрытие, так как существуют варианты, в которых оно отсутствует.

Кроме обычных алюминиевых радиаторов, производятся батареи, прошедшие специальный технологический цикл анодирования, которое способно надежно защитить структуру материала от коррозии. Такие модели выдерживают высокое давление – до 45÷50 атмосфер, нетребовательны к качеству теплоносителя, и оттого – универсальны в плане типа системы отопления. Но стоимость их, безусловно, значительно выше.

Возможно, вас заинтересует информация о том какие бывают радиаторы отопления алюминиевые технические характеристики цена

Самыми эффективными и надежными из всех видов современных радиаторов являются биметаллические, что оправдывает их достаточно высокую цену. Изготавливаются эти батареи из двух металлов — внутренние трубы, по которым происходит циркуляция теплоносителя – ин нержавеющего стального сплава, а внешний ребристый теплообменный кожух — из алюминия, который обычно имеет эмалевое покрытие.

Биметаллические радиаторы различных типоразмеров

Биметаллические батареи внешне практически неотличимы от алюминиевых радиаторов, но по своей прочности и выносливости значительно отличаются от них, поэтому и имеют более высокую стоимость.

Такие приборы дают высокую теплоотдачу, и это происходит благодаря тому, что алюминий, из которого изготовлен кожух, имеет высокую теплопроводность, а стальные трубки за счет достаточно большой толщины, способны аккумулировать тепло. Кроме того, сталь делает радиатор более выносливым к повышенным барическим нагрузкам, что позволяет ему выдерживать давление до 40 атмосфер, то есть подобным батареям не страшны гидроудары центральных отопительных систем.

Такие радиаторы обычно имеют разборную конструкцию, то есть количество секций можно варьировать.

Принципиальна схема устройства секции биметаллического радиатора отопления

Есть нюанс – все свои достоинства в полной мере биметаллические радиаторы показывают при достаточно больших значениях температуры и давления. Это обеспечивается в центральной системе отопления, а если они устанавливаются в автономную закрытую систему, для них придется создать необходимое  давление обязательной установкой водяного циркуляционного насоса с соответствующими характеристиками. В системах с естественной циркуляцией теплоносителя использование таких радиаторов – совершенно неоправданно.

Достоинств у биметаллических батарей достаточно много:

• Устойчивость внутренних поверхностей к любому типу коррозии.
• Высокая теплоотдача, за счет комплексного использования качеств разных металлов — стали и алюминия.
• Высокая стойкость стальной, нагруженной части радиатора к повышенным температурам и давлению.
• Относительная простота монтажных работ, которые при наличии опыта выполнения сантехнических операций может быть осуществлен самостоятельно.
• Аккуратный внешний вид, современное дизайнерское оформление, которое позволяет адаптировать радиаторы в разные интерьерные стили. Тем, более что сегодня биметаллические радиаторы производятся в разных формах, например, в виде рамы для зеркала, сплошной декоративной панели, ровно затонированной или с нанесенными изображениями, гармонирующими с оформлением всего интерьера.

Большинство биметаллических радиаторов отопления оснащено термостатическими регуляторами

• Такие радиаторы отлично поддаются точным регулировкам. Для поддержания в комнатах комфортной температуры, на батареях предусмотрен терморегулятор (опционно или уже входящий в конструкцию конкретной модели), который позволяет установить необходимые параметры.

Единственным недостатком биметаллических изделий является их высокая цена, но она полностью соответствует их высокому качеству.

Возможно, вас заинтересует информация о том, как устроен термостат для отопления

Кстати, сочетание «нержавеющая сталь – алюминий» – вовсе не единственное среди биметаллических радиаторов. Так, ничуть не худшими эксплуатационными показателями обладают батареи с композицией «медь-алюминий» — медные трубки и внешняя алюминиевая теплообменная панель с определенным типом декоративного оформления. Правда, для центральных систем отопления использование подобных батарей все же нежелательно – они в большей мере рассчитаны на условия автономных контуров, но зато хорошо работают в любых сочетаниях температуры и давления.

По внешнему облику и не скажешь, что это – радиатор отопления.

Понятно, что такие биметаллические радиаторы являются цельной, неразборной конструкцией, и рассчитаны на определённую тепловую мощность.

Оригинальный внешний вид, хорошая сочетаемость с выбранным стилем оформления комнаты – все это весьма немаловажно. Но все же определяющим критерием выбора оптимальной модели под конкретное помещение должна являться теплоотдача радиатора, то есть его способность компенсировать теплопотери, чтобы обеспечить комфортную температуру при любых погодных условиях на улице.

Ниже читателю будет предложен калькулятор расчета необходимой мощности приобретаемого для конкретного помещения радиатора. Чтобы не возникало вопросов – несколько пояснений по проведению вычислений:

• Площадь помещения – чем она больше, тем мощнее требуются приборы отопления.
• Наличие и количество стен, контактирующих с улицей – от этого напрямую зависит количество теплопотерь в комнате.
• Внешние стены, выходящие на солнечную сторону, получают дополнительный тепловой «заряд», в отличие от северных.
• Наветренные стены (по отношению к направлению наиболее частых зимних ветров) выхолаживаются быстрее.
• Под уровнем минимальных температур принимаются нормальные для данного региона значения, характерные для самого холодного периода.
• Полноценным утепление внешних стен можно считать тогда, когда оно проведено в полном объёме на основании теплотехнических расчетов. Неутепленные стены, хотя и указаны в калькуляторе, рассматриваться, в принципе, вообще не должны, так как при таком подходе отопление любой мощности не станет эффективным.
• Высота потолка – от нее зависит объем помещения.
• От того, что расположено над и под рассматриваемым помещением, зависит количество теплопотерь через потолок и пол.
• Блок полей, посвященный окнам, позволяет оценить степень их термоизоляции и общую площадь остекления, от которой, в свою очередь, зависит поправочный коэффициент к требуемой мощности отопления.
• Через открываемые на балкон или улицу двери в помещение поступают массы холодного воздуха, что требует определенной тепловой компенсации за счет отопления.

Последний раздел калькулятора рассматривает особенности установки радиаторов:

• Эффективность теплоотдачи батарей зависит от схемы их подключения к отопительному контуру. Для вертикальных батарей не все схемы удобны, но в качестве примера можно сравнить выгоду или потери от того или иного типа подключения.
• Уже упоминалось, что вертикальные радиаторы не отличаются эффективностью в плане создания конвекционных теплых потоков, и их теплопередача часто ограничивается тепловым излучением. В ряде случаев этого может быть явно недостаточно, поэтому нередко такие модели применяют в комплексе с традиционными батареями отопления или иными нагревательными приборами (например, электрическими), чтобы суммарно достичь требуемой для конкретного помещения тепловой мощности. Для такого расчета, если выбран этот путь, появится окно ввода имеющейся или планируемой мощности иных отопительных приборов, а итоговое значение калькулятора в этом случае покажет мощность вертикального радиатора, которая в полной мере восполнит оставшийся «дефицит».

Калькулятор позволяет получить один из двух различных результатов:

• Если расчет ведется для неразборной модели, то следует принимать результат «А» – в киловаттах.
• При приобретении разборного радиатора обычно подсчитывают необходимое количество секций. Если выбран этот путь расчета, то появится поле, в которое необходимо внести паспортную мощность одной секции радиатора. Итоговый результат под буквой «Б» – это необходимое количество секций с округлением до целого значения в большую сторону.

В итоговое значение уже внесен необходимый эксплуатационный запас.

Перейти к расчётам

Расчет проводится для каждого помещения отдельно.
Последовательно введите запрашиваемые значения или отметьте нужные варианты в предлагаемых списках.
Нажмите «Произвести расчет радиатора отопления»

ПАРАМЕТРЫ ПОМЕЩЕНИЯ

Площадь помещения, м²

Количество внешних стен:

Внешние стены смотрят на:

Положение внешней стены относительно зимней «розы ветров»

Какова степень утепленности внешних стен?

Внешние стены не утепленыСредняя степень утепленияВнешние стены имеют полноценное утепление

Высота потолка в помещении

до 2,7 м2,8 ÷ 3,0 м3,1 ÷ 3,5 м3,6 ÷ 4,0 мболее 4,1 м

Что расположено снизу?

Холодный пол по грунту или над неотапливаемым помещениемУтепленный пол по грунту или над неотапливаемым помещениемСнизу расположено отапливаемое помещение

Что расположено сверху?

Холодный чердак или неотапливаемое и не утепленное помещениеУтепленный чердак или иное помещениеОтапливаемое помещение

Тип установленных окон

Обычные деревянные рамы с двойным остеклениемОкна с однокамерным (2 стекла) стеклопакетомОкна с двухкамерным (3 стекла) стеклопакетом или с аргоновым заполнением

Количество окон в помещении

Высота окна, м

Ширина окна, м

ОСОБЕННОСТИ УСТАНОВКИ РАДИАТОРОВ

Предполагаемая схема врезки радиаторов отопления

Предполагаемые особенности расположения радиаторов

Радиатор на стене установлен открытоРадиатор установлен в стеновой нише

Мощность уже имеющихся или планируемых иных приборов отопления, Ватт

Планируется установка:

Естественно, одним из важных критериев выбора любых радиаторов отопления является их качество и гарантии, предоставляемые производителем. Одним словом, многое зависит от сложившейся репутации компании, представляющей свои изделия покупателям. В этой сфере имеются свои «авторитеты», и предпочтение, безусловно, следует отдавать их продукции.

Все известные компании, заслужившие признание в этом сегменте строительного рынка, перечислить достаточно сложно – приведен обзор лишь некоторых из них:

Название и логотип компании-производителя	Краткая информация о производителе
	Российская компания, разрабатывающая и производящая чугунные радиаторы на основе самых современных технологий. В результате работы российских инженеров, в продажу поступают изделия, не уступающие по качеству европейским аналогам, но адаптированные для условий местных отопительных систем. Радиаторы отличаются стойкостью к коррозийным процессам и инертны к агрессивному теплоносителю, а также спокойно переносят гидравлические удары. Компания производит батареи, имеющие современный дизайн, отлично вписывающиеся во все направления минимализма, «прованс», «модерн» и другие. Кроме этого, изготавливаются и варианты с ретро-дизайном, в последнее время активно входящие в моду. Производит компания также алюминиевые и биметаллические отопительные приборы различных модификаций.
	Немецкая компания, специализирующаяся на производстве чугунных радиаторов в ретро-стиле. Изделия этой фирмы обладают отличными эксплуатационными характеристиками и эстетичным внешним видом, сходным с произведением искусства, поэтому они являются не только функциональным, но декоративным аксессуаром интерьера. Поверхность радиаторов покрывается порошковым методом, поэтому они стойки к механическим воздействиям. Чугунные батареи обладают высокой теплоотдачей и могут эксплуатироваться, как при низком, так и при высоком давлении в автономной или центральной системе отопления. Кроме того, изделия отличаются высокой надежностью и длительностью эксплуатации. Максимальная высота радиаторов достигает 970 мм, так что их в полной мере можно отнести к высоким или вертикальным.
	Широко известная испанская компания, имеющая почти вековой опыт работы в сфере сантехники и отопления. В настоящее время этот производитель выпускает не только чугунные, но и стальные, а также алюминиевые и биметаллические радиаторы, в том числе – модели, относящиеся к вертикальным типам. Компания не имеет дочерних предприятий за пределами Испании, а это значит, что она полностью контролирует качество и соответствие европейским нормам, изготавливаемой продукции. Гордостью этого производителя является серия чугунных радиаторов «Ероса», выполненных в ретро-стиле. Вся продукция этой компании отличается высокими эксплуатационными характеристиками и отличным эстетичным внешним видом, но нельзя и не отметить, что цена на эти изделия достаточно высокая.
	Этот логотип турецкой компании, которая успешно функционирует в этой сфере более  шестидесяти лет. Изготовление чугунных радиаторов осуществляется этим производителем на самом современном оборудовании, в соответствии с европейскими стандартами. На российском рынке чугунные батареи этой фирмы представлены шестью модельными линейками. Каждая из них имеет радиаторы с различными параметрами, поэтому из них вполне можно подобрать подходящий для конкретного интерьера вариант. Все без исключения серии обладают эстетичным внешним видом и отвечают всем стандартным требованиям, поэтому служить они будут длительный срок, качественно обогревая дом или квартиру. Серии « Floreal», «Нistoric», « Modern», «Nostalgia», «Retro Lux» представлены вертикальными моделями с варьируемым количеством секций, высотой от 800 до 965 мм.
	Эта немецкая компания образована в 1731 году, поэтому имеет большой опыт в изготовлении чугунных отопительных приборов и зарекомендовала себя высоким качеством, а также широким ассортиментом своей продукции. В настоящее время этот производитель занимается изготовлением доступных по цене стальных радиаторов, которые на рынке представлены двумя модельными рядами, которые отличаются между собой техническими характеристиками. Все изделия этого производителя оснащаются системой дополнительных элементов для быстрого монтажа, что позволяет существенно сократить время их установки в выбранном для этого месте. Высота этих панельных радиаторов – до 900 мм.
	Это еще один производитель из Германии, который имеет опыт работы более пятидесяти лет. Компания занимается производством стальных радиаторов с 2011 года, но за этот относительно небольшой срок эти изделия завоевали популярность, так как отличаются высоким немецким качеством. Все производство этой фирмы расположено на территории Германии, и за качеством изделий осуществляется строгий контроль. Стальные радиаторы изготавливаются на высокотехнологичном оборудовании и в широчайшем ассортименте. Это могут быть вертикальные панельные радиаторы в большом разнообразии размеров, так называемые дизайн-радиаторы самых причудливых форм, и даже целые «отопительные стенки».
	Чешская фирма-производитель работает в сфере изготовления стальных радиаторов с 1990 года, и за этот период успела выйти в лидеры мирового рынка. Производство осуществляется на мощнейшем современном оборудовании, благодаря чему изделия обладают высоким качеством, и соответствует всем, установленным в Европе, стандартам. Радиаторы изготавливаются в белом цвете, но при желании заказчика, они могут быть окрашены в один из 21 оттенков, которые предлагает производитель. Вертикальные радиаторы представлены моделями линейки «RADIK VERTIKAL»
	Это известный отечественный производитель, который специализируется на изготовлении биметаллических и алюминиевых радиаторов. Изделия этой компании отличаются высоким качеством и соответствуют европейским стандартам. Особой прочностью и надежностью отличаются биметаллические батареи серии «Monolit», способные выдержать повышенные нагрузки, а заявленный срок эксплуатации этих изделий составляет 25 лет. Алюминиевые радиаторы в соответствии с их общими характеристиками имеют гарантированный срок эксплуатации в 10 лет. Оригинальным продуктом компании являются радиаторы, исполненные с определенным радиусом кривизны – для установки на стенах сложной криволинейной конфигурации.
	«HOTECH RADIATORS» Этот итальянский производитель специализируется на изготовлении эксклюзива – дизайн-радиаторов в любом, вертикальном или горизонтальном исполнении. Справедливо считается ведущим законодателем мод в этой сфере. Рассказывать о продукции «HOTECH» — чрезвычайно сложно, так как это лучше увидеть своими глазами… Сказать точно можно лишь то, что высочайшее качество любых по исполнению радиаторов – гарантируется.
	Это отечественная компания, которая занимается производством чугунных батарей в винтажном стиле, который имитирует изделия, изготовленных в XIX-XX веке. Эти изделия выполняют не только функцию приборов отопления, но и являются декоративными элементами интерьера, поэтому их никогда не прячут за длинными шторами, устанавливая не только в нише под окном, но и у открытой стены. Компания выполняет индивидуальные заказы и может окрашивать радиаторы в различные цвета — красный с золотом, черное золото, гжель, шоколад, бронза, старое серебро и др. Узоры, на поверхности радиаторов выполнены методом литья в соответствии со стилем, в котором выполнены изделия — это может быть ампир, классицизм, арт-деко, барокко, роккоко и другие варианты. Радиаторы от этого производителя обладают отменными эксплуатационными характеристиками, стойкостью, как к внутренним, так и внешним воздействиям, а также более доступной ценой, по сравнению с импортными изделиями похожего типа. Многие модели идеально вписываются в понятие вертикальных, доходя высотой почти до 1000 мм

В завершение публикации хотелось бы отметить, что перед тем как остановить свой выбор на одном из видов радиаторов, стоит внимательно изучить их технические и эксплуатационные характеристики. Кроме того, очень важно заранее тщательно промерить место, где будет установлен отопительный прибор. При желании иметь радиатор конкретного цвета, который должен гармонично вписаться в интерьерное решение комнаты, его можно заказать в специализированных магазинах.

Возможно, вас заинтересует информация о том, как выбрать электрический котел отопления

Не стоит выбирать радиаторы, привлекающие откровенно низкой ценой, так как на этом вряд ли удастся сэкономить, потому что они не прослужат долго, а кроме того – могут прибавить немалых проблем, например, залив нижнюю квартиру.

Выбирая приглянувшуюся модель радиатора, необходимо обязательно обратиться к продавцу-консультанту магазина, с просьбой предоставить сертификат на продукцию, а также технический паспорт от производителя. Только опираясь на эти документы можно сделать правильный выбор.

И как завершающий «аккорд» статьи – видеосюжет в помощь по выбору радиаторов отопления. Печи длительного горения для отопления изучайте по ссылке.

Видео — Как выбрать хороший радиатор отопления для квартиры

Видео — Обзор вертикальных радиаторов

Потекла батарея отопления: что делать

Потекла батарея отопления – частая ситуация, возникающая при работе системы отопления. Что делать в этом случае? Порядок действий зависит от того, как подключен радиатор отопления, в какой системе отопления он расположен – в автономной или централизованной, в каком месте протекает устройство и с какой интенсивностью.

На радиаторах отопления возникают следующие виды утечек теплоносителя:

1. В межсекционное соединение;
2. В торцевые заглушки – проходные и глухие;
3. Утечка воды через образовавшиеся трещины основного материала секций (разрыв, разгерметизация).

В любом случае при образовании протечки следует отключить радиатор с помощью запорной арматуры. Если арматура отсутствует и радиатор расположен в квартире с центральным отоплением – при протечке следует обратиться в аварийную службу управляющей компании. Работники УК должны отключить стояки отопления и устранить утечку (либо утечка устраняется самостоятельно).

В автономном комплексе обогрева порядок действий тот же – сначала производится отключение запорно-регулирующей арматурой. Если ее нет – систему останавливают и сливают воду, производят ремонт радиатора.

В некоторых случаях не принимают экстренные меры – если утечка капельная или просто возникает мокрое пятно, капли воды. Но следует понимать, что маленькая утечка в любое время может резко увеличиться – поэтому специалисты не рекомендуют откладывать ремонт.

Производить ремонт – пытаться замазать холодной сваркой, клеем или другими способами – на работающем радиаторе тоже не следует. Практика говорит о том, что достичь результата при попытках герметизации батареи под давлением очень трудно. Не стоит подтягивать и торцевые заглушки – можно еще сильнее повредить прокладку – вода потечет еще сильнее. Заделать течь при образовании трещин крупных размеров просто невозможно.

Причинами протечек на радиаторах обычно являются коррозионный износ межсекционных ниппелей, потеря прочности и эластичности старыми прокладками, уменьшение толщины стенок секций из-за коррозии, гидравлические удары или наружные механические повреждения. После отключения батареи неполадки устраняют методами, выбор которых зависит от типа утечки.

Главными способами ремонта при образовании утечек воды на радиаторах являются:

1. Замена дефектной секции на новую;
2. Ремонт секции из стали с помощью электрической сварки;
3. Ремонт секций из алюминия с помощью аргонной сварки;
4. Применение «холодной» сварки для ремонта трещин на радиаторах любого типа;
5. Подтяжка торцевых заглушек – при неудаче следует заменить прокладку;
6. Замена межсекционных ниппелей и прокладок на новые изделия.

Некоторые виды ремонта можно произвести самостоятельно – нет особой сложности в применении холодной сварки или в подтяжке заглушек устройства. Для проведения других видов ремонта чаще всего приходится обращаться к специалистам, имеющим соответствующий инструмент и навыки. После проведения ремонта батарею следует проверить на герметичность без установки – только при положительном результате устанавливают радиатор на свое место.

Специалисты рекомендуют при образовании протечек не ограничиваться полумерами, а заменить секцию радиатора на новую. Образование дефекта чаще всего сигнализирует об утончении стенки изделия – тогда следующая авария может случиться в любое время. Изношенные межсекционные ниппели и прокладки также лучше поменять на новые.

(Просмотров 230 , 1 сегодня)

Рекомендуем прочитать:

Батареи отопления — Тепло — Статьи и исследования

Когда включат отопление в 2020 году? Прогноз по 20 крупнейшим городам России

Каждую осень жителей российских городов ожидает одна и та же проблема – в квартирах уже холодно, а отопление коммунальщики включать не торопятся. Между тем, в отечественном законодательстве есть четкое определение, когда именно должно быть включено центральное отопление. Опираясь на нормы закона, ЭнергоВОПРОС.ру публикует прогноз включения отопления в крупнейших российских городах.

18.09.2020 г. · Тепло / Батареи отопления · 477392 просмотра

Когда включают отопление? И что делать, если не включают?

В России, как известно, зима подкрадывается незаметно. Для коммунальщиков это нередко становится большим сюрпризом, а для горожан – поводом в очередной раз задаваться вопросами «Когда же дадут отопление?» и «Куда жаловаться, если его нет?»

12.09.2019 г. · Тепло / Батареи отопления · 284345 просмотров

Замена батарей отопления: вопросы и ответы

В квартире зимой стало холодно. Куда податься простому россиянину, не отягощённому специальными знаниями и навыками? Что делать если нет возможности или сил самому взяться и поменять устаревшие радиаторы? Кто может или должен помочь в такой неприятной ситуации? Ответам на эти вопросы и посвящён данный материал.

13.09.2016 г. · Тепло / Батареи отопления · 52653 просмотра

25.04.2016 г. · Тепло / Батареи отопления · 61859 просмотров

25.11.2013 г. · Тепло / Батареи отопления · 7526 просмотров

Как утеплить квартиру?

Зима. Ветер за окнами. Сквозняк колышет занавески… Батареи горячие, но в квартире холодно. Включен электрообогреватель, счетчик послушно отсчитывает киловатты. Вы сидите и, попивая горячий чай, теплым словом вспоминаете коммунальные службы. Знакомая ситуация? Если да, то эти советы для Вас. С их помощью Вы сможете утеплить свою квартиру, перестанете мерзнуть зимой и тратить лишние деньги на оплату электроэнергии.

15.11.2012 г. · Тепло / Батареи отопления · 23703 просмотра

Начало отопительного сезона. Подготовка, проблемы, решения

Отопление — одно из достижений современной цивилизации, которое позволяет современному человеку пережить зиму, имея в домах и в рабочих помещениях такой же уровень комфорта, как и летом. Однако тепло не приходит в наши дома само по себе. Система подачи тепла (система отопления) это сложное инженерное сооружение, функционирование которого  требует своевременного обслуживания, проведения регулярных  и аварийных ремонтных мероприятий, а также наладочных работ.

09.10.2011 г. · Тепло / Батареи отопления · 23647 просмотров

Холодные батареи отопления: что делать?

Что делать, если в вашей квартире батареи холодные, или, наоборот, источают такой жар, что невозможно находится в комнате? Существующая система санитарно-эпидемиологических требований к жилым зданиями и помещениям САНПиН 2.1.2. 1002-00 устанавливает температурный режим в помещениях различного назначения. В случае его нарушения необходимо обращаться в теплоснабжающие организации и органы муниципальной власти.

20.05.2011 г. · Тепло / Батареи отопления · 9932 просмотра

Батареи отопления: как выбрать и какие лучше?

Вас все чаще посещает желание поменять батареи отопления? Но как выбрать эти самые батареи отопления среди огромного множества предлагаемых в торговых точках? Вариантов несколько — спросить у друзей, спросить у сантехника, проконсультироваться в торговой точке торгующей теплотехникой. И, наверняка, вы получите большое количество самых разных ответов. Друг скажет — я поставил классный «алюминий». Сантехник скажет — нет ничего лучше «чугуна». А в фирме начнут рассказывать про чудовищное давление в 40-50 атмосфер которое выдерживает «биметалл» (будто это глубоководный батискаф, а не батарея отопления. Так какой, все таки, отопительный прибор выбрать?

17.05.2011 г. · Тепло / Батареи отопления · 92561 просмотр

Основные виды радиаторов отопления

В настоящее время много квартир в новостройках сдаются в эксплуатацию не только без сантехнического оборудования, но и зачастую без радиаторов отопления. Приобретая недвижимость во вторичном жилфонде также приходится сталкиваться с ситуацией когда необходимо заменить старые батареи, так как их срок службы давно истек. Замена радиаторов отопления довольно хлопотное дело – демонтаж старого устройства, выбор новых радиаторов и установка.

В настоящее время радиаторы отопления представлены таким разнообразием, что мало кто с ходу сможет определиться с выбором, так как не все имеют представление о том, какие бывают батареи отопления.

Как не ошибиться и какие основные критерии необходимо учесть при выборе батарей отопления?

Если вы приобретаете радиаторы для новой квартиры или же решили заменить уже имеющиеся, так как они изношены до предела, в первую очередь следует обратить внимание на их безопасность, надежность и долговечность. Также необходимо выяснить, насколько хорошо батареи справляются со своей основной задачей – обогрев помещения. Обычно выбор осуществляется между четырьмя основными видами – алюминиевые, чугунные, стальные и биметаллические.

Алюминиевые радиаторы

В магазине в первую очередь все обращают внимание на красивый внешний вид и разнообразный дизайн алюминиевых батарей. Преимуществом таких батарей является относительно небольшой вес, что зачастую становится решающим фактором при выборе. Однако есть и недостатки, среди которых основным является тот факт, что алюминиевые батареи сильно подвержены разрушению изнутри, так как горячая вода имеет непосредственный контакт с алюминием, а в ней нередко встречаются твердые частички и медные компоненты, которые истирают стенки секций радиатора. По этой причине эти алюминиевые радиаторы не стоит устанавливать в системе центрального отопления, они больше подойдут для домов с автономными системами отопления. Такие батареи отличаются высокой теплоотдачей. Срок службы около 10-15 лет.

Биметаллические радиаторы

В производстве биметаллических радиаторов используется два металла – внутри батареи находятся стальные или медные трубы, поверх которых “надевается” алюминиевый корпус.  Биметаллические  радиаторы, в отличие от алюминиевых, разрабатывались специально для систем центрального отопления. В этих радиаторах теплоноситель проходит через стальную или медную трубу, а тепло распределяется через алюминиевый корпус. Батареи такого типа выглядят довольно изящно и имеют малый вес, а их формы позволяют обеспечить наибольшую теплоотдачу. Цена биметаллических радиаторов достаточно высокая. Срок службы до 25 лет.

Стальные радиаторы

Стальные радиаторы подходят для малоэтажных домов или для коттеджей с автономной системой отопления. Среди преимуществ этого вида батарей можно выделить высокую теплоотдачу, малый вес и небольшую стоимость. Основным недостатком, как и у алюминиевых радиаторов,  является маленький срок службы, около 10 лет из-за разрушения под действием коррозии. Однако, при одинаковом сроке эксплуатации, алюминиевые батареи обладают более высоким показателем теплоотдачи, что делает этот вид более предпочтительным.

Чугунные радиаторы

Самыми долговечными считаются чугунные радиаторы отопления, так как чугун менее всего подвержен влиянию грязной воды и образование коррозии на нем практически исключено в отличие от алюминиевых или стальных радиаторов. Среди других преимуществ данного вида батарей можно выделить высокий срок эксплуатации до 50 лет, высокая стойкость к механическим повреждениям, равномерный нагрев помещений, большая теплоемкость, которую обеспечивают чугунные стенки и большое количество воды.  Есть и недостатки, которые на фоне преимуществ кажутся незначительными – большой вес и размер, возможен заводской брак, шероховатая поверхность и непривлекательный внешний вид, хотя дизайн современных чугунных радиаторов вполне приемлемый, что делает такой вид батарей конкурентоспособным.

Как автономное вождение влияет на тепловые нагрузки и размер компонентов в Elec

Электрифицированные транспортные средства представляют собой совершенно новый набор конструкторских проблем, а автономное забивание свай — на совершенно новом уровне сложности. Например, разные уровни автономного вождения влияют на энергопотребление, управление температурным режимом и тепловые нагрузки в электрифицированном транспортном средстве и, следовательно, на размер компонентов. Вычислительная модель с высокой точностью может помочь инженерам-конструкторам и производителям автомобилей понять сложные взаимодействия различных систем автомобиля, чтобы количественно оценить влияние предстоящих разработок в этой области.

В этой статье описывается подход, который использует совместное моделирование между двумя программными инструментами для проектирования систем (один на уровне транспортного средства, а другой на уровне тепловой системы). С помощью имитационной модели, которая коррелирует с реальными данными испытаний, этот метод позволяет количественно оценить потенциальное изменение тепла, выделяемого аккумулятором, двигателями и инверторами электромобилей, в результате дополнительной нагрузки от автономного компьютера.Мы проиллюстрируем эффект, используя VW eGolf от PowertrainLive в качестве базового эталонного автомобиля.

Количественная оценка эффекта проводилась в три этапа. Во-первых, мы количественно определили базовую потребляемую мощность и нагрузку на аккумулятор и двигатели для эталонного цикла движения. Сначала мы выбрали городской ездовой цикл, так как он, вероятно, станет незамедлительным приложением для автономных транспортных средств в виде роботакси. Во-вторых, мы добавили потребление электроэнергии и изменение поведения автономного транспортного средства при вождении с помощью моделирования.Наконец, мы вычислили влияние автономного водителя на множество реальных ездовых циклов с различными характеристиками.

Для моделирования всей этой информации мы применили вычислительный анализ с использованием двух инструментов: высокоточной модели PowertrainLive, имитационной модели транспортного средства от CSEG и программного обеспечения 1D вычислительной гидродинамики (CFD) Simcenter Flomaster от Siemens для анализа внутреннего потока и моделирования теплового переходные процессы в системе. Модель транспортного средства суммирует экономию топлива, диапазон заряда аккумулятора, а также тепловые и эксплуатационные характеристики различных компонентов.Программа моделирования CFD позволила нам смоделировать систему охлаждения и понять ее влияние на воздушный поток.

Мы смоделировали батарею, используя представление RC, чтобы ускорить вычисления, но при этом зафиксировать переходные процессы батареи с приемлемой точностью. Напряжение, сопротивление и емкость зависят от состояния заряда аккумулятора и температуры аккумулятора. Мы разработали рабочие характеристики аккумулятора для всего рабочего диапазона, от полностью заряженного до полностью разряженного, и при температуре окружающей среды от -7 до 45 ° C.Это позволяет получить точное представление о характеристиках аккумуляторной батареи во всех пяти ездовых циклах EPA.

На рис. 1 показаны некоторые карты производительности аккумулятора. Напряжение холостого хода зависит от температуры аккумулятора и уровня заряда. Напряжение немного падает в зависимости от состояния аккумулятора и заряда. (Источник изображения: Mentor)

На рисунке 2 показано, как эта модель батареи предсказывала производительность по сравнению с данными испытаний в модели автомобиля.Приведенная ниже корреляция показывает текущий спрос на ездовой цикл USO6, агрессивный и очень кратковременный ездовой цикл, используемый EPA. Модель транспортного средства смогла достаточно хорошо спрогнозировать пики и кратковременность тока, чтобы уловить иногда незаметные эффекты изменения поведения водителя.

После того, как был достигнут приемлемый уровень точности, мы изучили влияние функций автономного вождения на автомобиль, а именно повышенного энергопотребления, увеличения веса и менее агрессивного профиля вождения в результате повышения осведомленности окружающих.

Энергопотребление автономных транспортных средств (АВ) значительно варьируется в зависимости от типа используемых датчиков и уровня развития технологии. Она может варьироваться от 500 Вт для Tesla до 2,5 кВт для экспериментального автономного транспортного средства с LIDAR и компьютерами в багажнике. В нашем исследовании мы предположили, что мощность датчиков и компьютера составляет 900 Вт, основываясь на интервью с несколькими производителями автомобилей AV.

Мы предположили, что вес компьютера и датчиков увеличился примерно на 50 кг.Это то, что широко считается дополнительным весом для автономных датчиков и компьютеров.

Наконец, мы рассмотрели влияние изменения профиля вождения. Профиль автономного вождения был немного менее агрессивным и был представлен более плавным профилем вождения и ограниченными пределами ускорения, которые обычно используются в целях безопасности. Модель водителя проиллюстрирована на рисунке 3. Обновленный профиль вождения был рассчитан моделью водителя с учетом изменений фактора агрессивности и ограничений на ускорение.Модель использовала ездовой цикл, дорожные условия и уклон в качестве входных данных для автономного контроллера вождения для определения положения педали акселератора и нового профиля движения.

С готовыми вычислительными моделями мы рассмотрели снижение энергопотребления базового автомобиля. Первым рассмотренным нами ездовым циклом был городской ездовой цикл, типичная поездка на городском такси (показана на рисунке 3b оранжевой линией).Базовое энергопотребление автомобиля в этом сценарии составляет 0,47 кВт / ч для 8-минутной и 2,2-мильной езды. Такой уровень энергопотребления и профиль вождения дали нам базовый запас хода в 99 миль. При увеличении энергопотребления AV-пакета на 900 Вт и снижении веса на 50 кг дальность действия батареи снизилась с 99 до 62 миль. Более плавное вождение от автономного контроллера уменьшило всплески энергопотребления и тем самым увеличило запас хода батареи до 81 мили.

Что касается управления температурным режимом, мы наблюдали некоторые интересные тенденции для тепловых нагрузок аккумулятора и двигателя.И пиковая, и средняя тепловая нагрузка за цикл снизились почти на 50%. Рисунок 4 иллюстрирует это на графиках переходного профиля. Почему такое резкое снижение тепловой нагрузки аккумулятора? Нагрев батареи вызван сопротивлением внутри батареи, которое является функцией тока второго порядка. По мере того, как потребление тока падает, тепловая нагрузка батареи падает на квадрат падения тока.

Хотя снижение пиковых тепловых нагрузок было ожидаемым из-за ограниченного ускорения, мы были удивлены, увидев падение средней тепловой нагрузки за цикл даже при дополнительной электрической нагрузке на аккумулятор от компьютера и датчиков.Это было результатом уменьшения всплесков тока от постоянной зарядки и разрядки. Тепловая нагрузка при прерывании цикла также снизилась почти на 50%. Это снижение тепловой нагрузки уменьшает размер чиллера для системы терморегулирования аккумуляторной батареи и дополнительно влияет на мощность компрессора.

Был ли этот эффект только для того ездового цикла, который мы выбрали, или он действительно преобладал в нескольких ездовых циклах, и представлял ли он общее вождение? CSEG собрал множество реальных ездовых циклов в Мичигане, и мы оценили влияние на AV-технологии на некоторых из этих ездовых циклов с разными ускорениями, средними скоростями и расстояниями езды. Тенденции остались схожими, при этом количество капель варьировалось в зависимости от цикла езды.На рисунке 5 показаны числа из расчетов PowertrainLive для города и езды по шоссе.

На основе этого исследования мы смогли проанализировать и сравнить влияние автономного вождения электромобилей на запас хода и тепловые требования. Мы обнаружили, что в условиях городской езды заряд батареи значительно снизился из-за энергопотребления компьютера.В то время как общее энергопотребление от аккумулятора было выше, пиковая и средняя тепловая нагрузка за цикл от аккумулятора была ниже из-за снижения агрессивности при вождении и скачков потребления тока.

Вы можете проводить аналогичные эксперименты с вашими проектами электромобилей, используя те же инструменты. Имитационная модель транспортного средства PowertrainLive и соответствующие модели транспортных средств доступны через Интернет-браузер и по подписке. Модель транспортного средства может быть интегрирована с вашими текущими инструментами проектирования, такими как FloMaster.Вы также можете бесплатно пройти тест-драйв Flomaster в облаке.

Для получения дополнительных сведений и данных исследования, пожалуйста, напишите автору по адресу [email protected]

Судхи Уппулури — технический директор CSEG, производителя PowertrainLive. Он имеет 20-летний опыт моделирования автомобильных трансмиссий. Он также преподает в Университете Висконсина в Мэдисоне по моделированию уровня транспортных средств и имеет различные технические публикации по смежным темам в журналах SAE и AIAA.

Дуг Колак (Doug Kolak) — менеджер по развитию бизнеса в отделе механического анализа компании Mentor, A Siemens Business. Он присоединился к команде Flomaster в 2007 году в качестве инженера CFD, за это время он много работал с ведущими компаниями в аэрокосмической, автомобильной и обрабатывающей промышленности по всему миру, чтобы понять возникающие проблемы и разработать программные инструменты, которые лучше соответствуют этим требованиям.

Зачем тратить на отопление кабины? (Видео)

Среди недостатков автомобилей, которые работают от аккумулятора, — энергия, необходимая для обогрева кабины.

Как известно водителям электромобилей в странах с менее умеренным климатом, нагрев кабины до комнатной температуры оказывает огромное влияние на запас хода батареи — возможно, до 40 процентов.

Аналогичное воздействие наблюдается и при использовании кондиционеров, но для охлаждения автомобиля от 90 до 70 градусов F (от 32 до 21 градусов C) требуется гораздо меньше энергии, чем для его нагрева от 25 до 70 градусов F ( — от 4 до 21 градуса С).

НЕ ПРОПУСТИТЕ: Nissan Leaf, потеря диапазона напряжения Chevy зимой: новые данные из Канады

В следующей статье предлагается альтернатива использованию энергии батареи для управления климатом в электромобилях.

Он был написан владельцем Tesla Model S Томасом Э. Муром из Аннаполиса, штат Мэриленд, и (слегка) отредактирован Green Car Reports для большей длины и ясности.

Он пишет …

Tesla Model S 2013 года на пароме в Хорсшу-Бэй, Канада [фото: владелец Винсент Аргиро]

У электромобилей ахиллесова пята воспаляется и становится болезненной в это время года, особенно в северном климате. Они страдают от слишком большого количества хорошего, а именно от энергоэффективности.

В то время как более 75 процентов энергии топлива для двигателя внутреннего сгорания тратится впустую в вздымающихся облаках тепла, электродвигатели настолько эффективны, что они тратят лишь около 10 процентов своей энергии на тепло.

Tesla Model S может взорвать газовые маслкары на драг-полосах с запасом энергии, эквивалентным менее 2,5 галлонов (10 литров) бензина, но при хорошей погоде он рассчитан на дальность действия 265 миль (427 километров). .

ТАКЖЕ СМОТРИТЕ: Электромобили зимой: шесть шагов для увеличения запаса хода

Но все это меняется, когда электромобили ездят в морозную погоду, и становится еще хуже в арктических условиях. Даже если пассажиры готовы «замерзнуть на медленной полосе», батареи необходимо держать в тепле, чтобы обеспечить регенерацию и обеспечить их полный запас энергии.

Хорошая новость заключается в том, что в жаркую погоду требуется меньше кондиционеров, чтобы преодолевать тепло, выделяемое самим автомобилем, как и для автомобилей с двигателем внутреннего сгорания. Тем не менее, это небольшое утешение для водителя, у которого в метель закончилась энергия на половине его или ее нормального диапазона.

Итак, что можно сделать?

2012 Nissan Leaf зимний тест

Лучший способ обогрева с помощью электричества — это включить тепловой насос кондиционера в обратном направлении, чтобы он охладил снаружи и отводил тепло внутрь.Это обеспечивает в 4-5 раз больше энергии, чем требуется для перекачивания.

Это означает, что определенное количество электроэнергии примерно в четыре раза более ценно для работы теплового насоса, чем просто для обогрева кабины посредством резистивного обогрева.

Последние модели Nissan Leaf оснащены реверсивным тепловым насосом для обогрева и охлаждения, что значительно сокращает потери запаса хода в холодную погоду. Как ни странно, премиальная Tesla Model S не обеспечивает этой функции своим тепловым насосом.

Но тепловой насос теряет эффективность при понижении температуры наружного воздуха, поэтому для самых холодных условий требуется дополнительное тепло.

Это часто обеспечивается электрическим резистивным нагревом, который вырабатывает только 20 процентов энергии, которую мог бы обеспечить тепловой насос.

По той же причине, по которой электромобили — отличная идея, нагрев электромобилей электрическим сопротивлением — ужасная идея.

2012 Nissan Leaf зимний тест

Теперь рассмотрим «гибридный» автомобиль другого типа.Он будет использовать два вида энергии для управления климатом: энергия батареи для движения автомобиля, но также для включения компрессора теплового насоса и горючая энергия для обогрева автомобиля, когда тепловому насосу требуется помощь.

Учитывая очень высокую удельную энергию углеводородного топлива, даже небольшой бак удвоит или утроит общую энергию, доступную для транспортного средства, с незначительным увеличением массы и сложности.

Это намного проще и легче, чем использовать двигатель внутреннего сгорания в качестве источника тепла.Получение того же количества энергии за счет увеличения размера батареи само по себе звучит элегантно, но было бы гораздо дороже — и фактически оказалось бы расточительным при использовании ценной электроэнергии.

Одним из примеров реализации этой концепции является «Балтийский биогазовый автобус», который сейчас развернут в Бергене, Норвегия, и Вестеросе, Швеция.

VanHool ‘Baltic Biogas Bus’

Скандинавия — один из пионеров в мире по переработке отходов в «биогаз» с превосходной плотностью энергии.Получающееся в результате топливо является углеродно-нейтральным или близким к нему, потому что при его генерации расходуется столько же CO2, сколько выделяется при его сжигании.

Второй пример — Станислав Ярач из Сомерсета, штат Нью-Джерси, которому принадлежит электрический миникар Mitsubishi i-MiEV.

Он обнаружил, что часто сталкивается с неприемлемой потерей дальности во время зимнего вождения, и, имея всего 62 мили для старта, ему нужен каждый бит запаса хода, который i-MiEV может предложить.

Малый бак дизельного топлива для обогрева салона в Mitsubishi i-MiEV; владелец, Станислав Ярач, из Somerset, NJ

Ярач нашел коммерческий «готовый» стояночный обогреватель, который можно было установить для обеспечения всего тепла, которое ему потребуется в течение нескольких часов вождения, используя всего 1 литр дизельного (или биодизельного) топлива, тем самым сохранив запас хода даже в самая холодная погода.

Один газовый баллон для гриля-барбекю вмещает около 115 киловатт-часов тепловой энергии, что равно примерно 3,5 галлонам (13 литрам) бензина. Это больше, чем энергоемкость самых больших аккумуляторов, доступных сейчас в любом электромобиле.

И этого количества энергии хватило бы на то, чтобы обогреть автомобиль в самую холодную зимнюю погоду, преодолев расстояние не менее 300 миль. Кроме того, перед поездкой можно было бы подготовить аккумуляторные батареи и кабину.

Учитывая, что электричество является лучшей энергией для вращения валов и движения транспортного средства, а сгорание — лучшим переносным источником энергии для обогрева, когда это необходимо, какой производитель первым объединит их?

Они могли бы назвать такой вариант с нейтральным выбросом углерода в холодную погоду для электромобилей Thermal Hybrid A Additional Warmth (THAW), который владельцы будут использовать вместо добавления ДВС.

Том Мур был учителем физики и математики, научным сотрудником, научным сотрудником университета и научным сотрудником проекта НАСА в серии миссий по изучению взаимодействия между атмосферой Солнца, Землей и другими планетами. Его текущий проект — Миссия Магнитосферного Мультимасштаба, которую он любит называть миссией «Магнитная мускулатура космоса».

_______________________________________

Следите за сообщениями GreenCarReports в Facebook и Twitter.

Батарейное отопление в комнате. Уютное теплое место в доме. Автономный режим. Фотография, картинки, изображения и сток-фотография без роялти. Фото 147657806.

Батарейное отопление в комнате.Уютное теплое место в доме. Автономное отопление.

Таблица размеров

Используете это изображение на предмете перепродажи или шаблоне?

Распечатать Электронный Всесторонний

3960 x 2640 пикселей | 33.5 см x 22,4 см | 300 точек на дюйм | JPG

Масштабирование до любого размера • EPS

3960 x 2640 пикселей | 33,5 см x 22,4 см | 300 точек на дюйм | JPG

Скачать

Купить одно изображение

6 кредита

Самая низкая цена
с планом подписки

• Попробовать 1 месяц на 2209 pyб
• Загрузите 10 фотографий или векторов.
• Нет дневного лимита загрузок, неиспользованные загрузки переносятся на следующий месяц

221 ру

за изображение любой размер

Цена денег

Ключевые слова

Похожие изображения

Нужна помощь? Свяжитесь с вашим персональным менеджером по работе с клиентами

@ +7 499 938-68-54

Мы используем файлы cookie, чтобы вам было удобнее работать.Используя наш веб-сайт, вы соглашаетесь на использование файлов cookie, как описано в нашей Политике использования файлов cookie

Заправка топливом для автономного вождения с оптимизированной конструкцией аккумуляторов

Представьте себе будущее, в котором каждый на дороге будет использовать автономное транспортное средство (AV). Кажется, это прямо из футуристического телесериала Netflix® Black Mirror , верно? А теперь представьте, что эти автономные транспортные средства испускают грязные выхлопы и нуждаются в регулярных посещениях заправочных станций для заправки.Это кажется анахронизмом, как полное оснащение умного дома новейшими устройствами Интернета вещей… только для того, чтобы соединить все это с коммутируемым доступом в Интернет.

Автономные автомобили не работают и не будут работать только на бензине. Вместо этого центральный вопрос заключается в том, следует ли производить только полностью электрические AV или можно также производить AV с гибридными двигателями. У каждой стороны есть свои аргументы.

В гибрид или не в гибрид

С одной стороны, многие автомобильные компании, разрабатывающие беспилотные автомобили, ожидают, что их основное использование — по крайней мере, поначалу — будет сосредоточено на совместном использовании поездок, как такси без водителей.Гибридный двигатель, сочетающий в себе газ и электроэнергию, позволяет автомобилям проводить больше времени в дороге (и зарабатывать деньги), чем заряжаться в гараже.

С другой стороны, некоторые автомобильные компании, наряду с экологическими организациями, обеспокоены тем, что, поскольку эти автомобили, вероятно, будут перевозить пассажиров и доставлять грузы без остановок, уровень загрязнения будет расти в геометрической прогрессии, нанося ущерб окружающей среде.

В любом случае, батареи электромобилей необходимо оптимизировать для автономного вождения с учетом таких факторов, как выходная мощность батареи и ее ухудшение.Используя программное обеспечение COMSOL Multiphysics® и дополнительный модуль «Аккумуляторы и топливные элементы», ученые и инженеры могут изучать и проектировать аккумуляторные системы как для гибридных, так и для полностью электрических автономных транспортных средств.

Конструкции аккумуляторов с оптимальной выходной мощностью

По своей природе автономные транспортные средства содержат больше электронных компонентов, чем обычные автомобили. Помимо самого автомобиля (а также его огней, сигнализации и радио), AV-системы содержат навигационные системы и оборудование для обнаружения и определения местоположения. Большое потребление энергии означает, что батареи разряжаются быстрее, чем обычно.Батареи для AV должны быть рассчитаны на более длительный срок службы и выходную мощность, чтобы они могли удовлетворять потребности в энергии.

Системы управления батареями

Как в гибридных, так и полностью электрических транспортных средствах система управления батареями (BMS) является чрезвычайно важным фактором проектирования. Точно отслеживая активность батареи, BMS максимизирует выходную мощность, срок службы и безопасность. Моделирование литий-ионной батареи в изотермических условиях может помочь вам проанализировать факторы, которые важны при проектировании BMS, в том числе:

• Напряжение
• Поляризация (падение напряжения)
• Внутреннее сопротивление
• Состояние заряда (SOC)
• Допустимая скорость

Рассмотрим модель (ниже) одномерной литий-ионной батареи, изготовленной из графита и литий-ионного оксида марганца (LMO), экономичного и термически стабильного материала топливных элементов, с настройками по умолчанию в материале. библиотека в модуле «Батареи и топливные элементы».

Схема основных компонентов BMS для электромобилей.

Модель аккумулятора состоит из четырех областей:

1. Отрицательный пористый электрод
2. Разделитель
3. Положительный пористый электрод
4. Электролит

Модель позволяет вам тестировать входные данные, чтобы увидеть, как они влияют на общую производительность аккумулятор. Эти факторы могут включать начальное напряжение ячейки; емкость батареи; толщина сепаратора и электродов; и SOC элемента, который представляет собой процент заряда, оставшегося в аккумуляторной батарее электрического или гибридного автомобиля, аналогично уровню индикатора уровня топлива в транспортном средстве с газовым двигателем.

Цикл движения

Транспортные средства работают в соответствии с определенным циклом движения , во время которого отслеживаются изменяющиеся температура и напряжение аккумулятора. Цикл движения сообщает BMS, каково значение SOC батареи: фактически, разряжена она или полна. Затем блок управления прекращает разрядку (если батарея разряжена) или зарядку (если батарея полная).

Одномерная модель может быть расширена за счет включения теплового анализа для выполнения мониторинга цикла движения.Рассмотрим аккумуляторную батарею, которая подвергается ездовому циклу гибридного автомобиля.

Инженеры могут смоделировать цикл работы литий-ионной батареи, чтобы предсказать ее производительность, проанализировать параметры, которые трудно измерить, или подтвердить экспериментальные результаты. Вот несколько факторов, которые влияют на ездовой цикл аккумулятора:

• Внутреннее сопротивление и поляризация в каждой части аккумуляторного элемента
• Элемент SOC
• SOC каждого материала электрода
• Местная температура
• Материалы

Ток Входные данные нагрузки могут быть импортированы в модель из данных внешнего цикла привода, таких как время в зависимости от скорости C (скорость разряда батареи относительно ее максимальной емкости).В этом случае импортированные данные соответствуют значениям, типичным для гибридного электромобиля. Анализ может многое рассказать о цикле работы аккумулятора, включая напряжение элемента, электрический потенциал и общую поляризацию. Также возможно определить SOC ячейки и электродов под нагрузкой (а также температуру) во время цикла движения.

Результаты этого примера показывают, что ездовой цикл подходит для этого типа конструкции батареи.Они также показывают, что можно улучшить управление теплом, чтобы аккумулятор мог выдерживать более длительные циклы езды. Как мы обсудим в следующем разделе, оптимизация ездового цикла AV повлияет на их успех на рынке потребительских транспортных средств.

Оценка мощности по сравнению с энергией

Скорость передачи используется для определения того, предназначена ли батарея для использования по назначению. Есть два варианта: оптимизация энергии и оптимизация мощности. Энергетически оптимизированные батареи имеют большую емкость или энергоснабжение, но относительно низкие нагрузки по току, что делает их хорошим выбором для использования в портативных электронных устройствах.Для гибридных и электромобилей оптимизированные по мощности батареи являются лучшим вариантом. Эти батареи имеют относительно небольшую емкость, но имеют большие токовые нагрузки; например, их можно заряжать очень большими токами.

Возвращаясь к одномерной модели литий-ионной батареи, вы можете выполнить оценку зависимости мощности от энергии, чтобы определить емкость батареи. Моделирование исследует при различных токовых нагрузках разряд батареи из полностью заряженного состояния и заряд батареи из полностью разряженного состояния.

Результаты показывают напряжение элемента при различных токовых нагрузках и могут использоваться для сравнения выходной энергии и мощности конструкции батареи. График Ragone (вверху справа) демонстрирует влияние химического состава батареи и скорости разряда на емкость батареи.

Моделирование разряда аккумулятора

Переход к автономному вождению не произойдет в одночасье.Многие новаторы думают, что когда AV впервые появятся на рынке, это будет в форме совместного использования автомобилей, а не отдельных автомобилей для одного человека или семьи. Логически это означает, что к каждому AV в парке компании, занимающейся каршерингом, будет получать доступ около десяти пассажиров в день вместо одного, и они будут работать круглосуточно, а не по расписанию одного человека.

Фактически, использование AV в основном для совместного использования поездов приведет к тому, что автомобильные аккумуляторы изнашиваются намного быстрее, чем аккумуляторы в обычных автомобилях для одного дома.Здесь в игру вступает анализ замирания емкости.

Уменьшение емкости

Батареи претерпевают как уменьшение емкости, так и уменьшение мощности, но есть разница. Падение мощности — это пониженное напряжение батареи для данной скорости разряда. Исчезновение емкости — это потеря емкости аккумулятора независимо от текущей скорости.

Различные материалы ячеек, из которых состоит аккумулятор, а также их различные комбинации вызывают разную скорость старения и даже могут ускорить процесс и, следовательно, потерю емкости аккумулятора.Определенные факторы, которые влияют на старение и деградацию аккумуляторных элементов, включают:

• Стадия цикла нагрузки
• Потенциал
• Локальная концентрация
• Температура
• Направление тока

Путем проведения зависимого от времени анализа аккумулятора во время цикла, можно найти напряжение во время разряда и сравнить емкость как с общим накопленным временем цикла, так и с общим количеством циклов. Также можно анализировать объемную долю электролита и падение потенциала пленки на границе раздела фаз твердого электролита (SEI) в зависимости от номера цикла и локального SOC на границах разделитель-электрод.(SEI обеспечивает электролиты изоляцией и проводимостью.) Эти факторы могут помочь в разработке аккумуляторов, оптимизированных для длительного и постоянного использования в AV.

Автономное обслуживание и контроль состояния аккумуляторных батарей

Автономное обслуживание и контроль состояния аккумуляторных батарей

Грег Касвелл, Eli Aghassi DfR Solutions, Селина Дж. Миколайчак, Кен Земах, партнеры по анализу экспонентных отказов

Аннотация

Основной проблемой, с которой сталкиваются военные при использовании возобновляемого источника энергии литий-ионных батарей, является разработка решений для логистических проблем, связанных с саморазрядом аккумуляторных батарей при хранении на борту транспортных средств-амфибий, кораблей Морских сил предварительного позиционирования (MPF) и наземные складские помещения.Вторая проблема связана с наличием методологии быстрого и экономичного определения состояния здоровья (SOH) большого количества батарей во время хранения.

Из-за большого объема батарей, используемых Министерством обороны (DoD), для персонала DoD становится нецелесообразным из-за времени, безопасности и затрат проводить профилактические перезарядки всех хранящихся батарей каждые 3-6 месяцев. Кроме того, в некоторых местах, например на судовых платформах, в настоящее время запрещена зарядка литиевых батарей из соображений безопасности, что усугубляет логистические проблемы.

Министерству обороны требуется автономная технология обслуживания аккумуляторов, которая поможет поддерживать аккумуляторы безопасным и контролируемым образом во время длительного хранения на борту корабля или в складских помещениях. Эта технология должна быть способна устранить любые воздействия на безопасность хранилища, если батарея перейдет в режим теплового разгона. В технологии следует также:

• Компенсация саморазряда в батарее
• Не требует значительных людских ресурсов для эксплуатации или обслуживания батарей
• Автономное распознавание и обслуживание широкого спектра литиевых батарей
• С минимальным общим влиянием на стоимость
• Не изменять аккумулятор и не влиять на производительность при использовании во время развертывания
• Позволяет легко контролировать систему работниками депо, чтобы помочь быстро определить работоспособность большого количества батарей (режим запроса)
• Упреждающее оповещение рабочих депо, когда аккумулятор не работает / не заряжается / не поддерживает заряд в пределах требуемых параметров производительности, либо автономная система обслуживания аккумулятора обнаружила системную проблему с помощью встроенного теста [BIT] (режим предупреждения).

Эта статья предлагает жизнеспособный подход для выполнения этих действий.

Введение

привлекательны для военных приложений, поскольку они имеют ряд важных преимуществ по сравнению с конкурирующими технологиями: они, как правило, намного легче, чем другие типы аккумуляторных батарей того же размера, имеют более высокую емкость, хорошие характеристики скорости, более низкую скорость саморазряда. , и лучшие характеристики хранения. Например, обычная литий-ионная батарея может хранить 150 ватт-часов электроэнергии на 1 килограмм батареи, в то время как аккумуляторная батарея NiMH (никель-металлогидридная) может хранить около 100 ватт-часов на килограмм, хотя от 60 до 70 ватт- часы могут быть более типичными.Свинцово-кислотный аккумулятор может хранить только 25 ватт-часов на килограмм. Используя свинцово-кислотную технологию, требуется 6 кг для хранения того же количества энергии, которое может выдержать 1-килограммовый литий-ионный аккумулятор.

Кроме того, перемещение батарей на поле боя и в удаленные места и обратно имеет серьезные негативные логистические последствия с точки зрения как повышенной угрозы для линий снабжения, так и затрат. Литий-ионные батареи, благодаря своим техническим преимуществам, упомянутым выше, являются одними из немногих перезаряжаемых химических элементов, способных адекватно заменить большое количество первичных батарей в боевой обстановке.

Конфигурации ячеек

Литий-ионная батарея состоит из анода, катода, сепаратора и неводного электролита. Ионы лития перемещаются от анода к катоду во время разряда и осаждаются внутри катода (интеркалируются). Ионы меняют направление во время зарядки. В ячейке чередующиеся слои анода и катода разделены пористой пленкой (разделителем). Неорганический электролит обеспечивает среду для переноса ионов лития. Ячейку можно сконструировать путем наложения чередующихся слоев электродов (типично для призматических ячеек с высокой производительностью) или путем наматывания длинных полос электродов в конфигурацию «желеобразный валик», типичную для цилиндрических ячеек (пример показан на рисунке 1).Пакеты или рулоны электродов могут быть вставлены в твердые корпуса, которые герметизированы прокладками (большинство имеющихся в продаже цилиндрических ячеек), твердые корпуса, сваренные лазером, или заключенные в пакеты из фольги с термосвариваемыми швами (обычно называемые литий-ионными полимерными элементами). В механическую конструкцию ячейки также могут быть включены различные механизмы безопасности. Литий-ионный аккумулятор состоит из нескольких отдельных ячеек, которые упакованы вместе.

Некоторые распространенные катодные материалы включают LiCoO2, LiMn2O4, LiNiO2, LiFePO4, Li2FePO4F и различные смеси оксидов никеля, марганца и кобальта (Li (NixMnyCoz) O2).Наиболее распространенный анодный материал — это углерод в той или иной форме, обычно графит. Морфология и кристалличность углеродных частиц могут широко варьироваться. Также предпринимаются попытки применения анодов из Li22Si5, Li22Ge5 и титаната (Li4Ti5O12). Исследования катодных и анодных материалов и морфологии продолжаются и быстро развиваются с удивительно короткими задержками вывода новых технологий на рынок. Текущие исследования, сосредоточенные на анодах и катодах наноструктур, изготовленных из различных материалов, номинально обещают значительный выигрыш как в плотности энергии, так и в долговечности.

Для увеличения емкости аккумулятора желательно, чтобы материалы анода и катода были пористыми с большой площадью поверхности, чтобы обеспечить большее количество мест для интеркаляции ионов лития. Таким образом, электроды состоят из паст, состоящих из мелких частиц, покрытых тонкими токосъемниками (обычно тонкой медной или алюминиевой фольгой). Хотя меньшие размеры частиц и более высокая пористость обычно приводят к более высокой емкости и скоростным возможностям, на другие свойства ячеек, такие как срок службы, скорость саморазряда и термическую стабильность, может отрицательно повлиять увеличенная площадь поверхности (наноструктуры обещают ограничить эти недостатки, объясняя их популярность в исследованиях).

Сепараторы литий-ионных ячеек чаще всего представляют собой пористые полиэтиленовые или полиэтилен / полипропиленовые пленки, которые плавятся и закрывают поры при повышенных температурах: они называются «отключающими» сепараторами и служат для остановки реакции, которая может привести к тепловому выходу из строя. отказ. Толщина, пористость и проницаемость сепаратора могут значительно варьироваться в зависимости от желаемых свойств ячеек. Например, одним из способов увеличения емкости и производительности конструкции ячейки является выбор более тонкого сепаратора и, таким образом, включение большего количества электродного материала в данный фиксированный корпус ячейки.Однако общеизвестно, что эта стратегия в прошлом приводила к отказам ячеек, поскольку некоторые поставщики обнаружили, что металлические фрагменты, которые были слишком малы для короткого замыкания ячейки с более толстым разделителем, начали вызывать сбои, когда разделитель был сделан более тонким. Новые сепараторы останова продолжают разрабатываться и применяться в промышленных ячейках. Кроме того, ряд производителей сепараторов в настоящее время экспериментируют с сепараторами различной конструкции, например, сепараторами с керамическим покрытием или сепараторами из термостойких нетканых материалов.

Электролиты литий-ионных элементов обычно состоят из солей LiPF6, LiBF4 или LiClF4, растворенных в смеси этиленкарбоната, диметилкарбоната и / или диэтиленкарбоната. Соотношения в смеси будут варьироваться в зависимости от желаемых свойств ячеек; например, ячейка, предназначенная для применения при низких температурах, вероятно, будет содержать электролит с более низкой вязкостью, чем элемент, оптимизированный для применений при комнатной температуре. Производители элементов также обычно включают в себя различные добавки в низких концентрациях для улучшения рабочих характеристик, таких как сопротивление перезаряду, срок службы, календарный срок службы и стабильность элементов.

Компоненты ячейки, химический состав, материалы электродов, размеры частиц, распределение частиц по размерам, покрытия на отдельных частицах, связующие материалы, стили конструкции ячейки и т. Д. Обычно выбираются разработчиком ячейки для оптимизации семейства свойств ячейки и критериев производительности. В результате не существует «стандартного» литий-ионного элемента, и даже элементы, которые номинально выглядят одинаковыми (например, электроды из оксида кобальта / графита), могут демонстрировать существенно разные рабочие характеристики, срок службы и характеристики старения.Кроме того, поскольку химия литий-ионных элементов является областью активных исследований, можно ожидать, что производители элементов будут продолжать изменять конструкции элементов в обозримом будущем.

Проблемы с хранением

Правильно спроектированные и изготовленные литий-ионные элементы имеют очень низкую скорость саморазряда — обычно указывается в диапазоне 1-5% в месяц. При хранении при температуре 25 ° C или ниже и первоначально при приблизительно 50% SOC можно ожидать, что высококачественный литий-ионный элемент будет испытывать минимальный рост внутреннего импеданса и оставаться в приемлемом диапазоне напряжений в течение многих лет.Хранение (календарное старение) при повышенных температурах и высоких напряжениях (например, при полной зарядке) приводит к усиленной деградации компонентов элемента, что приводит к увеличению внутреннего импеданса. Хранение при низких напряжениях (и низких температурах) снижает величину эффекта календарного старения и, таким образом, может указывать на то, что хранение при низких напряжениях предпочтительнее для максимального увеличения срока службы элементов. Однако большинство конструкций литий-ионных элементов страдают от деградации, если они остаются в сильно разряженном состоянии (напряжение элемента ~ 1 В): может произойти коррозия медных токосъемников, которая приведет к быстрому росту импеданса и даже может привести к тепловой разгон ячейки при перезарядке.Таким образом, помещать разряженный элемент (~ 3 В) в хранилище обычно не рекомендуется, поскольку длительные периоды хранения могут привести к чрезмерной разрядке элемента. Основываясь на этих факторах, производители литий-ионных элементов определили, что размещение элементов в хранилище с ~ 50% полным состоянием заряда (50% SOC) является оптимальным: пониженное напряжение элемента снижает эффект календарного старения, в то время как оставшаяся емкость составляет Ячейка предотвратит чрезмерную разрядку ячейки в течение значительного периода времени.

Существует ограниченное количество условий, при которых высококачественная ячейка, изначально сохраненная при 50% SOC, будет относительно быстро разряжаться:

1. Элемент может содержаться в плохо спроектированном аккумуляторном блоке с высокой скоростью потребления энергии, который не включает должным образом спроектированный спящий режим для длительного хранения.
2. Элемент может содержаться в плохо собранном аккумуляторном блоке, который имеет высокую скорость потребления энергии из-за непреднамеренного тока утечки (например, плохая пайка приводит к небольшому короткому замыканию).
3. Ячейка опорожняется из-за внутреннего короткого замыкания, вызванного производственным дефектом, таким как металлическое загрязнение или последующее повреждение элемента (слабый элемент).
4. Ячейка соединена параллельно со слабой ячейкой и дренируется внутренним коротким замыканием внутри слабой ячейки.
5. Элемент разрушился (например, из-за длительного воздействия высоких температур) и значительно потерял емкость.

Все эти случаи указывают на проблемную ячейку или устройство или на плохой контроль условий хранения. Фактически, долгосрочное хранение дает возможность идентифицировать и утилизировать элементы с высокими скоростями саморазряда, которые могут плохо работать в полевых условиях или привести к тепловому выходу из строя при перезарядке.

Термический побег

Термический путь означает быстрое самонагревание ячейки. Это может произойти по разным причинам, например: внутреннее или внешнее короткое замыкание элемента, внешний нагрев элемента или перезаряд элемента.Из-за высокой плотности энергии современных литий-ионных элементов (электрическая энергия) и присутствия легковоспламеняющегося электролита (химическая энергия) событие теплового разгона литий-ионного элемента может быть очень мощным. Температурный разгон в одиночной ячейке может легко обеспечить необходимое тепло для соседних ячеек, чтобы начать внутренние экзотермические реакции разложения, вызывая распространение событий теплового разгона на соседние ячейки. Температурный разгон может привести к разрушению батареи, возгоранию и повреждению расположенного поблизости оборудования или персонала.

Было замечено, что подавляющее большинство термических реакций разгона, которые происходят в полевых условиях, происходят во время или вскоре после зарядки элемента. С чисто энергетической точки зрения, тепловой разгон элемента маловероятен в элементе с низким уровнем заряда. Собственное тестирование Exponent показало, что для многих литий-ионных ячеек даже сильное раздавливание ячеек с SOC ниже ~ 50% не приведет к серьезной реакции (только относительно умеренный нагрев элементов). Кроме того, исследования показывают, что зарядка элементов может вызвать тепловой сбой благодаря механизму литиевого покрытия / роста дендритов / микрокороткообразования, которые могут возникать в месте дефекта ячейки.

Основываясь на этих знаниях, мы считаем, что следует по возможности избегать зарядки элементов или аккумуляторных блоков, находящихся на хранении, поскольку один элемент при тепловом разгоне может воспламенить окружающие горючие материалы и распространить реакцию на окружающие элементы или аккумуляторные блоки. Если это неизбежно, не следует заряжать элементы или аккумуляторные батареи, находящиеся на хранении, выше 50% SOC. Мы предлагаем разработать систему, которая предоставит матрицу решений для определения того, следует ли предпринимать попытку ограниченной перезарядки или следует утилизировать аккумуляторные блоки, содержащие эти элементы.Эта система обязательно включает в себя метод идентификации ячеек или блоков, которые демонстрируют высокую скорость саморазряда в течение продолжительных периодов хранения. Эти элементы или блоки должны быть помечены для утилизации, чтобы снизить риск неуправляемых термических реакций элементов. Система также должна оценивать низкую производительность ячеек и предоставлять обратную связь об этом состоянии тем, кто отвечает за обслуживание ячеек.

Подход к управлению клетками

Один из методов управления большим количеством ионно-литиевых батарей заключается в использовании системы меток и датчиков, которые могут быть встроены в одноразовую крышку, размещаемую на отдельных батареях.Эта система собирает данные о напряжении и температуре аккумуляторной батареи и может передавать эти данные на монитор. Каждый тег будет содержать определенные коды, определяющие химический состав ячейки и тип батареи. Система мониторинга будет содержать библиотеку данных, которая позволит оценивать соответствующие напряжения, историю температур и инструкции по подзарядке для каждого типа батареи.

Все теги будут содержать неперезаряжаемый первичный элемент для обеспечения питания. Тег также сможет получать питание от аккумулятора, к которому он прикреплен.Ярлык будет разработан для извлечения из аккумуляторного блока, который будет отслеживаться, если этот блок находится под напряжением выше ~ 50% SOC, но для получения энергии от бортового первичного элемента, если контролируемое напряжение аккумуляторного блока упадет ниже некоторого номинального напряжения. . Если основная батарея разряжена, метка снова сможет использовать энергию исследуемой батареи, но установит предупреждающий флаг, указывающий, что это произошло и что рассматриваемый батарейный блок мог быть разряжен.

Основное внимание в этих усилиях уделяется созданию сенсорного подхода, который бы использовал первые признаки отказа и эффективно определял бы аккумуляторные блоки, которые могут столкнуться с тепловыми отказами, если их не устранить.Это чрезмерное падение напряжения на блоке (элементе) во время длительных периодов покоя, указывающее на высокую скорость саморазряда, совместимую с микрозамыканием. Тестирование показало, что этот симптом является хорошим индикатором проблемной клетки1.

Мониторинг и отслеживание работоспособности и состояния аккумулятора с помощью установленных тегов потребует затрат усилий в зависимости от подхода, используемого для связи между тегом и монитором.

Коммуникационные подходы

Двумя возможными коммуникационными технологиями для передачи информации о состоянии батареи складскому персоналу через систему мониторинга являются радиочастотная идентификация (RFID) и беспроводная ячеистая сеть.Выбор между этими двумя и другими подходами будет определяться требованиями к установке, такими как стоимость, размер, вес, диапазон, а также необходимостью «тянуть» или «проталкивать» информацию складскому персоналу.

Беспроводная сеть MESH

Беспроводная ячеистая сеть — это серия датчиков, которые используют свою способность беспроводной передачи и приема данных (а также скачкообразную перестройку частоты и временную синхронизацию) для создания самоорганизующейся сети, которая является самовосстанавливающейся, высокоадаптивной и высоконадежной. при передаче данных конечному пользователю.

Беспроводная ячеистая сеть имеет несколько преимуществ перед RFID. Беспроводные ячеистые сети способны собирать и отправлять пользователю более сложную информацию за счет более высоких скоростей передачи данных, могут отправлять информацию на большие расстояния благодаря более высокой мощности и способности каждого датчика передавать и принимать данные, а также могут поддерживать очень высокий объем данных. надежность в сложных и шумных средах за счет резервирования нескольких путей. Однако основным преимуществом является его способность передавать информацию персоналу склада через устройство управления сетью, устраняя необходимость обхода и обеспечивая постоянный контроль всех литий-ионных батарей на предмет разрушения.Данные могут быть отправлены на довольно большое расстояние с относительно небольшим энергопотреблением за счет использования каждого тегового узла в качестве повторителя для передачи информации администратору сети.

Беспроводная ячеистая сеть основана на SmartMesh IA-510 WirelessHART компании Dust Networks (IEEE 802.15.4). Преимущество этой схемы заключается в ее признании в качестве стандарта в отрасли управления технологическими процессами (где низкая стоимость и высокая надежность являются приоритетом), предварительным подтверждением 10-летнего срока службы на основе стандартной аккумуляторной технологии и легкой доступностью комплектов для исследований и разработок.

Тег будет настроен на прием и запись измерений напряжения и температуры, полученных от встроенного датчика. Данные измерений будут периодически передаваться на устройство диспетчера сети, причем рабочий цикл определяется рабочим профилем конечного пользователя, объемом передаваемых данных, конфигурацией сети и необходимостью минимизировать использование батареи. В любой ситуации разрядка батареи будет выше, чем при использовании технологии RFID, из-за необходимости активной функции передачи / приема.

Концепция RFID

Другой подход включает конструктивную концепцию использования методологии программируемых меток RFID, включающей датчик батареи для включения в качестве одноразовой крышки, размещаемой на отдельных батареях. Эта метка будет взаимодействовать с портативным считывателем, который предоставляет пользователю обратную связь о состоянии ближайших батарей. На рисунке 2 показаны элементы предлагаемого подхода.

Беспроводной интерфейс для RFID-метки

Существующие портативные считыватели RFID можно использовать для проведения измерений литий-ионных батарей на месте их хранения.

Простой считыватель в сочетании с одной антенной обеспечивает рентабельное решение, когда 1) уже есть локальный контроллер, 2) метки последовательно ориентированы одинаково и всегда расположены в одном месте и 3) всего несколько меток путешествовать через РЧ поле за один раз, относительно медленно. Простые считывающие устройства с несколькими антеннами могут потенциально облегчить проблемы с ориентацией, количеством и скоростью метки за счет увеличения «поля чтения». Кроме того, простые сканеры предлагают более экономичный вариант для измерений в контролируемых конфигурациях

Когда приложение требует принятия решений в реальном времени на основе данных, собранных с тега, интеллектуальные считыватели обеспечивают лучший технический подход в технологии RFID.Локальный интеллект интеллектуального считывателя позволяет ему не только оценивать данные на бирке, но и реагировать на них, например, включать красный световой сигнал, указывающий на необходимость ручного вмешательства. Поскольку решения принимаются читателем, они принимаются без связи или задержки, вызванной сервером. Интеллектуальные считыватели в сочетании с несколькими антеннами лучше оснащены, чтобы справляться с непредсказуемым размещением тегов, объемом тегов и скоростью, а также обеспечивают локальную фильтрацию. Интеллектуальные считыватели с одной антенной часто бывают мобильными и поэтому предлагают лучшее решение для чтения исключений и последующей перезаписи тегов, поскольку принятие локальных решений может быть принято непосредственно на считываемый элемент.

Существует также третий вариант, представляющий собой гибрид этих двух. Батареи имеют RFID-метки, но в коробках с батареями есть считыватель и сетевой узел, чтобы передавать данные из батарейного отсека в центр управления системой.

Выводы

Была представлена ​​методология мониторинга и оценки литиевых батарей, реализованная на военных объектах, но также имеющая коммерческое применение. Этот подход использует концепции материалов, упаковки, коммуникации и системного уровня для структурирования жизнеспособного подхода и, таким образом, затрагивает все области экспертизы IMAPS.Применение этой методологии будет зависеть от конкретных потребностей аккумуляторного хранилища, включая стоимость, участие персонала и безопасность. В будущем такая система может быть даже интегрирована в более постоянную сеть, включающую (проводные) источники питания для датчиков и возможность оплачивать техническое обслуживание, где это необходимо, без вмешательства персонала. Необходимы дополнительные исследования для изучения новых концепций в технологии литий-ионных аккумуляторов, поскольку эти возобновляемые источники энергии развиваются и начинают заменять другие аккумуляторные технологии и открывают новые приложения для аккумуляторных технологий.

Тепловые насосы Hyundai и Kia EV — эталон для других брендов — Hyundai Motor Group TECH

Вы наверняка когда-то чувствовали, что зимой аккумулятор вашего смартфона разряжается быстрее. Это не просто чувство; С научной точки зрения низкая температура увеличивает внутреннее сопротивление литий-ионной батареи, эффективно снижая ее энергоэффективность. Тот же принцип применим и к аккумуляторам электромобилей. Зимой диапазон электромобилей (расстояние, пройденное автомобилем без подзарядки) имеет тенденцию резко снижаться по сравнению с обычными уровнями.Проблема усугубляется тем, что в зимние месяцы также требуется обогрев кабины, энергия на который расходуется от аккумулятора.

Этот зимний недостаток электромобилей долгое время считался неизбежным — до сих пор. Новая высокоэффективная система теплового насоса Hyundai и Kia позволила резко снизить потери эффективности при низких температурах, и многие эксперты, в том числе генеральный директор Tesla Илон Маск, приветствовали ее как новейшую инновацию в современных электромобилях. В настоящее время многие другие производители спешат осваивать технологию сами.

Тепловые насосы помогают электромобилям преодолеть присущие им ограничения в отношении обогрева. Транспортные средства с двигателем внутреннего сгорания могут использовать огромное количество тепловой энергии, производимой трансмиссией, для обогрева кабины; Электродвигатели электромобилей, с другой стороны, сами по себе не производят достаточно тепла для обогрева, поэтому электромобили должны извлекать электрическую энергию из батареи для обогрева.Это, как следствие, приводит к значительному сокращению ареала обитания зимой. Но благодаря инновационной технологии теплового насоса электромобили Hyundai и Kia могут похвастаться эффективной системой обогрева, которая сохраняет нормальный запас хода зимой. Он значительно улучшил существующие технологии тепловых насосов за счет рециркуляции «отработанного тепла» — тепла, выделяемого электронными частями электромобиля.

Чтобы лучше понять совершенство технологии, мы встретились с инженерами, ответственными за ее разработку.Ким Джэ Ён, глобальный руководитель отдела исследований и разработок группы передовых разработок шасси, руководитель отдела проектирования систем охлаждения Пак Нам-Хо и старший инженер-исследователь Чо Ван-Джэ присоединились к нам для интервью. Вот что они сказали о своем гордом творении, самой эффективной в мире системе теплового насоса для электромобилей.

В. Тепловые насосы впервые были применены на Soul EV в 2014 году. Что побудило вас внедрить эту технологию в электромобили?

больше всего беспокоила его относительно небольшая дальность действия.И эти опасения только усиливаются в зимние месяцы, когда включение тепла сокращает диапазон на 30-40%. Это много, правда? Обогреватели потребляют столько энергии. Мы провели опрос водителей электромобилей в 2014 году, и одним из основных выводов стало то, что многие ехали на морозе без использования обогрева, опасаясь, что обогреватель может разрядить аккумулятор. Мы посчитали, что это слишком большое неудобство, чтобы не обращать на него внимания, поэтому решили эту проблему, разработав технологию теплового насоса и представив ее в Soul EV в 2014 году.Мы не знаем точного эффекта системы, потому что измерения диапазона электромобилей Министерства окружающей среды проводились только при комнатной температуре, но Ionic Electric может служить ориентиром, поскольку его структура двигателя и емкость батареи аналогичны таковым у Soul EV. Для справки: Ionic Electric продемонстрировал сокращение запаса хода в зимний период на 19% после установки теплового насоса.

В. В общих чертах, как работает тепловой насос?

Принцип работы системы теплового насоса аналогичен принципу работы кондиционера: хладагент сжимается и конденсируется, чтобы повысить его температуру, или подвергается расширению и испарению, чтобы понизить свою температуру. Кондиционер использует низкотемпературный хладагент для создания потока холодного воздуха, а тепло, создаваемое конденсаторами, отводится через наружный блок. Эта знакомая схема существует и в системе теплового насоса, за исключением того, что тепло вместо того, чтобы отводиться наружу, используется для обогрева кабины.Таким образом, тепловой насос подвергает хладагент повторяющемуся циклу сжатия, конденсации, расширения и испарения и использует сопутствующие высокие и низкие температуры как для нагрева, так и для охлаждения.

На рисунке выше показан принцип работы системы теплового насоса. «Отработанное тепло» исходит от электронных компонентов, таких как двигатель, OBC (бортовое зарядное устройство) и EPCU (блок управления электрической мощностью), но одного этого тепла недостаточно, чтобы достичь 40 ℃, порогового значения, необходимого для обогрева кабины.Таким образом, вместо этого он используется для нагрева охлажденного хладагента — и при разработке этой системы мы смогли не только повысить эффективность теплового насоса, но и охладить аккумулятор. Это повышение эффективности, возможно, лучше показать на реальных цифрах: компрессор выделяет 1 кВт тепла, а циклический хладагент отбирает 1,5 кВт тепла от внешних источников. Это много тепла, которое можно получить за счет небольшого количества электроэнергии, необходимого для работы системы теплового насоса.

В. Система теплового насоса теперь стала отраслевым стандартом — Tesla в США.S., а также многие японские и европейские производители электромобилей используют его на своих автомобилях. Что отличает тепловой насос Hyundai Motor Group от тепловых насосов конкурентов?

Система теплового насоса была изобретена компанией Nissan, которая применила ее в Nissan Leaf в 2012 году. Вскоре последовали BMW i3, Volkswagen e-Golf, Kia Soul EV (1-го поколения) и Hyundai Ionic Electric. Но не все системы тепловых насосов равны — цифры показывают, что система тепловых насосов Hyundai превосходит своих конкурентов. Министерство окружающей среды Кореи отслеживает данные о зимнем пробеге электромобилей с 2018 года, и я буду ссылаться на его данные за 2020 год здесь.Зимний диапазон Ionic Electric, который был оснащен нашей системой теплового насоса первого поколения, имел 76% нормального диапазона по сравнению с 67% у Nissan Leaf и 64% у BMW i3. Это довольно значительная разница в пользу Ionic Electric.

И эту разницу можно объяснить разницей в технологическом мастерстве. Более конкретно, мы могли бы обсудить диапазон источников тепла, используемых системой. Системы тепловых насосов наших конкурентов просто собирают тепло из наружного воздуха, но, поскольку в холодном зимнем воздухе не так много тепла, весь процесс оказывается неэффективным.С другой стороны, система Hyundai и Kia дополнительно использует отходящее тепло от вышеупомянутых электронных компонентов, то есть тепло, выделяемое при простом движении автомобиля, используется повторно для теплового насоса, что способствует повышению эффективности. Действительно, «отработанное» тепло не так расточительно, когда ему дают новое назначение.

В. От оригинальной Soul EV до современной Kona Electric, как бы вы проследили развитие системы теплового насоса?

По большому счету, речь идет о расширении источников, из которых система собирает тепло, и о повышении эффективности процесса сбора тепла.Как я уже сказал, система теплового насоса, впервые представленная на Nissan Leaf в 2012 году, собирала тепло только из наружного воздуха. Soul EV 1-го поколения расширил источники тепла, включив в себя электродвигатель и инвертор, что сделало его первой в отрасли системой теплового насоса с несколькими источниками. Самый последний высокоэффективный тепловой насос на Kona Electric еще больше расширил источники, воспользовавшись отходящим теплом от аккумулятора и медленного зарядного устройства.

Конечно, мы все еще совершенствуем систему теплового насоса для электромобилей следующего поколения.Для повышения эффективности обогрева мы обычно проектируем его так, чтобы более агрессивно использовать тепло внешнего воздуха. Для улучшения системы кондиционирования конденсатор модернизируется, чтобы улучшить как охлаждающую способность, так и эффективность.

В. Какие-нибудь интересные эпизоды в процессе разработки высокоэффективного теплового насоса?

Я полагаю, что интересно, что мы фактически не ставили перед собой задачу разработать более эффективный тепловой насос с самого начала.Идея пришла из нестандартного мышления. Мы разрабатывали Kona Electric с аккумулятором емкостью 64 кВтч, что на 25,7 кВтч больше, чем у Ionic Electric (38,3 кВтч). Хотя это привело к значительному увеличению дальности действия, возникла другая проблема — слишком много тепла, выделяемого большей батареей. Поэтому нам пришлось придумать более мощный и эффективный способ его охлаждения, и момент Эврики наступил, когда мы были в обсуждении. Один из членов команды сказал: «А нельзя ли использовать это избыточное тепло батареи для теплового насоса?» Это была блестящая идея, и мы вошли в процесс исследований и разработок, чтобы реализовать ее.Новый высокоэффективный тепловой насос в Kona Electric явно более эффективен, чем наши предыдущие тепловые насосы.

Другой аспект, который может быть интересным, заключается в том, что мы не были уверены в осуществимости технологии; Другими словами, мы были не уверены, будет ли рынок заботиться о показателях зимнего диапазона. До 2017 года диапазон электромобилей измерялся исключительно при стандартных комнатных температурах, и не было даже индекса зимнего диапазона электромобилей — даже для экспертов, не говоря уже о потребителях.Вдобавок ко всему, в то время было не так много электромобилей, оснащенных тепловыми насосами; У Tesla Model S тогда был самый большой запас хода из всех электромобилей, но на борту не было теплового насоса. Но, учитывая корейскую погоду — с четырьмя четко определенными сезонами — и разнообразие мирового рынка, мы сочли целесообразным продолжить разработку системы теплового насоса, даже если это означало просто обслуживание нишевых потребителей. Но результат оказался не таким уж нишевым; это был бешеный успех. Электромобили Hyundai и Kia получили одобрение не только внутри страны, но и за рубежом, а зимний диапазон электромобилей стал важным показателем, по которому можно судить о характеристиках электромобиля.Мы очень гордимся; мы не могли ожидать большего, когда только начинали.

Q. В последнее время Tesla Model Y привлекла к себе внимание из-за улучшения зимнего диапазона за счет применения собственной системы теплового насоса. В чем разница между системой теплового насоса модели Y и Hyundai и Kia?

Точное сравнение затруднено, поскольку Tesla Model Y еще не была выпущена в Корее. Но мы могли узнать о некоторых отличиях, просмотрев патентную публикацию Tesla по этой технологии.Эти две системы похожи тем, что в них в качестве источников тепла используется наружный воздух, электронные компоненты и аккумулятор. Но тепловые насосы Kona Electric более умны при выборе источников. В зависимости от состояния вождения автомобиля, количество тепла, выделяемого двигателем, аккумулятором и другими электронными компонентами, может быть разным; Столкнувшись с этой вариацией, Kona Electric знает, как выбрать наиболее эффективный источник тепла для своего теплового насоса, тогда как Tesla Model Y, похоже, не имеет такой возможности. Эта разница выражается в реальных цифрах: Tesla Model Y с системой теплового насоса улучшила зимний запас хода на 10% по сравнению с аналогичной моделью без нее.Для Kona Electric этот показатель составляет 18%. В этом отношении он намного эффективнее, чем Model Y.

В. Как будут развиваться системы тепловых насосов Hyundai и Kia?

В основном в двух направлениях. Первое направление — это повышение эффективности системы в целом для экономии электроэнергии, потребляемой ею от аккумулятора. Мы исследуем различные новые источники тепла и стремимся усложнить цикл хладагента — все для повышения эффективности.Второе направление — это модуляция системы. В настоящее время компоненты теплового насоса разбросаны в разных местах автомобиля, в зависимости от модели, но в конечном итоге мы объединим эти части в один модуль. Мы находимся в процессе разработки моноблочной модульной системы теплового насоса, эффективность и простота массового производства которой позволят нам возглавить движение к эре интеллектуальной мобильности будущего. Эти тепловые насосы нового поколения будут продемонстрированы в электромобилях Hyundai и Kia следующего поколения.Для нас и для потребителей это то, чего мы с нетерпением ждем.

Тепловые батареи с биовоском: будущее хранения тепла для зданий

В тепловых батареях для хранения избыточного тепла нет ничего нового. Бутылки с горячей водой были обычным явлением в домах на протяжении десятилетий, в то время как наши далекие предки быстро узнали о преимуществах помещения камней в огонь.Но в промышленных масштабах тепловые батареи часто неэффективны, дороги или вредны для окружающей среды. Все это может измениться.

В этом месяце в рамках демонстрационного проекта в Тронхейме, Норвегия, открывается первое в мире офисное здание, в котором используется теплоаккумулятор на основе биовоска.

Благодаря массовому внедрению технология может снизить пиковую нагрузку на электросеть. Это важно для будущей энергосистемы на основе возобновляемых источников энергии, которая будет более изменчивой. Краткосрочные выгоды включают возможность хранить тепло, когда электричество дешевле, что снижает счета за электроэнергию.Биовоск также намного экологичнее, чем его эквивалент на нефтяной основе, поскольку он производится из возобновляемой биомассы.

Испытание тепловых батарей из биовоска в живой лаборатории

Мы решили использовать тепловые батареи на основе биовоска в новой лаборатории Zero Emission Building (ZEB) в Тронхейме, в сотрудничестве между SINTEF, NTNU, Enova и Норвежским исследовательским советом.

Живая лаборатория представляет собой структуру для разработки и тестирования новых инновационных материалов и решений во взаимодействии с людьми. Одно дело тестировать технологию в лабораторных условиях, но совсем другое дело, когда вы добавляете «реальных людей».

Цель состоит в том, чтобы потреблять как можно больше энергии от собственного производства энергии в здании. Крыша здания — наклонная для максимального воздействия солнечных лучей — покрыта фотоэлектрическими панелями, а тепловой насос является основным источником тепла.Тепловая батарея восполнит пробелы, например, в весенние дни, когда предложение часто превышает спрос. Мы с нетерпением ждем возможности увидеть, как батарея из биовоска работает в коммерческих условиях круглый год.

Биовосковая тепловая батарея

Материалы с фазовым переходом (PCM) — очень универсальные материалы, которые можно использовать для хранения тепла или холода. Главное — контролировать процесс плавления и повторного затвердевания материала. В качестве PCM обычно используется вода, как и соль. Распространение кристаллов соли на дороге снижает температуру замерзания ниже 0 ° C при смешивании с дождевой водой.Это снижает температуру, при которой на дороге образуется опасный лед. Некоторые другие ПКМ ранее использовались для хранения тепла, но редко — биовоск. Как оказалось, идеально подходит биовоск.

Рассматриваемый биовоск, кристаллический воск на растительной основе CrodaTherm 37, был запущен британской фирмой Croda в прошлом году. Это оптимальный материал для хранения тепла, так как разница между температурами плавления и замерзания составляет не более двух градусов.

Тепловая батарея основана на пластинчатом теплообменнике производства Skala Fabrikk. В теплообменниках такого типа биовоск занимает 90% объема. Из-за выбора биовоска вместо воды размер был существенно уменьшен с примерно 20 кубических метров до пяти кубических метров. Это делает установку и модернизацию таких систем гораздо более привлекательным вариантом. Ожидается, что тепловая батарея емкостью 200 кВтч будет сохранять тепло в течение трех дней использования. Энергоэффективность может достигать 95 процентов.

PCM-Store: Начало захватывающей новой эры хранения тепла и холода

Благодаря исследовательской деятельности в FME HighEFF и KPN WoodCFD, SINTEF Energy Research накопила обширные знания об использовании ПКМ.