- Что такое радиатор? Современные батареи отопления, виды
- схема и принцип работы секций батарей. Виды конструкций и инструкция по подключению
- Характеристики и виды радиаторов отопления
- Методы производства и особенности сборки
- Конструкция радиатора отопления
- Монтаж алюминиевых радиаторов
- Способы функционирования
- Расчет секций биметаллических батарей отопления
- Установка радиатора отопления своими руками (пошагово)
- Достоинства и недостатки
- Фото устройства радиаторов отопления
- Недостатки биметаллических радиаторов.
- Производители биметаллических радиаторов.
- Этапы установки радиатора отопления | Устройство батареи
- конструкция и типы панельных обогревателей из стали для частного дома и квартиры, преимущества и слабые стороны отопительных батарей
- Устройство алюминиевого радиатора отопления в разрезе в Таганроге: 642-товара: бесплатная доставка, скидка-59% [перейти]
- Настенные стальные панельные радиаторы отопления
- Секционная машина M18 FUEL™ для кабеля 5/8” и 7/8”
- Быстрая амплификация ДНК с использованием тонкопленочного резистивного термоциклера с питанием от батареи
- Цинк-ионный термозарядный элемент для низкопотенциального преобразования тепла и накопления энергии
- курсов PDH онлайн. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.
- 3 Hyatt».
- EnerSys
- 5G.
- НАША ПРОМЫШЛЕННОСТЬ
- Почему EnerSys?
- Нет питания, нет проблем
- Нет питания, нет проблем
- Поддерживать команду Следд в движении
- Поддерживая Team Sledd в движении
- НОВОСТИ КОМПАНИИ
- EnerSys® запускает линейку ODYSSEY® Battery Powersports с добавлением трех самых популярных размеров
- EnerSys представляет новые литий-ионные аккумуляторы PowerSafe® iON для повышения отказоустойчивости резервного питания для кабельных широкополосных сетей
- EnerSys сообщает результаты за первый квартал 2023 финансового года
- EnerSys® празднует торжественное открытие своего расширенного распределительного центра в Ричмонде, штат Кентукки
- Что такое джоулев нагрев? | SimWiki Documentation
Что такое радиатор? Современные батареи отопления, виды
Схема устройстваСовременные отопительные системы отличаются друг от друга не только по виду используемого топлива, но и по типу теплоносителя, способу его циркуляции и конструкции отопительных приборов. В России чаще всего используются центральные и автономные водяные системы, в которые встроены конвекторы и радиаторы. Их конструкции могут быть разными, причем от устройства батарей отопления во многом зависит эффективность работы системы в целом.
Итак, рассмотрим что такое радиатор, из чего же изготавливают современные радиаторы, и каковы границы использования каждой модели?
Содержание
- Несколько общих вопросов
- Форма исполнения
- Секционные радиаторы
- Трубчатые батареи
- Панельные модели
- Пластинчатые варианты
- Классификация по материалу изготовления
- Обобщение по теме
Несколько общих вопросов
Техническое устройство радиаторов включает в себя несколько параметров. Это вариант исполнения конструкции, материал, из которого они производятся, и рабочие технические характеристики. До недавнего времени в нашей стране для организации водяной системы использовались исключительно чугунные батареи на отопление, являющиеся отечественным изобретением. Реберную конструкцию придумал инженер-литейщик Франц Сангали. Он же и назвал необычный отопительный прибор батареей.
Сегодня на рынке отопительных агрегатов есть несколько разновидностей радиаторов с разными техническими характеристиками, поэтому необходима грамотная оценка каждого варианта. Техническое устройство отображает возможности эксплуатации той или иной модели, определяет тип и качество используемого теплоносителя, допустимое рабочее давление, выбор системы подключения и особенности монтажа. Поэтому есть смысл обо всем этом поговорить подробнее.
https://www.youtube.com/watch?v=3BaaUUG4JZE
Форма исполнения
Современный радиатор отопления — это надежный прибор, способный продемонстрировать свою эффективность только при соответствии своих технических параметров той системе отопления, в связке с которой он функционирует. Например, для обогрева помещений большой площади выбирают одни варианты, малой — другие.
Существует несколько видов конструкций:
- Секционные радиаторы.
- Трубчатые батареи.
- Панельные модели.
- Пластинчатые варианты.
Различия их технических параметров велики. Теплоотдача зависит от объема радиатора. Чем он больше, тем выше эффективность, тем сильнее должно быть давление в системе, и тем тяжелее сам радиатор. Существуют некоторые нюансы, позволяющие сделать правильный выбор. Они касаются формы отопительных приборов. Рассмотрим каждый вариант отдельно.
Секционные радиаторы
Секционные моделиРадиатор, конструкция которого состоит из отдельных ребер, называется секционным. Это самые популярные модели, позволяющие самостоятельно корректировать мощность прибора, увеличивая или уменьшая число секций. Имея на руках расчетную ведомость мощности отдельного ребра батареи, легко рассчитать параметры работы батареи отопления.
Каждая секция имеет простую конструкцию, а соединяются они между собой системой ниппелей. Ниппель — это соединительный узел, имеющий с двух сторон резьбу. При помощи него секции формируют верхний и нижний коллектор, образующие горизонтальные каналы. По ним циркулирует теплоноситель, отдавая свое тепло. Нижний канал имеет конверты, где скапливается мусор, тяжелые частицы металлов и другие крупные примеси, неизменно присутствующие в бегущей по трубам горячей воде.
Такая конструктивная особенность предотвращает засорение секционных радиаторов. В подобном варианте чаще всего изготавливаются чугунные, алюминиевые и биметаллические батареи.
Обратите внимание! Отдавая предпочтение секционным батареям, необходимо учитывать их существенный недостаток. В местах соединения секций велика вероятность возникновения протечек. Они обязательно появятся, если монтаж отопления выполнен без учета свойств материалов, из которых изготовлены те или иные отопительные приборы.
Трубчатые батареи
В техническом плане трубчатые батареи отличаются от секционных тем, что в них теплоноситель циркулирует по трубкам, а не по секциям. Их центральные элементы — верхний и нижний горизонтальные коллекторы. Они методом высокотехнологичной лазерной спайки соединены между собой вертикальными трубчатыми элементами.
Delta LaserlineВ результате получается цельная герметичная конструкция, в которой трубки могут идти в один или два ряда. Различное сечение труб — овальное, прямоугольное или круглое —позволяет создавать оригинальные модели, менять внешний вид изделий, максимально вписывая их в концепцию интерьера.
На теплопроводность такого отопительного прибора влияет несколько факторов:
- Размер трубок.
- Их количество.
- Диаметр основных элементов.
- Материал, из которого они изготовлены.
На прочность радиаторов влияет толщина стенок трубок. Если она равна 2 мм, прибор способен выдержать давление в 22 атмосферы.
Обратите внимание! Только модели отечественных производителей имеют толщину стенок трубок 22 мм. У зарубежных аналогов этот показатель составляет 1,5 мм, поэтому использование таких радиаторов невозможно там, где давление в системе превышает 15 атмосфер.
Панельные модели
Современный панельный радиатор похож на ребристый прямоугольник, состоящий из одной, двух или трех панелей. Они выполнены из двух пластин, соединенных между собой методом оттиска ребра. Такое устройство увеличивает теплоотдачу, улучшает теплообмен, а также обеспечивает необходимую жесткость устройства.
Отопительное оборудованиеИз ребер образуются каналы. Они соединяются между собой, и по ним циркулирует горячая вода. Чем больше панель, тем больше объем теплоносителя, и тем выше мощность радиатора. В продаже есть модели панельных батарей трех типов, и каждый имеет свою маркировку — 11, 22 или 33.
Число 11 говорит о том, что у радиатора одна панель, 22 — две панели, 33 — три. Их крепление не вызывает особых затруднений. Минимальная длина панели — 40 см, а максимальная — 2 м. Высота может колебаться в пределах от 30 до 90 см.
Пластинчатые варианты
В основе конструкции пластинчатой батареи лежит трубка. На ней на одинаковом расстоянии закреплены одинаковые пластины. Горячая вода, которая движется по центральной трубе, нагревает пластины, а те отдают тепло воздуху. Эффективное отопление осуществляется конверторным способом.
Существует два варианта исполнения пластинчатых радиаторов. В одном и трубка, и пластины выполнены из стали. В другом центральная трубка медная. Второй вариант позволяет ускорять теплообмен.
Классификация по материалу изготовления
При изготовлении секционных радиаторов чаще всего используются три материала — чугун, алюминий и биметалл.
Старые добрые чугункиЧугунные батареи состоят из отдельных секций, которые соединяются между собой при помощи специальных прокладок, обеспечивающих герметичность. Внутренние ребра располагаются вертикально. Внутри них движется теплоноситель, температура которого не должна превышать +150 градусов. Рабочее давление — 12 бар. Мощность одной секции — 150 Вт. В продаже сегодня представлены три разновидности чугунных батарей — одноканальные, двухканальные и трехканальные.
Алюминиевый радиатор изготавливается несколько иначе. В процессе производства применяется литой и экструдированный метод. В первом случае батарея под высоким давлением выливается полностью, так что конструкция получается абсолютно герметичной. Во втором случае выливаются отдельные секции, которые потом соединяются между собой при помощи ниппелей, прокладок и клея. Наивысшей прочностью на разрыв обладают изделия, изготовленные методом литья.
Рабочее давление алюминиевого радиатора — 6–10 атмосфер, а максимально допустимая температура теплоносителя +130 градусов.
Цельными и секционными могут быть и биметаллические радиаторы. Их изготавливают из стали и алюминия, алюминия и меди. По устройству такие модели несколько отличаются от алюминиевого радиатора. Сердечник выполняется из стали или меди, а вот ребра — из алюминия. Такое конструктивное решение помогло избавиться от недостатков, которыми обладают чугунные и алюминиевые модели.
Теплоноситель соприкасается только со сталью, поэтому технические показатели изделия таковы:
- Максимально допустимая температура теплоносителя +110 градусов.
- Рабочее давление 40 бар.
Стальной сердечник имеет непростую конструкцию. Две горизонтальные трубки соединены между собой вертикальной колонкой, имеющей с двух сторон резьбу. При помощи резьбы вертикальная колонка надежно крепится к горизонтальным сердечникам снизу и сверху. На нее надевается алюминиевая секция. Преимуществ у такого устройства много. Самые главные — это простой монтаж, устойчивость к ржавчине и возможность самостоятельно регулировать мощность.
Батареи из стали изготавливают методом штамповки, гибки и сварки. Сталь — прочный металл, но он боится окисления. Поэтому использовать стальные батареи стоит только там, где можно обеспечить постоянное присутствие воды внутри замкнутой системы.
Обобщение по теме
Как видите, устройство батарей может быть совершенно разным. Нередко именно конструкция и материал, из которого изготовлено изделие, определяют технические особенности радиатора. Поэтому так важно обращать внимание на все описанные выше нюансы, выполняя монтаж отопления частного дома или квартиры в многоэтажном массиве.
Читайте далее:
схема и принцип работы секций батарей. Виды конструкций и инструкция по подключению
Характеристики и виды радиаторов отопления
Самые распространенный и известный вид радиаторов изготавливают из чугуна. Они были довольно распространены и применялись в каждом доме. Они очень массивны и не подходят для современной системы отопления и не вписываются в современный интерьер.
Чугунные радиаторы имеют и ряд преимуществ, отлично выдерживают перепады давления, не подвергаются коррозии и не взаимодействуют с элементами, выделяемыми системой отопления.
- Радиаторы, изготовленные из стали обладают тонкими стенками за счет этого теплоотдача меньше. Улучшить это качество можно за счет приобретения единого панельного стального радиатора. Из-за увеличения площади, выделение тепла увеличивается.
- Устройство алюминиевых радиаторов отопления отлично гармонирует с современным дизайном. Отличается небольшой и невесомой конструкцией с хорошей теплоотдачей.
Возможно изготовление радиаторов из алюминия с добавлением различных примесей. Если стоимость сильно занижена, то в состав добавлен кремний. Он значительно уменьшает способность конструкции сопротивляться давлению.
Радиаторы более высокой ценовой категории содержат в составе цинк и титан они значительно увеличивает прочность к сторонним повреждениям, увеличивает противостояние коррозии, и сопротивление давлению.
Устройство биметаллических радиаторов отопления – это радиаторы которые изготовлены из двух видов метала (медь и алюминий). Преимущество радиаторов в том, что они лучше противостоят резким перепадам давления не подвержены разрушению под воздействием воды.
Их легко вмонтировать к стандартным трубам. В комбинации со стальными трубами и алюминиевыми пластинами, можно значительно увеличить процесс теплоотдачи.
Методы производства и особенности сборки
По способу производства алюминиевые радиаторы бывают литыми или экструдированными. В первом случае секцию отливают под давлением полностью и сразу. Во втором случае секции изготавливают путем экструзии пластичного сплава алюминия, а верхнюю и нижнюю часть коллектора отливают под давлением. Затем все части устройства соединяют с помощью особого клеящего состава.
Процесс отлива радиаторов выглядит примерно так:
- части формы соединяют под давлением в литьевой машине;
- в камеру с ограниченным объемом подается сплав;
- сплав через литьевые каналы выталкивается в форму с помощью плунжера;
- расплав остывает и кристаллизуется;
- форма размыкается и горячая отливка укладывается для окончательного остывания;
- производится обрубка облоя и приваривание горлышка;
- проверяется герметичность отдельных секций;
- конструкцию поочередно погружают в ванны с антикоррозирующими составами для защиты внутренней поверхности;
- производится сушка и охлаждение конструкции;
- секции окрашивают порошковой эмалью с помощью электростатического поля;
- радиатор собирают и снова проверяют на прочность.
Технология производства радиаторов у разных производителей может отличаться, в зависимости от новых наработок и полученных патентов. При этом учитывается скорость остывания алюминиевого сплава, темпы его распространения по форме, усадка сплава в процессе кристаллизации и т. п. Для производства секций может быть использован первичный или вторичный алюминий. Изделия из первичного сырья считаются более прочными.
На схеме представлено описание четырех этапов сборки многосекционного алюминиевого радиатора. Современные технологии позволяют сделать конструкцию очень прочной и устойчивой к различным внешним воздействиям
Европейские производители чаще всего используют литьевой метод, поскольку он позволяет обеспечить более высокую прочность конструкции. Хотя общая прочность экструдированных радиаторов несколько выше и составляет 10-40 атм. против 16-20 атм. литых моделей, они демонстрируют частые поломки в местах соединения отдельных деталей.
Компания Rovall (Италия) успешно практикует гибридный метод производства. Отливаются сразу две-три секции блочного радиатора, которые затем соединяются с коллекторными блоками путем электрохимической сварки. Для соединения блоков используют набор стальных ниппелей и особых прокладок, что позволяет регулировать размеры конструкции в зависимости от площади нагрева.
Уникальной разработкой можно назвать двухканальный радиатор Faral Trio HP. Он вполне успешно выдерживает давление на разрыв около 60 атм и обладает высокой теплоотдачей — до 212 Вт. Производитель использует особую форму горячего алюминиевого сплава, а для образования каналов применяются специальные ножи круглого сечения.
Обратите внимание! Согласно стандартам АВОК (2005 г.) давление на разрыв алюминиевого радиатора должно в три раза превышать рабочее давление устройства. Если производителем заявлено рабочее давление в 16 атм, то давление на разрыв должно составлять минимум 48 атм. Обычно у литых радиаторов этот показатель составляет 45 атм.
Перед установкой алюминиевый радиатор необходимо правильно собрать. Вариант такой сборки представлен в видеоматериале:
Конструкция радиатора отопления
При планировании системы отопления довольно сложно рассчитать количество необходимого тепла. Перев вами стоит выбор между секционной системой батарей и конвекторной.
При выборе секционного радиатора есть возможность при необходимости добавить дополнительные секции или убавить. При выборе секционного радиатора есть возможность устранить вышедшие из стоя элементы. Конвекторная система радиаторов не дает такой возможности.
- Важным аспектом при монтаже радиаторов отопления становится межосевое расстояние.
- Это расстояние между входящей и выходящей секцией радиатора отображающееся по вертикали.
- При замене радиатора необходимо данный показатель учитывать.
- Приобрести необходимо радиатор с идентичным показателем.
- В противном случае необходимо изменить систему отопления.
Для предотвращения преждевременного и нежелательного засорения системы отопления необходимо учитывать диаметр трубы. Маленький диаметр способствует образованию засоров.
Система отопления функционирует за счет прогону по ней горячей воды. А вода в себе может содержать различные микроэлементы песок, ржавчину, и прочий мусор, который становится причиной затора.
Он в свою очередь может нарушить функционирование системы теплоснабжения или вовсе вывести приводят ее в негодность.
Выбор подходящего устройства радиаторов отопления в разрезе, предполагает хорошее функционирование системы отопления.
Монтаж алюминиевых радиаторов
Самые лучшие показатели теплоотдачи наблюдаются при соблюдении при монтаже таких рекомендаций:
- расстояние от прибора до пола – 60 миллиметров;
- расстояние от верха панели до нижней части подоконника – 100 миллиметров;
- расстояние от прибора до стены – 30-60 миллиметров.
Запорно-регулирующую арматуру устанавливают на входе и выходе радиатора. Благодаря этому температуру в помещении можно регулировать в ручном или полуавтоматическом режиме (если используются такие элементы, как термостатические клапаны, регуляторы, головки).
Установленные краны позволяют без проблем отключать радиаторы от отопительной системы во время ремонта, при замене, промывке и прочих операциях. Кроме того, в случае возникновения аварийной ситуации, связанной, например, с повреждением отопительного прибора, его можно будет быстро отключить от отопления.
Способы функционирования
Принцип работы радиаторов отопления, крайне прост. Горячая вода путем перемещения через трубы в радиаторы, обогревает комнату. В свою очередь принцип обогрева при помощи радиаторов разделяется на два вида.
В первом случае процесс отопления помещения происходит за счет обогрева поступающего холодного воздуха и преобразовании его в теплый. Данный способ называется конверкторным.
- Следующий способ отопления помещения происходит за счет нагрева воздуха при помощи разогретой поверхности. Способ обогрев помещения таким образом называется радиаторным.
- Система отопления может совмещать в себе радиаторы панельного и конвекторного отопления.
- В плане эффективности обогрева помещения более эффективной считается конвекторное отопление. Оно имеет так же минус, если смотреть на конвекторный радиатор в разрезе можно понять, при нагреве в комнату вместе с воздухом выделяется частицы пыли. В свою очередь данный фактор неблагоприятно оказывает влияние на самочувствие людей.
- Конвекторную систему отопления применяют в зданиях, в которых иной вид отопления нельзя установить из-за габаритов.
Не зависимо от того до какой температуры будет нагрета батарея, она всего лишь 60% будет отдавать путем передачи тепла помещению. Остальной процент тепла расходуется на обогрев воздуха конверторным способом. Так можно описать систему работы радиатора, в какой-то степени она схожа по принципу работы с тёплым полом.
Расчет секций биметаллических батарей отопления
Для того, чтобы рассчитать нужное количество секций, исходя из площади помещения, надо воспользоваться формулой. Чтобы произвести расчет надо знать следующие параметры: мощность одной секции и площадь отапливаемого помещения.
Для того, чтобы эффективно обогреть 1 м² площади, нужно 100 Вт тепловой энергии. Для расчета площади комнаты надо ширину умножить на длину.
Формула:
N= S*100/P N — количество секций радиатора, S — площадь помещения, м², P — удельная тепловая мощность одной секции.
Воспользуйтесь калькулятором расчета необходимого количества секций биметаллического радиатора.
Установка радиатора отопления своими руками (пошагово)
Предварительно перед началом монтажных работ, необходимо составить схему системы отопления. Схема системы отопления может быть разработана для отдельного случая, с вычислением выигрышной позиции радиаторов отопления, для максимальной теплоотдачи.
Самым распространённой способом монтажа радиаторов считается одностороннее. Оно эффективно применяется в многоэтажных домах. К общей системе установку радиаторов осуществляют при соединении односторонним путем.
Двусторонний путь установки. К радиатору сверху подключается отопительная труба, выводится она уже с нижней части радиатора.
При большом количестве секций и правильном подключении будет выделяться достаточное количество тепла для отопления помещения.
Существует так же третий способ монтажа радиатора к системе отопления, он менее эффективен по сравнению с двумя ранее представленными.
В таком случае труба подающая и проводящая горячую воду монтируется к нижней части радиатора. Эффективным данный способ монтажа можно считать, для системы отопления встроенной в пол.
Достоинства и недостатки
Специалисты выделяют ряд преимуществ силуминовых отопительных приборов:
- Небольшой вес. Это упрощает монтаж, транспортировку батарей.
- Возможность установки регулятора, изменения температуры нагрева теплоносителя.
- Экономичность. Прибор быстро нагревается, поэтому не потребуется сжигать много топлива.
- Повышенный КПД.
Небольшие размеры изделий и эстетическая привлекательность – дополнительные плюсы, но не обошлось без недостатков:
- зоны стыков между секциями увеличивают риск протечки;
- больше всего тепловой энергии скапливается в ребрах батареи, поэтому тепло распределяется неравномерно;
- сниженная конвекционная передача;
- повышенный риск завоздушивания;
- малая стойкость перед скачками давления.
Все виды приборов (кроме анодированных) плохо противостоят ржавчине, требовательны к теплоносителю. Нельзя применять присадки, запускать в трубы антифриз, нужна вода с нейтральным pH. Поэтому перед покупкой придется взвесить все плюсы и минусы применения.
В квартирах многоэтажных домов алюминиевые батареи не устанавливаются. Если хозяин захочет использовать прибор такого типа, сначала надо обратиться в управляющую компанию. Загрязненный теплоноситель, скачки давления в сети, риск протечки – это причины, по которым могут отказать.
В паровых, воздушных системах нельзя устанавливать алюминиевый радиатор, технические характеристики которого уступают батареям из других материалов:
- длина промежутка между нижним и верхним коллектором (межосевое расстояние) 20-50 см;
- показатель рабочего давления 6-16 атм.;
- мощность 82-212 Вт;
- теплоносителя для секции требуется 250-460 мл;
- максимальный нагрев воды до +110 С.
Важно! В магистралях с паровым и воздушным типом прогрев теплоносителя осуществляется выше +110 С, высокие температуры выдают и твердотопливные котлы для автономных систем – это требуется учитывать, выбирая силуминовые приборы отопления.
Фото устройства радиаторов отопления
Недостатки биметаллических радиаторов.
Без этого раздела не обойтись к, сожалению. Главный недостаток – это цена. Самый дорогой сегмент рынка. За качество придется платить. Еще один недостаток связан с тем, что сердечник у радиаторов стальной. Поэтому они ржавеют, особенно при попадании в систему воздуха. Это недостаток преодолевают, заменив стальной сердечник на медный или из нержавеющей стали. Однако это еще больше повысит стоимость товара. Решать вам, купить можно любой вариант.
Производители биметаллических радиаторов.
Неплохие псевдобиметаллические батареи предлагает российская компания Rifar. Ее продукция, завоевав российский рынок, пошла на экспорт. Выпускает семь разновидностей радиаторов. Популярные модели – «Рифар Флекс», «Монолит». Цвет радиаторов белый. Количество секций в батарее от 4 до 14 штук. Rifar дает гарантию на изделия от 10 до 25 лет.
Немецкая компания TENRAD предлагает полностью биметаллическую конструкцию в своих изделиях.
Инновационные решения немецких инженеров защищаются патентами, в том числе и в Российской федерации. Радиаторы TENRAD BM выпускаются с межосевым расстоянием присоединительных патрубков 500 и 350 мм.
Надежные батареи предлагает итальянская компания Global Style. Технические характеристики их изделий можно назвать эталонными в отрасли. К таким моделям можно отнести радиаторы Global Style Extra и Global Style Plus. Но за элитарность придется заплатить, батареи Global Style недешевая вещь. Радиаторы выпускаются с межосевым расстоянием 350 и 500 мм, с числом секций от 6 до 14 шт. Производитель предлагает гарантию от 10 до 20 лет.
Британская компания BiLUX предлагает высокоэффективные биметаллические радиаторы. Предлагаются модели с межосевым расстоянием 200, 350 и 500 мм. Конструкция батарей имеет высокую надежность, гарантия производителя 10 лет.
Этапы установки радиатора отопления | Устройство батареи
- Типы батарей отопления
- Особенности конструкции радиатора отопления
- Принцип работы радиатора отопления
- Монтаж и установка радиаторов отопления: этапы
- Полезная информация
Радиаторы отопления изготавливаются из нескольких видов металлов и сплавов, имеют секционные и панельные конструкции, могут устанавливаться классическим методом или с маскировкой в ниши, под панели. От правильности монтажа батареи зависит долговечность ее использования, а также объем тепла, которое она сможет отдавать в помещение. Поговорим про устройство радиатора отопления, виды современных изделий, принцип их работы и основные этапы монтажа.
Типы батарей отопления
Радиаторы отопления различаются по типу конструкции, принципу работы и материалам изготовления. Прочие моменты, вроде оригинальности дизайна и цвета отходят на второй план. Поэтому необходимо выделить следующие типы батарей отопления:
1. Стальные радиаторы — панельные или трубчатые. Панельные модели имеют несколько нагревательных панелей и конвекторное оребрение, их КПД достигает 75%. Трубчатые стальные радиаторы представляют собой конструкцию из труб, имеют большую совокупную поверхность и отдают в помещение еще больше тепла.
2. Алюминиевые радиаторы — литьевые и экструзионные. Литьевые радиаторы обладают широкими каналами для циркуляции горячей воды и усиленными стенками. Экструзионные модели имеют схожую конструкцию, однако ее специфика заключается в невозможности добавления дополнительных секций к батареям.
3. Чугунные радиаторы — современные и устаревшие. Современные чугунные радиаторы преимущественно имеют секционную конструкцию. Они медленно нагреваются, но при поддержании температуры прекрасно справляются с отоплением помещения и служат до 50 лет. Устаревшие модели обычно имеют форму круглой трубы, сегодня они практически не производятся и не устанавливаются.
К отдельному виду относят биметаллические радиаторы. Они оснащаются трубчатой сердцевиной на протяжении всех каналов, а оболочка при этом изготавливается из стали и алюминия. Преимущественно модели имеют секционную конструкцию, но некоторые производители выпускают и монолитные батареи. Главное преимущество последних — способность выдерживать высокое давление, до 100 атмосфер.
Особенности конструкции радиатора отопления
По типу исполнения все радиаторы разделяют на 2 большие категории — секционные и монолитные. Если посмотреть на изделия в разрезе, то среднестатистические модели имеют в своей основе металлический трубопровод, представляющий собой совокупность горизонтально расположенных коллекторов. По ним движется горячая вода, являющаяся основным теплоносителем.
Секции радиаторов отопления скручивают между собой по резьбе. Каналы соединяются друг с другом при помощи вертикально расположенных трубок меньшего диаметра. Эту систему закрывает корпус, который может быть изготовлен из чугуна, стали или алюминия, а также может быть биметаллическим или выполненным из сплавов.
Принцип работы радиатора отопления
Практически все батареи отопления работают по одному и тому же принципу: предварительно нагретый в котле теплоноситель (обычно это вода) перемещается к трубам и отопительным приборам. Металл нагревается и отдает тепло в помещение.
Модели конвекционного типа быстрее нагревают комнату, чем аналоги. В этом случае передача тепла происходит путем направления теплоносителя, а батареи относят к категории конвертеров. В ситуации, когда тепловую энергию переносит нагретая поверхность, а отдача тепла происходит посредством излучения, оборудование относят к категории радиаторов. Отметим, что большинство представленных на рынке приборов являются комбинированными и сочетают в себе преимущества классических радиаторов и конвекторов.
Обратите внимание: в ходе работы радиатор отопления отдает путем излучения не более 60% тепла. Остальное передается в воздух путем конвекции. Поэтому все, расположенные в помещении объекты, хорошо прогреваются. Свои нюансы в работу радиаторов отопления вносят особенности конструкции, однако принцип работы изделий остается неизменным.
Монтаж и установка радиаторов отопления: этапы
Установка радиаторов отопления в частном доме и квартире выполняется по схожим алгоритмам. Перед работой необходимо приобрести комплект устройств и расходных материалов. Учтите особенности батареи: например, на чугунные модели нужно устанавливать заглушки большего размера, а также подбирать автоматические воздухоотводчики.
В остальном установка радиаторов отопления выполняется в 7 основных этапов:
1. Разметка — необходимо отметить середину проема и расчертить горизонталь по верхней линии батареи. После этого нужно обозначить положение кронштейнов таким образом, чтобы их верхняя грань совпадала с обозначенной чертой.
2. Крепление к стене — осуществляется при помощи кронштейнов или специальных крюков. Их вкручивают или устанавливают в стену. В случае с крюками требуется предварительный монтаж дюбелей.
3. Обвязка — подключение к трубопроводу. Зависит от модели радиатора и способа его установки. В случае если речь идет о модели с боковым подключением, то при однотрубной системе обязательно приваривают байпас.
4. Монтаж крана Маевского или автоматического воздухоотводчика — их устанавливают на свободный верхний коллектор, устройства предназначаются для сброса воздуха, который может накапливаться в батареях по мере эксплуатации.
5. Установка заглушки — в случае с радиатором, имеющим боковое подключение, ее ставят на четвертый вход.
6. Монтаж кранов с возможностью регулировки — устанавливаются на входе и выходе, предназначаются для отключения радиатора, его отсечения от общей системы отопления.
7. Тестирование — предполагает проверку функционирования установленного радиатора в общей системе отопления.
Обратите внимание: технологии монтажа радиаторов отопления могут меняться в зависимости от их вида и способа установки. Чтобы не допускать ошибок, заранее подбирайте правильные расходные материалы и дополнительные устройства, а при монтаже обязательно следуйте рекомендациям производителя отопительного прибора.
Полезная информация:
Уход за стальным радиаторам отопления
Уход за чугунным радиатором отопления
Уход за алюминиевыми радиаторами отопления
Уход за биметаллическим радиатором отопления
конструкция и типы панельных обогревателей из стали для частного дома и квартиры, преимущества и слабые стороны отопительных батарей
Так уж устроены потребители, что всегда желают покупать продукцию высокого качества по символической цене с бесплатной доставкой и подарком от фирмы.
Желать и получать необходимое, это разные глаголы, но они вполне совместимы, когда приобретаются стальные радиаторы отопления.
В этом случае, действительно можно получить высококачественное изделие по адекватной цене с доставкой и подарком.
Конструкция и типы обогревателей из стали
Стальные батареи отопления бывают двух видов:
- Панельные изделия, представляющие собой цельную конструкцию.
- Трубчатые радиаторы, состоящие из секций.
Технология изготовления батарей отопления из стали у всех производителей практически одинаковая. Так называемые радиаторы стальные – штампованные изделия, изготовленные путем глубокого штампования поверхности металлического листа.
Производство включает в себя несколько этапов:
- Высококачественную листовую сталь пропускают через пресс, который формирует на ее поверхности 2 горизонтальных канала вверху и внизу и вертикальные по 3 штуки на каждые 10 см длины. Они будут пропускать через себя теплоноситель после подключения к отопительной системе и являются, как преимуществом, так и недостатком стальных панельных систем.
- Две штамповки соединяют при помощи роликовой сварки вместе, создавая тем самым панель. Именно она является основой этого типа батарей отопления.
- Готовое изделие подвергают методу многоступенчатой окраски, в которую входит не только придание ему определенного цвета (чаще всего белого), но и обработка антикоррозийным средством, и финишным глянцевым покрытием. Эти манипуляции значительно увеличивают срок эксплуатации изделия.
- Каждая панель оснащается набором монтажных устройств, и пакуется в специальную тару, оберегающую их от ударов при перевозке.
Так выглядит общая технология, по которой изготавливаются батареи панельного типа. Отличия у каждой фирмы могут состоять в толщине и качестве листовой стали, а так же материале, из которых делают комплектующие элементы для них.
Трубчатые стальные радиаторы состоят их двух коллекторов, расположенных внизу и верху и трубок между ними. Эти конструкции могут состоять из нескольких секций, количество трубок в них может варьироваться от 3-х до 6-ти.
Как панельные, так и секционные стальные отопительные радиаторы могут быть настенными и напольными, стандартными или вертикальными, а их мощность зависит от типа модели.
Типы панельных батарей
Все батареи этого класса можно разделить на 2 вида:
- Панельные.
- Панельно-конвекторные.
К первым относятся изделия, состоящие исключительно из панелей и делятся на типы 10, 20 и 30, где первая цифра указывает на их количество.
Ко второму виду причисляются модели, которые кроме панелей оснащены еще теплообменниками и среди них номера 11, 21, 22 и 33. В этом варианте первая цифра так же указывает на количество панелей, а вторая говорит, сколько при них оребрений.
Как показывает практика, чем больше панелей и конвекторов при них, тем мощнее радиатор, но это не единственный фактор, влияющий на их КПД.
Стальные радиаторы отопления: фото
Когда размер имеет значение?
Что касается панельных батарей из стали, то их мощность напрямую зависит от размера изделия. Чем панель больше, тем выше ее КПД и уровень теплоотдачи.
Таблица стальных радиаторов, предоставляемая производителем, позволяет подобрать оптимальный вариант изделия для каждого отдельного помещения с учетом его площади и возможных теплопотерь. Если взять за пример стальные радиаторы (фото это демонстрирует) с оребрением, которые сами по себе обладают хорошей теплоотдачей и проследить, насколько меняется их мощность в зависимости от длины и высоты, то можно сказать, что размер изделия очень важен при расчетах эффективности работы системы.
Например:
- Для изделия типа 11 при высоте 500 мм и длине 400 мм теплоотдача равна 438 Вт, для типа 22 с теми же параметрами – показатель равен 823 Вт, а у 33-го – 1371.
- Если взять те же типы радиаторов с такой же высотой, но при длине 2000 мм, то параметры будут 2191 Вт, 4115 Вт и 6399 соответственно.
Как видно из примеров, чем длиннее панель, тем выше уровень ее теплоотдачи. Зная, какой мощности требуется радиатор, можно с легкостью определить, какая у него должна быть длина.
Даже зная все параметры, которыми должен обладать идеальный стальной радиатор, нужно учитывать, что им свойственны не только плюсы, но и минусы, которые следует выяснить до монтажа системы.
Преимущества стальных радиаторов
Если изучить преимущества, которыми обладают эти изделия, то тут же возникнет желание их купить.
Действительно, их технические характеристики весьма впечатляют:
- Их КПД составляет более 75%.
- Высокий показатель теплоотдачи при низкой инерционности.
- Малое количество теплоносителя внутри позволяет ему быстро нагреться, экономя владельцу до 35% энергозатрат.
- Панельные батареи из стали полностью безопасны и экологически чистые, поэтому их часто используют в медучреждениях и детсадах.
- Их стоимость – самое соблазнительное качество для потребителя.
Если в помещении проживает или бывает аллергик, то лучшим вариантом батарей станет модель, состоящая из одной или нескольких панелей без оребрения и защитных кожухов. Их легко мыть, а если приобрести специальный гигиенический тип радиатора, то пыль на него практически не будет оседать. Это связано с обработкой панелей специальным пылеотталкивающим покрытием.
Если рассмотреть трубчатые модели, то среди их преимуществ можно отметить следующие:
- Они способны переносить перепады давления (до 15 Бар).
- Эффектно смотрятся.
- Средняя тепловая мощность таких изделий колеблется от 1200 Вт до 1600 Вт.
Как правило, трубчатые стальные батареи имеют сходство с чугунными, так как состоят из секций, но на этом их идентичность заканчивается. Стальные аналоги бывают разного типа – от напольных моделей, стоящих на изящных стильных ножках и привычных настенных, до вертикальных видов, которые не только обогревают помещение, но и являются его украшением.
Слабые стороны
Как указывают производители в техпаспортах изделий, больше всего по своей конструкции подходят панельные радиаторы стальные для частного дома.
Это связано с их недостатками:
- Низкое сопротивление давлению. Как правило, большинство панельных батарей выдерживают напор в системе до 10 атмосфер при заявленных испытательных 13-ти. Все хорошо понимают, что в централизованной системе отопления давление может превышать данные показатели, а гидроудары достигать 15 атмосфер. Возможно за пару-тройку раз повышения напора, с ними ничего не случиться, но чем чаще гидроудары будут происходить, тем выше вероятность, что панели лопнут.
- Качество теплоносителя для панельных систем так же очень важно. В частных домах такой проблемы, как загрязнение носителя не существует, так как этот процесс можно проконтролировать, тогда, как в централизованной системе этого сделать невозможно. Именно поэтому не пригодны панельные стальные радиаторы для квартиры. Узкие каналы внутри них быстро засоряются, что снижает эффективность их работы.
Эти минусы касаются исключительно панельных моделей и только при использовании их в многоквартирных домах с центральным отоплением. Для автономных систем, что панельные, что секционные батареи из стали – это лучший по цене и качеству вид обогревателей.
Как показывает многолетний опыт эксплуатации стальных радиаторов, они наиболее востребованные и популярные у российских потребителей.
Устройство алюминиевого радиатора отопления в разрезе в Таганроге: 642-товара: бесплатная доставка, скидка-59% [перейти]
Партнерская программаПомощь
Таганрог
Каталог
Каталог Товаров
Одежда и обувь
Одежда и обувь
Стройматериалы
Стройматериалы
Текстиль и кожа
Текстиль и кожа
Здоровье и красота
Здоровье и красота
Детские товары
Детские товары
Продукты и напитки
Продукты и напитки
Электротехника
Электротехника
Дом и сад
Дом и сад
Вода, газ и тепло
Вода, газ и тепло
Промышленность
Промышленность
Сельское хозяйство
Сельское хозяйство
Все категории
ВходИзбранное
Устройство алюминиевого радиатора отопления в разрезе
12 299
Алюминиевый радиатор отопления Global ISEO 350 Цвет: белый, Возможность использования антифриза:
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Радиатор Отопления Сборный Алюминиевый FENOX RO0008O7
В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары
regmarkets.ru/listpreview/idata2/ce/01/ce0114105b4a2968ed6d0eca617b8cf3.jpg»>9 898
9898
Радиатор отопления биметаллический ATM THERMO 500/80 10 секций Тип: Секционный радиатор, Размер:
В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары
3 998
3998
Радиатор отопления биметаллический ATM THERMO 500/80 4 секции Тип: Секционный радиатор, Размер:
В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары
regmarkets.ru/listpreview/idata2/db/e0/dbe0079cfd1f7c2b72734ae07e0b9fd1.jpg»>5 035
10290
Радиатор отопления Алюминиевый секционный KONNER LUX 100/200 — 10 секций Тип: Секционный радиатор,
В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары
9 576
20979
Радиатор отопления Алюминиевый секционный KONNER PRO 100/500 12 секций — Повышенная теплоотдача, Улучшенная технология производства, Утолщенные стенки, Для любого теплоносителя
В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары
regmarkets.ru/listpreview/idata2/65/29/65299db5bf03f9a84f239ae9f150b0f0.jpg»>Rifar Alum 500 х 5 сек VL алюминиевый радиатор
В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары
6 042
12348
Радиатор отопления Алюминиевый секционный KONNER LUX 100/200 — 12 секций Тип: Секционный радиатор,
В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары
regmarkets.ru/listpreview/idata2/e7/70/e77017fd89c4eeb5f5e14a2f2d313621.jpg»>11 898
11898
Радиатор отопления биметаллический ATM THERMO 500/80 12 секций Тип: Секционный радиатор, Размер:
В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары
7 524
18039
Радиатор отопления Алюминиевый секционный KONNER LUX 100/500 — 12 секций Тип: Секционный радиатор,
В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары
regmarkets.ru/listpreview/idata2/c6/d9/c6d91fdfdc8586394ff37352b1e294b3.jpg»>5 016
12026
Радиатор отопления Алюминиевый секционный KONNER LUX 100/500 — 8 секций Тип: Секционный радиатор,
В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары
6 295
13000
Радиатор отопления алюминиевый Termica Torrid 500/80 — 12 секций Тип: Секционный радиатор, Размер:
В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары
regmarkets.ru/listpreview/idata2/db/e0/dbe0079cfd1f7c2b72734ae07e0b9fd1.jpg»>5 300
10290
Радиатор отопления Алюминиевый секционный KONNER LUX 100/200 — 10 секций Тип: Секционный радиатор,
В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары
6 216
7770
Радиатор алюминиевый 500/100 TROPIC 10 секций Тип: Секционный радиатор, Размер: Длина 75. 000 Ширина
В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары
4 932
6055
ROMMER Optima 500 8 секций радиатор алюминиевый Тип: Секционный радиатор, Размер: Длина 63.000
В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары
6 118
9491
Радиатор отопления алюминиевый Oasis 500/80 — 12 секций Тип: Секционный радиатор, Размер: Длина
В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары
regmarkets.ru/listpreview/idata2/f5/b8/f5b805fd081aa96223c356f946c6f235.jpg»>9 150
14077
Радиатор алюминиевый Royal Thermo Biliner Alum 500 — 10 секц. Тип: Секционный радиатор, Размер:
В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары
7 296
8435
Радиатор отопления Алюминиевый секционный new KONNER 80/500 12 — Повышенная теплоотдача, Улучшенная технология производства, Для любого теплоносителя
В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары
6 006
6607
Секционный радиатор Алюминий AQUAPROM отопления алюминиевый 350×80 12 секций, 12 секц. Тип:
В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары
6 080
7451
Радиатор отопления Алюминиевый секционный new KONNER 80/500 10 — Повышенная теплоотдача, Улучшенная технология производства, Для любого теплоносителя
В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары
jpg»>3 648
4259
Радиатор отопления Алюминиевый секционный new KONNER 80/500 6 — Повышенная теплоотдача, Улучшенная технология производства, Для любого теплоносителя
В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары
4 697
11000
Радиатор отопления алюминиевый Oasis 500/80 — 10 секций Тип: Секционный радиатор, Размер: Длина
В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары
jpg»>8 998
8998
Радиатор отопления алюминиевый ATM THERMO 500/79 10 секций Тип: Секционный радиатор, Размер: Длина
В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары
Радиатор отопления алюминиевый Rifar Alum 350 х4
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Радиатор отопления алюминиевый Rifar Alum 500 х4
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Радиатор отопления алюминиевый Rifar Alum Ventil 350 х4
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
10 920
Радиатор отопления алюминиевый Royal Thermo Revolution 350 — 12 секций
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
2 страница из 18
Настенные стальные панельные радиаторы отопления
Содержание
- Как устроены панельные радиаторы
- Как выбрать панельные радиаторы
- Как рассчитать панельные радиаторы
- Монтаж и подключение панельных радиаторов
Несмотря на все разнообразие выбора, существует всего два основных типа водяных радиаторов: трубчатые и панельные. У каждого вида радиаторов свои характеристики и технические особенности. Крупнейшие зарубежные производители, в последнее время отдают предпочтение производству стальных панельных радиаторов. Устройство и конструкция радиаторов панельного типа позволяет быстрее реагировать на изменение температуры теплоносителя, обеспечивая более комфортный нагрев помещения.
Как устроены панельные радиаторы
Стальные настенные радиаторы отопления панельного типа имеют простую конструкцию, состоящую:
- Два стальных прямоугольных листа сваренных между собой. Процесс сборки происходит под давлением. В результате швы панелей в состоянии выдерживать нагрузку и устанавливаться не только в частных домах, но и зданиях, подключенных к центральной системе отопления.
- В листах сделаны углубления для циркуляции теплоносителя. По своей форме они напоминают обычный змеевик. Теплоноситель циркулирует непосредственно внутри панелей и передает им тепловую энергию.
- Тыльная сторона панели снабжена П- образными ребрами, по своей структуре напоминающими гармошку. С помощью ребер существенно возрастает теплоотдача и площадь отапливаемой поверхности.
Производители заявляют, что стальные панельные радиаторы могут проработать приблизительно 20-25 лет. На практике этот срок гораздо меньше. Уменьшение срока эксплуатации в основном связано с тем, что в бытовых условиях достаточно сложно выполнять все указанные требования выставляемые изготовителем.
Как выбрать панельные радиаторы
При выборе радиаторов-панелей следует ориентироваться на эти критерии:
- Технические характеристики — не стоит приобретать радиаторы, которые предназначены для установки в ЕС. Технические требования, особенно максимальное давление в системе отопления не соответствуют российским нормам. Нередко после установки, казалось бы, качественной европейской продукции приходится менять ее и устранять последствия того, что батарея потекла. Приобретать стоит модели, которые адаптированы к нашим условиям.
- Расчет мощности — лучше всего поставить настенную панель водяного отопления, полностью соответствующую той, которая была установлена раньше. Если выполняется монтаж новой системы, придется рассчитать необходимо давление и коэффициент теплоотдачи.
- рН теплоносителя — следует учитывать, что не все настенные панели водяного отопления могут быть установлены в квартирах. Выбирая панельную батарею, стоит поинтересоваться, какие требования предъявляются к качеству теплоносителя. Обычно об этом прямо говорится в инструкции производителя.
Принцип работы стальных панельных радиаторов несколько отличается от того, который имеет трубчатая чугунная батарея, поэтому лучше не ориентироваться при выборе, исключительно на размеры.
Как рассчитать панельные радиаторы
Выполнить все расчеты можно и самостоятельно. Для этого понадобится лист бумаги и калькулятор. Предположим, что необходимо выбрать радиатор для комнаты с общей площадью 20 кв. м.
- Согласно СНиП для обогрева 1 м² комнаты с высотой потолка не более 3 м. понадобится 100 Вт тепловой энергии.
- Умножаем 20×100= 2000 Вт или 2 кВт.
- Учитываем возможные теплопотери и необходимость установить два радиатора одновременно.
- Выбираем радиатор с теплоотдачей 2,5 кВт.
Конструкция стальных панельных радиаторов позволяет выполнять обвязку с помощью любого вида трубопровода и подсоединять устройство к уже установленной или заново сделанной системе отопления, поэтому при выборе важнее ориентироваться на необходимую мощность. Так как СНиП учитывает идеальные условия, такие расчеты не подходят для помещений с высотой потолков выше, чем 3 метра и с плохой теплоизоляцией. В таком случае расчеты может помочь выполнить один из консультантов компании.
Согласно жилищному кодексу, при замене радиаторов отопления в многоквартирном доме можно установить батарею, которая полностью соответствует мощности предыдущей. Нарушения могут наказываться штрафами. По решению суда жильца могут в принудительном порядке и за свой счет заставить заменить отопительный прибор на другой соответствующий требованиям.
Монтаж и подключение панельных радиаторов
Монтаж панельных регистров можно выполнить и самостоятельно при условии определенных навыков. Наиболее проблематичным является замена батареи в многоквартирном доме. Для этого придется выполнить следующее:
- Получить разрешение на слив воды из системы отопления. В зимнее время года сделать это достаточно проблематично, даже оплатив услуги. Согласно СНиП сделать это можно только в случае аварийной ситуации.
- Получив разрешение можно приступать непосредственно к монтажу. Стальные панельные радиаторы водяного отопления конвекторного типа в комплекте имеют одну установленную заглушку и один кран для сброса воздуха из системы. Они необходимы для того чтобы заглушить ненужные отверстия после установки.
- Трубопровод подключаем таким образом, чтобы подача приходилась на верхнее отверстие регистра, а обратка на нижнее.
- На входе рекомендуется установить температурный датчик. Термодатчик поможет отрегулировать температуру и перекроет подачу теплоносителя в случае аварийной ситуации. Для этой же цели на обратку также ставится отсекающий кран.
Хотя система подключения панельных радиаторов отопления достаточно простая, все же при установке от мастера требуется профессионализм, для выполнения качественного монтажа с первого раза. Повторный слив стояка должен оплачиваться отдельно.
Поменять регистры или полностью переделать систему отопления с помощью панельных стальных конвекторов несложно. Монтажные работы можно выполнить и самостоятельно при наличии необходимых инструментов.
Секционная машина M18 FUEL™ для кабеля 5/8” и 7/8”
2818-21 2818А-21 2818Б-21
Наша секционная машина M18 FUEL™ для кабелей 5/8″ и 7/8″ является самой портативной и самой мощной секционной машиной для дренажных линий 1-1/4″ — 6″. Бесщеточный двигатель POWERSTATE™ и технология REDLINK™ Plus Intelligence обеспечивают мощность для очистки тяжелых корней на расстоянии до 150 футов, обеспечивая большую мощность, чем проводная, даже при максимальной мощности машины. Эта секционная машина является самым легким и компактным инструментом в своем классе с точками крепления ремня для переноски без помощи рук, что обеспечивает легкую транспортировку и настройку для любых работ. Изменение размера кабеля без инструментов позволяет переключаться между кабелем 5/8″ и 7/8″ всего за несколько секунд. Аккумулятор M18™ REDLITHIUM™ High Output™ HD12.0 обеспечивает выполнение нескольких задач без подзарядки и повышает безопасность, обеспечивая питание в любом месте без использования удлинителей. Секционная машина M18 FUEL™ оснащена системой ONE-KEY™. Встроенная защита инструментов обеспечивает максимальную защиту от кражи благодаря таким функциям, как блокировка инструментов. Если ваша машина потеряна или украдена, вы можете вывести ее из строя, отправив удаленную команду на машину, чтобы она выключилась в следующий раз, когда она окажется в зоне действия любого приложения ONE-KEY™.
В дополнение к секционной машине MILWAUKEE® M18 FUEL™ этот комплект включает в себя ремень для переноски, большой задний направляющий шланг, аккумулятор M18™ REDLITHIUM™ High Output™ HD12.0 и быстрозарядные устройства M18™ и M12™.Включает
(1)Секционная машина M18 FUEL™ для кабеля 5/8” и 7/8” (2818-21)
(1)Ремень для переноски секционной машины M18 FUEL (2818-20) (48-08-0555)
(1)Аккумулятор M18 REDLITHIUM™ HIGH OUTPUT™ HD12.0 (48-11-1812)
(1)Быстрозарядное устройство M18™ и M12™ (48-59-1808)
Секционная машина
Для кабеля 5/8″ и 7/8″
Больше
Мощность
Чем проводная
Несколько заданий,
Одна зарядка
Самый легкий,
Самый портативный
ПОРТАТИВНАЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬТОРГОВАЯ ФОКУСИРОВАННАЯ СИСТЕМА WIDE
- Бесщеточный двигатель POWERSTATE™ обеспечивает мощность для расчистки тяжелых корней на расстоянии до 150 футов.
- Аккумулятор M18™ REDLITHIUM™ High Output™ HD12.0 позволяет выполнять несколько работ без подзарядки.
- REDLINK PLUS™ Intelligence обеспечивает максимальную производительность под нагрузкой
- Самый легкий, самый портативный для простой установки и транспортировки
- Изменение размера кабеля без инструментов гарантирует, что переключение между кабелем 5/8″ и 7/8″ займет всего несколько секунд кабели и кабельные крепления
- Смазка инструмента не требуется
- Закрытые кабельные барабаны: вмещают кучу использованных кабелей
- Задняя направляющая шланг оптимизирована для облегчения транспортировки
Загрузить руководство оператора
Характеристики батареи
Тип батарейки 18-вольтовый литий-ионный
Технические характеристики изделия
Гарантия на инструмент Инструмент на 5 лет, батарея на 3 года, кабель на 2 года
Источник питания беспроводной
Материальная композиция Усиленный нейлон
Длина 14,75 дюйма
Масса 27,3 фунта
Высота 15,1 дюйма
Ширина 9,4 дюйма
Глубина 14,75 дюйма
Макс. пропускная способность дренажной линии 150′
Рекомендуемый размер трубы 1-1/4″ до 6″
Емкость кабеля 5/8″ и 7/8″
Тип фида Руководство
Скорость вращения кабеля 650 об/мин
Аккумуляторная система М18
Быстрая амплификация ДНК с использованием тонкопленочного резистивного термоциклера с питанием от батареи
1. Saiki RK, Gelfand DH, Stoffel S, Scharf SJ, Higuchi R, Horn GT, Mullis KB, Erlich HA. Праймер-направленная ферментативная амплификация ДНК с помощью термостабильной ДНК-полимеразы. Наука. 1988;239(4839):487–491. [PubMed] [Академия Google]
2. Wittbrodt J, Erhardt W. Недорогая и универсальная машина ПЦР с компьютерным управлением, использующая элемент Пельтье в качестве термоэлектрического теплового насоса. Тенденции Жене. 1989;5(7):202–203. [PubMed] [Google Scholar]
3. Wilding P, Shoffner MA, Kricka LJ. ПЦР в кремниевой микроструктуре. Клин Хим. 1994; 40 (9): 1815–1818. [PubMed] [Google Scholar]
4. Хандурина Дж., Макнайт Т.Э., Якобсон С.К., Уотерс Л.С., Фут Р.С., Рэмси Дж.М. Интегрированная система для экспресс-анализа ДНК на основе ПЦР в микрожидкостных устройствах. Анальная хим. 2000;72(13):2995–3000. [PubMed] [Google Scholar]
5. Чапин К., Лодердейл Т.Л. Оценка быстродействующего воздушного термоциклера для обнаружения Mycobacterium tuberculosis . Дж. Клин Микробиол. 1997;35(8):2157–2159. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
6. Friedman NA, Meldrum DR. Резистивное термоциклирование капиллярной трубки. Анальная хим. 1998;70(14):2997–3002. [PubMed] [Google Scholar]
7. Lagally ET, Emrich CA, Mathies RA. Полностью интегрированная микросистема ПЦР-капиллярного электрофореза для анализа ДНК. Лабораторный чип. 2001;1(2):102–107. [PubMed] [Академия Google]
8. Oda RP, Strausbauch MA, Huhmer AF, Borson N, Jurrens SR, Craighead J, Wettstein PJ, Eckloff B, Kline B, Landers JP. Инфракрасное термоциклирование для сверхбыстрой амплификации ДНК с помощью полимеразной цепной реакции. Анальная хим. 1998;70(20):4361–4368. [PubMed] [Google Scholar]
9. Копп М.Ю., Мелло А.Дж., Манц А. Химическая амплификация: ПЦР с непрерывным потоком на чипе. Наука. 1998;280(5366):1046–1048. [PubMed] [Google Scholar]
10. Park N, Kim S, Hahn JH. Цилиндрический компактный термоциклирующий прибор для непрерывной полимеразной цепной реакции. Анальная хим. 2003;75(21):6029–6033. [PubMed] [Google Scholar]
11. Обейд П.Дж., Христопулос Т.К., Крэбтри Х.Дж., Бэкхаус К.Дж. Микротехнологическое устройство для амплификации ДНК и РНК методами непрерывной полимеразной цепной реакции и обратной транскрипционно-полимеразной цепной реакции с выбором номера цикла. Анальная хим. 2003;75(2):288–295. [PubMed] [Google Scholar]
12. Chen J, Wabuyele M, Chen H, Patterson D, Hupert M, Shadpour H, Nikitopoulos D, Soper SA. Микрочип с электрокинетически синхронизированной полимеразной цепной реакцией, изготовленный из поликарбоната. Анальная хим. 2005;77(2):658–666. [PubMed] [Академия Google]
13. Эггердинг Ф.А. Одноэтапная совмещенная процедура амплификации и лигирования олигонуклеотидов для мультиплексного генетического типирования. Прил. методы ПЦР. 1995;4(6):337–345. [PubMed] [Google Scholar]
14. Tyagi S, Kramer FR. Молекулярные маяки: зонды, которые флуоресцируют при гибридизации. Нац биотехнолог. 1996;14(3):303–308. [PubMed] [Google Scholar]
15. Tyagi S, Marras SA, Kramer FR. Молекулярные маяки со сдвигом длины волны. Нац биотехнолог. 2000;18(11):1191–1196. [PubMed] [Академия Google]
16. Назаренко И.А., Бхатнагар С.К., Хохман Р.Дж. Формат закрытой пробирки для амплификации и обнаружения ДНК на основе переноса энергии. Нуклеиновые Кислоты Res. 1997;25(12):2516–2521. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
17. Ririe KM, Rasmussen RP, Wittwer CT. Дифференциация продуктов путем анализа кривых плавления ДНК в ходе полимеразной цепной реакции. Анальная биохимия. 1997;245(2):154–160. [PubMed] [Google Scholar]
18. Wittwer CT, Ririe KM, Andrew RV, David DA, Gundry RA, Balis UJ. LightCycler: микрообъемный флуориметр с несколькими образцами и быстрым контролем температуры. Биотехнологии. 1997;22(1):176–181. [PubMed] [Google Scholar]
19. Northrup MA, Benett B, Hadley D, Landre P, Lehew S, Richards J, Stratton P. Миниатюрный аналитический прибор для нуклеиновых кислот на основе микромеханических кремниевых реакционных камер. Анальная хим. 1998;70(5):918–922. [PubMed] [Google Scholar]
20. Wittwer CT, Herrmann MG, Gundry CN, Elenitoba-Johnson KS. Мультиплексная ПЦР в реальном времени. Методы. 2001;25(4):430–442. [PubMed] [Google Scholar]
21. Lagally ET, Scherer JR, Blazej RG, Toriello NM, Diep BA, Ramchandani M, Sensabaugh GF, Riley LW, Mathies RA. Интегрированная портативная микросистема генетического анализа для выявления патогенов/инфекционных заболеваний. Анальная хим. 2004;76(11):3162–3170. [PubMed] [Академия Google]
22. Ertl P, Emrich CA, Singhal P, Mathies RA. Чипы для капиллярного электрофореза с системой электрохимического обнаружения с поддержкой проточного потока. Анальная хим. 2004;76(13):3749–3755. [PubMed] [Google Scholar]
23. Родригес И., Лесайшер М., Тие Ю., Цзоу К., Ю С., Сингх Дж., Мэн Л.Т., Уппили С., Ли С.Ф., Гопалакришнаконе П., Сельванаягам З.Е. Практическая интеграция амплификации полимеразной цепной реакции и электрофоретического анализа в микрожидкостные устройства для генетического анализа. Электрофорез. 2003;24(1–2):172–178. [PubMed] [Академия Google]
24. Мацубара Ю., Керман К., Кобаяши М., Ямамура С., Морита Ю., Такамура Ю., Тамия Э. Мультиплексная полимеразная цепная реакция TaqMan нанолитрового объема на чипе из одной копии на основе подсчета флуоресцентных микрокамер. Анальная хим. 2004;76(21):6434–6439. [PubMed] [Google Scholar]
25. Тан Ю.В., Прокоп Г.В., Персинг Д.Х. Молекулярная диагностика инфекционных заболеваний. Клин Хим. 1997;43(11):2021–2038. [PubMed] [Google Scholar]
26. Сергеев Н., Дистлер М., Кортни С., Аль-Халди С.Ф., Волохов Д., Чижиков В., Расули А. Мультипатогенный олигонуклеотидный микрочип для защиты окружающей среды и биозащиты. Биосенс Биоэлектрон. 2004; 20(4):684–69.8. [PubMed] [Google Scholar]
27. Аль-Халди С.Ф., Майерс К.М., Расули А., Чижиков В. Генотипирование токсинов Clostridium perfringens с использованием гибридизации на множественных олигонуклеотидных микрочипах. Молекулярные зонды. 2004;18(6):359–367. [PubMed] [Google Scholar]
28. Волохов Д., Померанцев А., Кивович В., Расули А., Чижиков В. Идентификация Bacillus anthracis методом многозондовой микрочиповой гибридизации. Диагностика Microbiol Infect Dis. 2004;49(3):163–171. [PubMed] [Академия Google]
29. Джонсон Дж., Джиннеман К., Стельма Г., Смит Б.Г., Лай Д., Мессер Дж., Улашек Дж., Эвсен Л., Гендель С., Беннетт Р.В., Сваминатан Б., Пруклер Дж., Штайгервальт А., Катариу С., Йилдирим С. , Волохов Д., Расули А. , Чижиков В., Видманн М., Фортес Э., Дюваль Р.Е., Хитчинс А.Д. Природные атипичные штаммы Listeria innocua с Listeria monocytogenes генами острова патогенности 1. Appl Environ Microbiol. 2004;70(7):4256–4266. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
30. Сергеев Н., Волохов Д., Чижиков В., Расули А. Одновременный анализ нескольких генов стафилококкового энтеротоксина с помощью олигонуклеотидного микрочипа. Дж. Клин Микробиол. 2004;42(5):2134–2143. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
31. Волохов Д., Чижиков В., Чумаков К., Расули А. Микроматричный анализ детерминант устойчивости к эритромицину. J Appl Microbiol. 2003;95(4):787–798. [PubMed] [Google Scholar]
32. Волохов Д., Чижиков В., Чумаков К., Расули А. Идентификация термофильных Campylobacter jejuni , C. coli , C. lari и C на основе микрочипов. upsaliensis . Дж. Клин Микробиол. 2003;41(9):4071–4080. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
33. Волохов Д., Расули А., Чумаков К., Чижиков В. Идентификация видов Listeria с помощью анализа на основе микрочипов. Дж. Клин Микробиол. 2002;40(12):4720–4728. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
34. Аль-Халди С.Ф., Мартин С.А., Расули А., Эванс Д.Д. Технология ДНК-микрочипов для изучения патогенов пищевого происхождения и микробных местообитаний: миниобзор. J АОАС междунар. 2002;85(4):906–910. [PubMed] [Google Scholar]
35. Чижиков В., Расули А., Чумаков К., Леви Д.Д. Микроматричный анализ микробных факторов вирулентности. Appl Environ Microbiol. 2001;67(7):3258–3263. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
36. Liu Y, Rauch CB, Stevens RL, Lenigk R, Yang J, Rhine DB, Grodzinski P. Анализы амплификации ДНК и гибридизации в интегрированных пластиковых монолитных устройствах. Анальная хим. 2002;74(13):3063–3070. [PubMed] [Google Scholar]
37. Хиггинс Дж. А., Насарабади С., Карнс Дж. С., Шелтон Д. Р., Купер М., Гбакима А., Купман Р. П. Портативный термоциклер в режиме реального времени для обнаружения бактериальных патогенов. Биосенс Биоэлектрон. 2003;18(9):1115–1123. [PubMed] [Google Scholar]
38. Golden J, Shriver-Lake L, Sapsford K, Ligler F. Матричный биосенсор «сделай сам». Методы. 2005;37(1):65–72. [PubMed] [Академия Google]
39. Белградер П., Янг С., Юань Б., Примо М., Кристель Л.А., Пурахмади Ф., Нортруп М.А. Термоциклер для ноутбука с питанием от батареи для быстрого мультиплексного ПЦР-анализа в реальном времени. Анальная хим. 2001;73(2):286–289. [PubMed] [Google Scholar]
40. Ченна Р., Сугавара Х., Койке Т., Лопес Р., Гибсон Т.Дж., Хиггинс Д.Г., Томпсон Д.Д. Множественное выравнивание последовательностей с помощью серии программ Clustal. Нуклеиновые Кислоты Res. 2003;31(13):3497–3500. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
41. Томпсон Д.Д., Хиггинс Д.Г., Гибсон Т.Дж. CLUSTAL W: повышение чувствительности прогрессивного множественного выравнивания последовательностей за счет взвешивания последовательностей, штрафов за пробелы для конкретных позиций и выбора матрицы весов. Нуклеиновые Кислоты Res. 1994;22(22):4673–4680. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
42. Томпсон Дж. Д., Гибсон Т. Дж., Плевняк Ф., Жанмужен Ф., Хиггинс Д. Г. Оконный интерфейс CLUSTAL_X: гибкие стратегии множественного выравнивания последовательностей с помощью инструментов анализа качества. Нуклеиновые Кислоты Res. 1997;25(24):4876–4882. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
43. Герольд К.Е., Расули А. Дизайн олиго: компьютерная программа для разработки зондов для олигонуклеотидных микрочипов. Биотехнологии. 2003;35(6):1216–1221. [PubMed] [Академия Google]
Цинк-ионный термозарядный элемент для низкопотенциального преобразования тепла и накопления энергии
Цинк-ионный термозарядный элемент для низкопотенциального преобразования тепла и накопления энергии
Скачать PDF
Скачать PDF
- Артикул
- Открытый доступ
- Опубликовано:
- Чживэй Ли ORCID: orcid. org/0000-0003-2526-1744 1 ,
- Yinghong Xu 1 ,
- Langyuan Wu 1 ,
- Yufeng An 1 ,
- Yao Sun 1 ,
- Тинтин Мэн 2 ,
- Хуэй Доу 1 ,
- Йимин Сюань ORCID: orcid.org/0000-0001-8347-3855 2 и
- …
- Сяоган Чжан ORCID: orcid.org/0000-0003-0484-2451 1
3454 доступа
7 цитирований
2 Альтметрика
Сведения о показателях
Предметы
- Батареи
- Материалы для энергетики и катализа
Abstract
Преобразование низкопотенциального тепла из окружающей среды в электроэнергию показывает большую устойчивость для смягчения энергетического кризиса и корректировки энергетических конфигураций.
Введение
Использование обильной и устойчивой тепловой энергии с высокой добавленной стоимостью стимулировало срочную разработку рентабельных и безопасных технологий для сбора низкопотенциального тепла (<100 °C) в электричество 1,2,3 . Среди различных передовых систем электронные термоэлектрические устройства (e-TE), использующие узкозонные полупроводники, могут реализовать преобразование низкопотенциального тепла для удовлетворения потребностей электронного рынка (т.е. низкая стоимость, безопасность, высокая эффективность) на основе Эффект Зеебека. Для типичного материала e-TE коэффициент Зеебека ( α ) составляет всего ~100 мкВ K −1 4 . В результате очень сложно генерировать достаточное напряжение от 1 до 5 В путем интеграции множества электронных ТЕ. Следовательно, необходимо дополнительно разработать и рассмотреть термозарядный элемент нового типа с улучшенными характеристиками.
Недавно для прямого сбора энергии был принят альтернативный подход, а именно ионные термоэлектрические устройства (i-TE), которые обеспечивают два различных механизма, включая термогальванический эффект и эффект термодиффузии 2,5 . Низкопотенциальное тепло может непрерывно преобразовываться в электричество, потому что разница температур может вызывать разницу напряжений. Например, Чжан и его коллеги продемонстрировали термически заряжаемый суперконденсатор на основе эффекта термодиффузии. Значение α , равное 1,21 мВ K -1 , может быть получено при разности температур 52 K с 1,0 моль л электролита -1 KNO 3 и пористого углеродного (PC) электрода 6 3. Однако характеристики преобразования тепла в ток в этом термозаряжаемом суперконденсаторе по-прежнему ограничены адсорбцией/десорбцией и диффузией ионов электролита. Альтернативная стратегия заключается в разработке электролита путем введения окислительно-восстановительных пар, таких как ферро/феррицианид [Fe(CN) 6 4– /Fe(CN) 6 3– ] 2,5,7,8,9,10 . Лю и др. сообщил об ионных термоэлектрических материалах с использованием KCl и [Fe(CN) 6 4– /Fe(CN) 6 3–] для синергетического эффекта термогальванического и термодиффузионного 2 . Следовательно, превосходное значение α , равное 17,0 мВ K -1 , было достигнуто с использованием тепла тела, а выходное напряжение более 2 В было получено путем интеграции 25 униполярных блоков. Среди различных тепловых систем жидкостные термоячейки имеют большие преимущества с точки зрения их экономичности и масштабируемости для преобразования низкопотенциального тепла. Хотя были предприняты значительные усилия для реализации высокоэффективного преобразования низкопотенциального тепла, выходное напряжение сильно ограничено границей раздела электрод/электролит и механизмом накопления энергии. Кроме того, низкую относительно Карно эффективность (<5%) было сложно улучшить даже в идеальных лабораторных условиях. Разумно предположить, что конструкция гибридного устройства, основанного на эффекте Соре, может иметь большие перспективы в сборе электроэнергии с постоянным температурным градиентом.
Водные цинк-ионные батареи (ZIB) стали одним из перспективных кандидатов для хранения энергии благодаря достоинствам цинковых анодов, таким как экономичность, многовалентность и удовлетворительная стабильность 11,12,13,14 . При введении концепции ZIB в преобразование тепла в электричество можно предложить различные механизмы за счет синергетического эффекта между термогальваническим эффектом цинковых анодов и термодиффузией и термоэкстракцией ионов в электролитах и катодах соответственно (рис. 1). Термически заряжаемые суперконденсаторы на основе Zn с емкостными катодами (например, PC) могут генерировать электричество на основе термодиффузионного эффекта ионов электролита наряду с зачисткой и покрытием Zn-анода. Как правило, применяемые температурные градиенты могут вызывать миграцию как катионов, так и анионов с горячей стороны на холодную (рис. 1а). Можно создать термодиффузионное напряжение, которое определяется как Δ V td = −(û H − û C )/ e . Обычно интеркалированный Zn 2+ мигрирует к поверхности цинкового анода и спонтанно подвергается процессу осаждения. На основе извлечения ионов, внедренных в выбранный катод (VO), перенос зарядов на горячую сторону существенно улучшает полученный электрохимический потенциал (рис. 1б). Однако относительно медленная кинетика чистых аккумуляторных систем сильно затрудняет их практическое применение. Следовательно, термозарядные элементы на основе Zn (ZTCC), которые сочетают в себе термодиффузию ионов на ПК и извлечение ионов из электрода VO вставного типа, могут выдавать более высокое напряжение (рис. 1c). Примечательно, что оксиды на основе ванадия демонстрируют многообещающие характеристики благодаря своей многовалентности и уникальной кристаллической структуре для хранения ионов 9.0222 11,13,15 . Однако вялая кинетика, плохая проводимость и структурное ухудшение, связанные с введением/выведением Zn 2+ , всегда препятствуют их широкомасштабному применению, то есть рациональное проектирование удовлетворяющих требованиям оксидов на основе ванадия для хранения и преобразования энергии еще в зачаточном состоянии.
Рис. 1: Концепция и механизм работы термически заряжаемых систем на основе Zn.a Термодиффузионный эффект на основе ПК, b Термоэкстракционный эффект на основе VO и c Синергический эффект на основе VO-PC.
Увеличенное изображение
В настоящей работе предложены и разработаны перспективные ЗТХП на основе комбинации Zn-анода и VO 2 -PC-катода. В результате ZTCC на базе ВО 2 -ПК может вырабатывать электроэнергию из низкопотенциального тепла за счет синергетического эффекта между термодиффузией и термоэкстракцией. Примечательно, что высокий коэффициент Зеебека 12,5 мВ K −1 и эффективность преобразования 0,95% (7,25% относительной эффективности Карно) могут быть достигнуты при градиенте температуры 45 K.0295 2 -PC демонстрирует многообещающую емкость, хорошую производительность и отличную надежность для хранения энергии. Кроме того, экспериментальная установка демонстрирует потенциал применения для сбора энергии из отработанного тепла благодаря сверхвысокому выходному напряжению ~ 1 В только с одним блоком.
Результаты
Получение и характеристика VO
2 -PC наносфераСферические композиты ванадий-полидофамин (V-PDA) были рационально синтезированы с использованием стратегии на основе растворов с использованием допамина и метаванадата аммония в качестве источника углерода и источника ванадия, соответственно. После пиролиза в атмосфере аргона частицы на основе PDA и V превратились в иерархическую матрицу ПК и заякоренный диоксид ванадия (VO 2 ) вместе с утечкой газа, а подробности можно увидеть в разделе «Методы». Сканирующий электронный микроскоп с полевой эмиссией (СЭМ) и трансмиссионный электронный микроскоп (ПЭМ) использовались для наблюдения за микроструктурой материалов в свежем виде. Можно обнаружить, что морфология чистого ПК, полученного из ПДА, представляет собой неравномерные наносферы с разным диаметром в диапазоне от 100 нм до ~ 1 мкм (дополнительный рисунок 1а, б). В частности, VO 2 -PC состоит из однородных наносфер размером около 250 нм (дополнительный рисунок 2a, b). Примечательно, что ВО 2 равномерно распределен в образце ВО 2 -ПК с высоким содержанием 65,4% масс., определенным термогравиметрическим анализом (дополнительный рисунок 3). Благодаря очевидной сферической морфологии (дополнительный рис. 2c) можно отметить, что пористый VO 2 -PC демонстрирует аморфные свойства. Из ПЭМ-изображения высокого разрешения VO 2 -PC (вставка к дополнительному рис. 2c) полоса решетки с шагом 0,353 нм может быть отнесена к плоскости (110) моноклинного VO 2 . Такая уникальная интеграция VO 2 и PC в VO 2 -PC была бы полезной для обеспечения обильных путей и электроактивных участков для диффузии и хранения Zn 2+ , что могло бы повысить скорость и удельную способность as- разработанные устройства. Изображения элементов энергодисперсионной рентгеновской спектрометрии, отображающие изображения на дополнительном рисунке 2d, дополнительно подтверждают сосуществование и чрезвычайно равномерное распределение элементов C, N, O и V в VO 2 9029.6 — сфера ПК. Рентгенограмма (XRD) VO 2 -PC показана на дополнительном рисунке 2e, на котором почти все пики могут быть хорошо отнесены к моноклинному VO 2 (PDF # 81-2392) 16 . Кристаллическая структура слоистого VO 2 представлена на вставке рис. 1e, а относительно большие одномерные туннели образованы общими углами V 4 O 10 в VO 2 , что предполагает быстрый перенос ионов электролита. На дополнительном рисунке 2f показан спектр комбинационного рассеяния VO 9.0295 2 -ПК. Характерные комбинационные сдвиги можно отнести к слоистой структуре кристаллического VO 2 (140,2 см −1 ), изгибному колебанию V=O (279,4 и 406,7 см −1 ), колебанию V-O-V при растяжении (686,9 см − 1 ) и вибрация растяжения V = O (992,6 см -1 ) 17 . Кроме того, валентность элемента V была исследована с помощью спектра рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPS) на дополнительном рисунке 2f. Анализ показал, что только V 4+ присутствует в полученном продукте, что свидетельствует об успешной подготовке стандарта ВО 2 18 . Что еще более важно, при использовании молибдена (Mo) и вольфрама (W) в качестве источников металлов эта предлагаемая стратегия также может разумно образовывать соответствующие Mo 4 O 8 -PC и W 3 O 9 -PC, что подтверждается изображениями SEM и результатами XRD (дополнительный рисунок 4).
Электрохимические характеристики ZTCC
Для точной оценки практического применения электродных материалов при преобразовании низкопотенциального тепла мы сконструировали неизотермическую Н-ячейку с Zn-G анодом и VO 2 — Катод из поликарбоната, как показано на рис. 2а. Во время измерений катод VO 2 -PC, предварительно интеркалированный Zn 2+ , нагревается на водяной бане, в то время как анод Zn-G не нагревается для образования разности температур (Δ T ). Следует отметить, что Δ T между анодом и катодом определяется термопарой, вставленной в каждую камеру. Чтобы свести к минимуму кинетические эффекты, к различным электродам подавался сверхнизкий ток 40 мкА без температурного градиента (рис. 2b). Ясно, что ВО 2 -PC сочетает в себе характеристики своих компонентов, включая высокую пористость PC и электрическую активность VO 2 , что обеспечивает электроду VO 2 -PC более короткое время достижения напряжения холостого хода, чем чистый VO 2 по этому делу. Быстрый рост напряжения в исходном состоянии в основном обусловлен десорбцией ионов электролита. При этом платформы около 0,6 и 0,9 В, появившиеся как в ВО -2-, так и в ВО -2--ПК, относятся к экстракции ионов. Эволюция выходного напряжения (Δ V ) при различных температурных перепадах для ZTCC VO 2 -PC-, VO 2 — и ZTCC на базе PC представлены на рис. 2c. По мере того, как мы постепенно увеличиваем подводимое тепло, разность температур и выходное напряжение могут достигать серии установившихся состояний в течение 2400 с. Примечательно, что выходное напряжение резко увеличивается с Δ T 5 K для ZTCC на основе ПК, что в основном вызвано быстрой десорбцией ионов электролита. Когда Δ T достигает 10 K, можно получить относительно стабильное напряжение ~1,1 В. Интересно, что выходное напряжение, вызванное десорбцией ионов электролита в исходном состоянии (Δ T = 5 K) относительно ослаблен и для VO 2 -PC можно получить только ~0,5 В, что также выше, чем у VO 2 (~0,4 В). Это существенное различие между PC и VO 2 -PC может быть в значительной степени обусловлено их различными механизмами накопления заряда. Как обсуждалось выше, внедренный Zn 2+ может реагировать с VO 2 и обеспечивать стабильное связывание в виде химических связей 19 . Таким образом, для высвобождения такого комбинированного Zn 9 требуется большое количество тепла.0222 2+ , что также предполагает высокие энерговклады. Следовательно, от ZTCC на базе VO 2 -PC можно получить сравнимое выходное напряжение ~1,01 В при разнице температур 45 К. Однако для схемы на базе VO 2 достигается только ~0,87 В из-за медленного извлечения ионов из высокоупорядоченных кристаллов. Между тем, мы выполнили рентгенограммы электродов после процесса термической зарядки от 5 до 45 K, как показано на дополнительном рисунке 5. Плоскость (110) VO 2 смещается от 25,8° до ~25° за счет внедрения Zn 2+ в процессе электрохимического разряда (от исходного состояния до 5 K-s). Катод VO 2 -PC остается неизменным при разнице температур 5 K (от 5 K-s до 5K-e), но пики изменяются и слегка смещаются от ~25° до 25,3° при температуре от 10 до 45 K. свидетельствует о том, что быстрая десорбция адсорбированных ионов на ВО 2 -ПК не приводит к изменению структуры электрода. Однако кристаллическая структура VO 2 можно частично изменить постепенной экстракцией внедренных ионов в условиях температурного градиента, который в основном вызывается окислительно-восстановительной реакцией между Zn x VO 2 и VO 2 . Эти выводы также согласуются с электрохимическими результатами. На рис. 2d показано подробное значение выходного напряжения при различных перепадах температур ZTCC в исходном состоянии. Очевидно, тенденция к увеличению Δ V хорошо согласуется с кинетикой адсорбции/десорбции и внедрения/экстракции. По соотношению между Δ V и Δ T можно рассчитать коэффициент термоЭДС ( α ), который описывается следующим уравнением 6,20 :
$$\alpha = \frac{\partial V} {\partial T}$$
(1)
Как показано на рис. 2e, улучшение термоЭДС с 5,3 до 12,5 мВ K −1 может быть достигнуто путем введения VO 2 в матрицу ПК с использованием водного электролита. . По сравнению с ПК и чистым ВО 2 , чем выше α значение ВО 2 -ПК, вероятно, обусловлено синергетическим эффектом термодиффузии и термоэкстракции. Для удобства оптимизированные кристаллические структуры VO 2 , Zn-VO 2 и Zn/H 2 O-VO 2 показаны на рис. 2f. Возможные электрохимические процессы, происходящие в обоих электродах, можно описать следующим образом:
Рис. 2: Конструкция и характеристики ZTCC.a Схема неизотермического электролизера. b Кривые электрохимического заряда током 40 мкА. c Эволюция выходного напряжения при различных температурных градиентах. d Выходное напряжение при различных перепадах температур. e Разница напряжения в зависимости от разницы температур. ф Соответствующие структурные изменения ВО 2 при преобразовании энергии. г Кривые разряда при нагрузке 17 кОм. h Графики плотности тока и плотности мощности при различных выходных напряжениях. 9{-}$$
(3)
С изменением Δ T обратимое «дыхание» элементарной ячейки VO 2 вместе с введением/выведением ионов электролита может реализовать непрерывное преобразование и утилизацию субфебрильная жара. Следует отметить, что относительный вклад в общую термоЭДС можно выделить следующим образом: 3,6 % окислительно-восстановительной энтропии Zn/Zn 2+ , 30,1 % окислительно-восстановительной энтропии Zn x VO 2 /VO 2 , вклад термодиффузии Zn (CF 3 SO 3 ) 2 , 7,6%, вклад термодиффузии ионов электролита в VO 2 -PC электрод 6). В связи с высоким напряжением ZTCC в собранном виде для изучения соответствующего поведения при перезарядке был использован постоянный резистор (17 кОм). Примечательно, что характеристики распада энергии и термозарядки ZTCC на основе VO 2 -PC во многом сопоставимы с характеристиками PC- и VO 9.0295 2 ZTCC даже в течение 3000 с (15 циклов) со стабильным напряжением 0,9 В, демонстрируя удовлетворительную производительность ZTCC на базе VO 2 -PC в электронике (рис. 2g). Кроме того, относительно быстрая заряжаемость ZTCC в течение 100 с может быть в значительной степени определена их низким энергопотреблением и быстрой реакцией на зарядку. Кроме того, для исследования удельной мощности использовалась серия постоянных резисторов ( P ) согласно P = В 2 / Р . Что еще более интересно, сверхвысокая плотность мощности 10,8 Вт м −2 может быть достигнута ZTCC на базе VO 2 -PC с нагрузочным резистором 200–470 Ω, что намного лучше, чем у PC- и VO . 2 ZTCC на базе (рис. 2h). При сравнении выходного напряжения и мощности ZTCC с другими зарегистрированными системами, готовые ZTCC более конкурентоспособны, чем у ранее зарегистрированных электронно-термоэлектрических устройств и ионных термоэлектрических устройств (рис. 2i), что демонстрирует доступность ZTCC как многообещающих устройств для низких -класс теплопередачи 8,9,21,22,23,24 .
Эффективность преобразования ZTCC
Скоростное поведение термозарядной ячейки фиксировалось по кривым гальваностатического разряда после зарядки с различными перепадами температур. Как показано на дополнительном рис. 7а, время разряда постепенно увеличивается с 240 до 3895 с при вводе температурного градиента от 5 до 45 К, что указывает на способность ZTCC преобразовывать тепло в электричество. Кроме того, мы выполнили разрядные характеристики устройств после зарядки с использованием теплового процесса и гибридного процесса, чтобы различать соотношение части теплового заряда (дополнительный рисунок 7b). ВО 2 -ZTCC на базе ПК может получить умеренное напряжение ~1,01 В после зарядки при разнице температур 45 К. Выходное напряжение может быть значительно увеличено до 1,6 В путем введения процесса заряда мощности. Согласно кривым разряда, емкость, полученная в результате термического процесса, составляет ~ 46,7% емкости, полученной в гибридном режиме зарядки, что свидетельствует о большом потенциале предлагаемого ZTCC в практических приложениях. Кроме того, ток короткого замыкания и напряжение холостого хода были зарегистрированы по графику на рис. 3а после зарядки при 45 K с различными сопротивлениями. Согласно профилю, VO 2 -ZTCC на основе ПК демонстрирует более высокий ток отклика (32,3 А м -2 ), чем у ПК (6,5 А м -2 ) и VO 2 (21,8 А м -2 ), что свидетельствует о его более низком интерсопротивлении. Следовательно, относительно низкое значение сопротивления 297,5 Ом может быть получено ZTCC на базе VO 2 -PC, тогда как значение составляет 1586,3 и 453,8 Ом для PC и VO 2 соответственно. Этот удовлетворительный результат может быть в основном вызван синергетическим эффектом от введения углеродной матрицы в металлические частицы. Кроме того, эффективность преобразования тепла в ток ( 9{2}\Delta T}{4\kappa}\cdot \frac{d}{A{R}_{{{{{{{\rm{Cell}}}}}}}}}$$
( 4)
, где κ — теплопроводность, d — межэлектродное расстояние, A — площадь поперечного сечения, R Ячейка — межэлектродное сопротивление ZTCC. На основе параметров, приведенных в дополнительной таблице 1 и дополнительной таблице 2, можно получить различную эффективность преобразования энергии, что до сих пор является спорным моментом в термоэлектрическом. Подробности расчета эффективности показаны в дополнительном примечании 2. Как показано на рис. 3c, η ZTCC достигает 0,95% для ZTCC на основе VO 2 -PC при 45 K, что значительно выше, чем у VO 2 и ZTCC на основе ПК. При рассмотрении соответствующей эффективности Карно ZTCC на основе VO 2 -PC может получить самую высокую относительную эффективность Карно ( η r ) 7,25% при Δ T 45 K благодаря своей высокой мощности. плотность (рис. 3d). Кроме того, η r для VO 2 ZTCC на базе ПК значительно превосходит прогнозируемый порог коммерциализации и некоторые ранее заявленные значения 22,25,26 . Кроме того, кривая саморазряда используется для изучения электрохимического поведения ZTCC (рис. 3e). После разрядки при плотности тока 0,1 А g −1 и термического заряда при Δ Т 45 К можно рационально достичь выходного напряжения ~1,01 В. При устранении температурного градиента произошло незначительное падение напряжения (19 мВ). Стоит отметить, что постепенный рост напряжения после процесса саморазряда при температуре 0 K можно объяснить химическим самозарядным поведением 15 .
Рис. 3: Преобразование тепла в электричество ZTCC.a График ток-напряжение, b межсопротивление, c эффективность преобразования и d относительная эффективность Карно для ПК, VO 2 и VO 2 -PC соответственно. e Кривая саморазряда после устранения температурного градиента.
Полноразмерное изображение
Поведение ZIB по накоплению энергии
Для оценки способности накопления энергии устройств в исходном состоянии целесообразно проводить ZIB монетного типа. На рисунке 4а представлены кривые циклической вольтамперометрии (CV) VO 9.0295 2 ZIB на базе ПК со скоростью сканирования 0,2 мВ с −1 . Ясно, что две пары окислительно-восстановительных пиков около 0,56/0,68 В и 0,92/1,01 В принадлежат множественным процедурам введения/экстракции ионов электролита в VO 2 (Zn x VO 2 · y 2 o ↔ Vo 2 + x Zn 2+ + Y H 2 O+ 2 x E 2 — ) 22222222222222222222222222222222222222222222222222222222. Почти перекрывающиеся кривые CV в первых трех циклах дополнительно указывают на сильно обратимое электрохимическое поведение. Кроме того, ВО 2 -PC имеет самую большую замкнутую площадь CV среди ПК и коммерческих VO 2 , что свидетельствует о его самой высокой способности накапливать заряд (дополнительный рисунок 8a). Кривые гальваностатического заряда/разряда (ГЗД) при низкой плотности тока 0,2 А г -1 согласуются с теми же окислительно-восстановительными реакциями, что и кривые ЦВА (рис. 4б). В результате для ВО 2 -ПК в данном случае может быть достигнута высокая разрядная емкость 539 мАч г −1 , что значительно выше, чем у VO 2 (303,8 мАч г -1 ) и ПК (49,3 мАч г -1 ). Между тем, высокообратимое поведение и скорость VO 2 -PC исследуются с помощью испытаний GCD при различных плотностях тока от 0,1 до 20 A g -1 (дополнительный рисунок 8b). По сравнению с VO 2 и ПК, VO 2 -ПК демонстрирует отличные емкостные характеристики вместе с высокой обратимостью на каждой скорости (рис. 4c). Впечатляет, что емкость обратимого разряда все еще может сохранять 80 мАч г -1 даже при высокой плотности тока 20 А г -1 . Когда плотность тока была доведена до 0,1 А г -1 , удельная емкость может быть почти восстановлена до 530 мАч г -1 , что поддерживает около 91% начальной разрядной емкости. Соответствующие кривые НОД ZIB на основе VO 2 -PC при различных плотностях тока представлены на дополнительном рисунке 8c. Очевидные электрохимические платформы, появившиеся на кривых заряда и разряда, прямо подтверждают смешанные процессы накопления энергии, свойственные V-видам. Графики Рагона показывают удовлетворительную производительность VO 9.0295 2 -ПК. Как показано на дополнительном рисунке 8d, как превосходная плотность энергии 442 Втч кг -1 при 112 Вт кг –1 , так и высокая удельная мощность 14,8 кВт кг -1 при 43 Втч2 19022кг может быть достигнута исходя из массы катода, которая превосходит таковую у других устройств с ПК и ВО 2 в качестве электродных материалов. При учете общей массы (\({m}_{{{{\mbox{VO}}}}_{2}{{\mbox{-PC}}}}\) + \({m} _{{{\mbox{Zn}}}}\)), максимальная плотность энергии/мощности 33,0 Втч кг -1 /1105,4 Вт кг -1 можно сохранить, что означает его удовлетворительное применение в качестве одной из систем крупномасштабного хранения энергии (дополнительное примечание 3 и дополнительная таблица 3). Примечательно, что удельная емкость ZIB на основе VO 2 -PC по-прежнему может сохранять примерно 100 мАч g −1 даже в течение 50 000 циклов при относительно высокой плотности тока 10 A g −1 и соответствующей кулоновской эффективности. составляет около 100 % для каждого цикла (рис. 4d). Такие результаты также значительно выше, чем у ПК- и ВО 9.0295 2 ZIB на основе (дополнительный рисунок 8e). По сравнению с ранее описанными катодами на основе ванадия для водных ZIB электрод VO 2 -PC демонстрирует выдающиеся характеристики с точки зрения удельной емкости, циклической стабильности и плотности энергии (рис. 4e) 28,29,30,31, 32,33,34,35,36 . Эти результаты демонстрируют удовлетворительную способность этой комбинации матрицы ПК и кристалла VO 2 в хранении иона Zn 2+ , что позволяет предположить, что VO 2 -PC будет иметь многообещающие характеристики для выполнения требований систем на основе цинка.
Рис. 4: Электрохимические характеристики ZIB с различными электродами.a CV-кривые для первых 3 циклов VO 2 -PC при 0,2 мВ с -1 . b кривые GCD, c графики Рагона и d стабильность при циклировании при 10 A g -1 . e Сравнение основных электрохимических параметров ВО 2 — ZIB на базе ПК с другими зарегистрированными устройствами. f CV-кривые при различных скоростях сканирования. г Соответствующий логарифм (ток) в сравнении с логарифмом (скорость сканирования) каждого окислительно-восстановительного пика. h Кривые ГИТТ и коэффициент диффузии Zn 2+ при зарядке/разрядке.
Изображение с полным размером
Скоростные характеристики VO 2 -PC в значительной степени определяются его электрохимической кинетикой, которая обоснованно изучается с помощью измерений CV от 0,2 до 5 мВ с −1 (рис. 4f). Как правило, поверхностно-индуцированная емкость и процедура с контролируемой диффузией могут быть проиндексированы в соответствии с соотношением между пиковым током ( i ) и скоростью сканирования ( v ), как показано ниже: . Как известно, b = 0,5 указывает на то, что электрохимический процесс полностью контролируется диффузией, тогда как b = 1,0 представляет собой процесс, в котором преобладает емкость. {1/2}$$
(5)
Как показано на дополнительном рисунке 8f, высокий емкостной вклад в размере 53% может быть получен при скорости сканирования 0,2 мВ с -1 . С увеличением скорости сканирования с 0,2 до 5 мВ с -1 емкостной вклад электрода VO 2 -PC постепенно увеличивается с 53% до 87,5%, что указывает на функцию быстрого переноса заряда, а также на хорошую скорость. Кроме того, метод гальваностатического прерывистого титрования (ГИТТ) был выполнен для исследования Zn 9Диффузионное поведение 0222 2+ в электроде VO 2 -PC в процессах заряда и разряда (рис. 4з). Средний коэффициент диффузии Zn 2+ ( D Zn ) может быть рассчитан как 10 −10,5 см 2 с −1 для всего заряда и разряда. Zn 2+ в катоде. Такой высокий коэффициент диффузии Zn 2+ может соответствовать непрерывной сети ПК и встроенному электроактивному VO 2 . Следует отметить, что уменьшение величины D Zn примерно с 10 -10 до 10 -11 см 2 с -1 в процессе разряда можно объяснить постепенным увеличением содержания Zn 2+ в электроде VO 2 -PC, что дополнительно указывает на хорошую способность катода VO 2 -PC к диффузии ионов.
Механизм накопления энергии ZIB
Вдохновлен превосходными характеристиками VO 2 -PC, были проведены различные измерения ex-situ для выявления подробного механизма реакции во время электрохимических испытаний. Для удобства электрод VO 2 -PC при определенном напряжении, используемом для анализа, помечен как состояние x , как показано на рис. 5a. Перед испытанием ЗИП на базе ВО 2 -ПК разряжается до напряжения 0,2 В, а затем заряжается/разряжается до выбранного состояния напряжения. На рентгенограммах катода ВО 2 -ПК в различных состояниях (рис. 5б) на всех картинах можно обнаружить характерные пики при ~18° и ~25°, которые можно отнести к плоскости (100) из ПТФЭ (PDF#54-1595) и плоскость (110) моноклинного ВО 2 (PDF#81-2392) 39 . В процессе заряда из состояния I в состояние III межслоевое пространство, соответствующее плоскости (110), постепенно сокращается из-за небольшого положительного сдвига пиков при ~25°, что свидетельствует об извлечении ионов электролита из кристалла VO 2 . . Примечательно, что отрицательное смещение плоскости (110) во время процесса разрядки дополнительно подтверждает внедрение ионов электролита в VO 2 , что указывает на сильно обратимый характер накопления ионов. Кроме того, цинковый анод, не содержащий побочных продуктов, также идентифицируется соответствующими рентгенограммами (рис. 5c), что означает его высокую обратимость и долговечность. Добавленный пик при ~26,3° может хорошо совпадать с плоскостью (002) графита, что указывает на успешную модификацию поверхности цинка 9. 0222 37 . Кроме того, для изучения химического состояния исходного и полностью заряженного/разряженного электродов использовался анализ XPS ex-situ (рис. 5d–f). На рис. 5d высокая интенсивность пиков Zn 2 p в состоянии V ясно демонстрирует внедрение Zn 2+ в VO 2 . Появление сигнала Zn в состоянии III, вероятно, обусловлено наличием остаточных солей цинка, что указывает на то, что большая часть Zn 2+ может быть извлечена из VO 2 -PC катод 18 . Насколько нам известно, процессы GCD ZIB на основе V могут сопровождаться изменением валентности элемента V в кристаллах VO 2 . По сравнению с V 4+ , существующим в исходном электроде, пики V 2 p смещаются к низкой энергии связи во время разряда вместе с высоким отношением V 3+ /V 4+ , равным 2,65, что предполагает восстановление оксида ванадия (рис. 5e). В процессе зарядки V 3+ /V 4+ уменьшается до 0,50, а пики V 2 p практически восстанавливаются до исходного состояния за счет окисления ванадия. Кроме того, содержание H 2 O постепенно увеличивается в состоянии разрядки и уменьшается в состоянии зарядки, что прямо подтверждает, что эффект сольватации может способствовать диффузии H 2 O в VO 2 наряду с внедрением Zn 2+ (рис. 5е) 29 . Приведенные выше результаты предполагают, что VO 2 -ZIB на основе ПК демонстрируют гибридный механизм накопления энергии, включающий адсорбцию ионов на ПК и окислительно-восстановительную реакцию в VO 2 .
Рис. 5: Механизм ЗИБ на базе ВО 2 -ПК.a Кривые НОД при 0,1 A g −1 . b , c Соответствующие рентгеновские дифрактограммы ex-situ катода b VO 2 -PC и c Zn-G анода. d – f Соответствующие XPS-спектры ex situ d Zn 2 p , e V 2 p и f O 1 s .
Изображение с полным размером
Производительность носимых ZTCC
Вдохновленные удовлетворительными характеристиками ZTCC для хранения и преобразования энергии, мы дополнительно разработали квазитвердотельное устройство с использованием геля на основе полиакриламида (PAM) для носимых приложений (рис. 6а). Учитывая, что Zn 2+ может быть извлечен из Zn x VO 2 · y H 2 O на горячей стороне и нанесенный на цинковый электрод на холодной стороне катод VO 2 действует как электрод для преобразования и хранения энергии одновременно. В таких носимых ZTCC Zn 2+ может сначала диффундировать в VO 2 и вступать в реакцию в Zn x VO 2 · y H 2 O после процедуры полного разряда. Как показано на рис. 6b, ZTCC может заряжаться и разряжаться в нескольких режимах. Когда ZTCC термически заряжен с разницей температур между температурой кожи ( T кожа ) и температура окружающей среды ( T окружающая среда ), выходное напряжение может медленно достигать ~0,6 В (рис. 6b). Стоит отметить, что почти 1,3 В может быть достигнуто с двумя последовательными ZTCC (Δ T ~12 К). Такие интегрированные устройства можно дополнительно гальваностатически заряжать от состояния теплового заряда (~ 1,3 В) до полностью заряженного состояния (3,2 В). Чтобы простым способом продемонстрировать практическое применение носимых ZTCC в реальных условиях, для питания смарт-часов использовались только два пакетных ZTCC, соединенных последовательно (рис. 6c–e), что намного проще, чем у практических e-TE или i. -ТЭ интеграция. Более того, готовые ZTCC могут нормально работать даже в суровых условиях (рис. 6e), что подтверждает доступность и долговечность разработанных ZTCC.
Рис. 6: Проверка концепции ZTCC в различных режимах.a Схематический чертеж носимых ZTCC. b Процесс заряда/разряда в гальваностатических и/или тепловых моделях. На вставке показано изменение температуры тела и температуры окружающей среды. c – e Умные часы с двумя последовательно подключенными ZTCC: c , d в исходном состоянии и e в тяжелых условиях.
Полноразмерное изображение
Обсуждение
Таким образом, мы продемонстрировали конструкцию и конструкцию ZTCC с Zn-анодом и катодом из VO 2 -PC, который подготовлен по универсальной стратегии, основанной на решении, для высокоэффективного преобразования низкопотенциальной теплоты и Zn 2 + хранилище. Стоит отметить, что равномерно распределенный VO 2 в ПК обеспечивает большое количество электроактивных центров, обеспечивая высокую способность и быструю кинетику для хранения Zn 2+ . Углеродная матрица действует как непрерывные пути для переноса заряда и каналы для диффузии ионов электролита. Следовательно, высокая термоэдс 12,5 мВ K -1 может быть получена с помощью ВО 2 -ПК, что способствует синергетическому эффекту термогальванического эффекта и термодиффузии. В качестве доказательства концепции ZTCC демонстрируют высокое выходное напряжение ~1 В и рекордную выходную мощность 1220 мкВт, а также высокий относительный КПД 7,25% при разнице температур 45 K. VO 2 -PC демонстрирует превосходные характеристики накопления ионов цинка, такие как высокая удельная емкость (588 мАч g -1 при 0,1 A g -1 ), хорошая скорость (80 мАч g -1 даже при 20 A g -1 ) и впечатляющая циклическая стабильность более 50 000 циклов. Более того, два носимых ZTCC, соединенных последовательно, демонстрируют высокую доступность и долговечность в области электроники. Все результаты подтвердили, что предложенный ZTCC может быть потенциальным кандидатом для многообещающего преобразования и хранения энергии, а подробные исследования задействованных механизмов могут дать глубокое понимание разработки устройств на основе цинка.
Методы
Получение VO
2 -PCОбычно 1,0 г метаванадата аммония и 0,25 г гидрохлорида дофамина растворяли в 100 мл деионизированной воды. Затем к вышеуказанному раствору добавляли 200 мл этанола при перемешивании в течение примерно 10 мин. После этого в нее по каплям добавляли 1,5 мл NH 3 · H 2 O и перемешивали еще 2 ч с получением предшественников В-ФДА. Наконец, ВО 2 -ПК был получен пиролизом В-ФДА при 500 °С в течение 3 ч со скоростью нагрева 3 °С мин −1 в токе аргона. Кроме того, Mo 4 O 8 -PC и W 3 O 9 -PC были синтезированы по той же стратегии, что и выше, только с заменой добавляемого источника металла на тетрагидрат молибдата аммония и метавольфрамат аммония.
Электрохимические измерения
Все электрохимические характеристики преобразования низкопотенциальной теплоты в электричество были оценены на стандартной электрохимической рабочей станции (CHI 660C) с неизотермической Н-ячейкой с использованием 0,5 моль л −1 Zn(CF 3 SO 3 ) 2 . Как правило, рабочий электрод изготавливали путем нанесения на графитовую бумагу полученных образцов вместе с ацетиленом и поливинилиденфторидом в массовом соотношении 7:2:1. Следует отметить, что массовая загрузка рабочего электрода составляла около 1,2 мг см -2 . Кроме того, использованный Zn-анод был модифицирован графитом по карандашному рисунку 37 . Для тестов ZIB кривые CV и GITT были получены с помощью рабочей станции Biologic VMP-300. Измерения GCD и циклическая стабильность были собраны на испытательной системе для наземных батарей CT3001A. Примечательно, что удельная емкость и плотность энергии ZIB были зарегистрированы непосредственно с помощью Land Battery Test System.
Квазитвердотельные ZTCC были сконструированы путем соединения анода Zn-G, гелевого электролита и катода VO 2 -PC. Гелевый электролит готовили путем полимеризации акриламида (АМ) и последующего погружения в электролит. Вкратце, 2,5 г AM, 1,5 мг N , N ′ -метиленбисакриламида и 10 мкл N , N , N ′, N ′ -tetretheTHETHETHETHETHETHETHETHETHETHETHETHETHETHETHETHETHETHETHETHETHETHETHETHETHETHETHETHETHETHETHETHETHETHETHETHETHETHETHETHETHETHELAM5. деионизированную воду по частям при интенсивном перемешивании при ~0 °C. После этого в вышеуказанный раствор диспергировали 0,25 г персульфата калия. При полимеризации в ультрафиолетовой лампе (60 Вт) в течение примерно 20 мин был получен прозрачный гидрогель. Наконец, такой гидрогель погружали в раствор электролита для изготовления гибкого Zn(CF 3 SO 3 ) 2 -Гелевый электролит PAM.
Характеристики материалов
СЭМ и ТЭМ применялись для Hitachi S-4800 и JEOL JEM-2100 соответственно. Порошковая РФА была получена на дифрактометре PANalytical Empyrean с Cu Kα-излучением ( λ = 1,5406 Å). XPS выполняли на приборе KRATOS AXIS SUPRA. Рамановская спектроскопия была проведена Horiba Scientific LabRAM HR.
Доступность данных
Все соответствующие данные, подтверждающие результаты этого исследования, представлены в файле рукописи и дополнительной информации. Исходные данные доступны у соответствующего автора по обоснованному запросу.
Ссылки
Хе, Дж. и Тритт, Т. М. Достижения в области исследований термоэлектрических материалов: оглядываясь назад и двигаясь вперед. Наука 357 , eaak9997 (2017).
Артикул Google ученый
Han, C.G. et al. Гигантская термоЭДС ионного желатина вблизи комнатной температуры. Наука 368 , 1091–1098 (2020).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый
«>Тан, Г., Чжао, Л.-Д. и Канатзидис, М. Г. Рациональное проектирование объемных термоэлектрических материалов с высокими характеристиками. Хим. Ред. 116 , 12123–12149 (2016).
КАС Статья Google ученый
Wang, X. et al. Ячейка прямой тепловой зарядки для преобразования низкопотенциального тепла в электричество. Нац. коммун. 10 , 4151 (2019).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый
Чен Д. и др. Влияние ионов электролита на перезаряжаемый суперконденсатор для преобразования низкопотенциального отработанного тепла с высокой добавленной стоимостью. J. Источники питания 465 , 228263 (2020).
КАС Статья Google ученый
Ким, Б., Хван, Дж. У. и Ким, Э. Транспорт хлоридов в проводящих полимерных пленках для термоэлектрической платформы n-типа. Энергетика Окружающая среда. науч. 13 , 859–867 (2020).
КАС Статья Google ученый
Ян, П. и др. Носимые термоэлементы на основе гелевых электролитов для утилизации тепла тела. Анжю. хим. Междунар. Эд. 55 , 12050–12053 (2016).
КАС Статья Google ученый
Ю. Б. и др. Термочувствительные жидкие термоячейки, усиленные кристаллизацией, для сбора низкопотенциального тепла. Наука 370 , 342–346 (2020).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый
«>Блан, Л. Э., Кунду, Д. и Назар, Л. Ф. Научные проблемы внедрения Zn-ионных аккумуляторов. Джоуль 4 , 771–799 (2020).
КАС Статья Google ученый
Чжан, Н. и др. Химия материалов для перезаряжаемых цинк-ионных аккумуляторов. Хим. соц. Ред. 49 , 4203–4219 (2020 г.).
КАС Статья Google ученый
Jia, X., Liu, C., Neale, Z.G., Yang, J. & Cao, G. Активные материалы для водных цинк-ионных аккумуляторов: синтез, кристаллическая структура, морфология и электрохимия. Хим. Ред. 120 , 7795–7866 (2020 г.).
КАС Статья Google ученый
Ли, З. и др. Прогресс в гибридных суперконденсаторах с ионами цинка: идеи и проблемы. Материал для хранения энергии. 31 , 252–266 (2020).
Артикул Google ученый
Zhang, Y. et al. Химически самозаряжающийся водный цинк-ионный аккумулятор. Нац. коммун. 11 , 2199 (2020).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый
Li, Z. et al. Влияние кислородных вакансий на интеркаляцию ионов цинка в VO 2 . ACS Nano 14 , 5581–5589 (2020).
КАС Статья Google ученый
Ли Р. и Лю С.-Ю. ВО 2 (Б) наносферы: гидротермальный синтез и электрохимические свойства. Матер. Рез. Бык. 45 , 688–692 (2010).
КАС Статья Google ученый
Chen, L. et al. Сверхстабильная и высокоэффективная батарея Zn/VO 2 на основе обратимой однофазной реакции. Хим. Матер. 31 , 699–706 (2019).
КАС Статья Google ученый
Луо Х. и др. Синергический дефицит и инженерия гетероперехода повысили кинетику окислительно-восстановительного потенциала VO2 для водных цинк-ионных аккумуляторов с превосходными комплексными характеристиками. Материал для хранения энергии. 33 , 390–398 (2020).
Артикул Google ученый
Wang, H. et al. Понижение потенциала литиевого покрытия графитовых анодов, вызванное температурной неоднородностью. Проц. Натл акад. науч. США 117 , 29453–29461 (2020).
КАС Статья Google ученый
Meng, T., Xuan, Y. & Zhang, X. Термически заряжаемый гибридный суперконденсатор с высокой удельной мощностью для прямого преобразования тепла в электричество. Приложение ACS Энергия Матер. 4 , 6055–6061 (2021).
КАС Статья Google ученый
Им, Х. и др. Высокоэффективный электрохимический сборщик тепловой энергии с использованием листовых электродов из аэрогеля из углеродных нанотрубок. Нац. коммун. 7 , 10600 (2016).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый
О, Дж. Ю. и др. Носимые термоэлектрические генераторы на основе химически расслоенных нанолистов на основе дихалькогенидов переходных металлов. Энергетика Окружающая среда. науч. 9 , 1696–1705 (2016).
КАС Статья Google ученый
Ким, К. С. и др. Структурный дизайн гибкого термоэлектрического генератора для носимых приложений. Заяв. Энергия 214 , 131–138 (2018).
Артикул Google ученый
Hu, R. et al. Сбор отработанной тепловой энергии с использованием термоэлектрохимической ячейки на основе углеродных нанотрубок. Нано Летт. 10 , 838–846 (2010).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый
Duan, J. et al. Водные термогальванические элементы с высоким коэффициентом Зеебека для сбора низкопотенциального тепла. Нац. коммун. 9 , 5146 (2018).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый
«>Дин, Дж. и др. Раскрытие потенциала неупорядоченных каменных солей для водных цинк-ионных аккумуляторов. Доп. Матер. 31 , 19 (2019).
КАС Статья Google ученый
Chen, L., Yang, Z. & Huang, Y. Моноклинные полые наносферы VO2(D) со сверхдлительным сроком службы для водных цинк-ионных аккумуляторов. Nanoscale 11 , 13032–13039 (2019).
КАС Статья Google ученый
Чжао, Дж. и др. Высокопроизводительные гибкие квазитвердотельные ионно-цинковые батареи с катодом из оксида ванадия, расширенным слоем, и композитным анодом из сетки цинка и нержавеющей стали. Nano Energy 62 , 94–102 (2019).
КАС Статья Google ученый
Лю Ю.-Ю. и другие. Микрокристаллы VO2 типа нсутита как высокопрочные катодные материалы для водных цинк-ионных аккумуляторов. Хим. англ. J. 417 , 128408 (2021).
КАС Статья Google ученый
Дека Боруа, Б. и др. Катоды из диоксида ванадия для быстродействующих фотоперезаряжаемых цинк-ионных аккумуляторов. Доп. Энергия Матер. 11 , 2100115 (2021).
КАС Статья Google ученый
Луо, Х. и др. Синергетическая наноструктура и дизайн гетероинтерфейса способствовали сверхэффективной самотрансформации катодов ионно-цинковой батареи на месте с благоприятной кинетикой. Nano Energy 81 , 105601 (2021 г.).
КАС Статья Google ученый
«>Лю, К. и др. Расширенный гидратированный ванадат для высокоэффективных водных цинк-ионных аккумуляторов. Энергетика Окружающая среда. науч. 12 , 2273–2285 (2019).
КАС Статья Google ученый
Ляо, М. и др. Водная ионно-цинковая батарея глубокого цикла, содержащая катод из оксида ванадия с дефицитом кислорода. Анж. хим. Междунар. Эд. 132 , 2293–2298 (2020).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый
Ли, З. и др. Карандашный рисунок стабильного интерфейса для обратимых и долговечных водных цинк-ионных аккумуляторов. Доп. Функц. Матер. 31 , 2006495 (2020).
Артикул Google ученый
Ли, З. и др. Гибкие и незамерзающие квазитвердотельные ионно-цинковые гибридные суперконденсаторы на основе пористого углерода, полученного из карандашной стружки. Материал для накопления энергии. 28 , 307–314 (2020).
КАС Статья Google ученый
Huang, J. et al. Нанослои диоксида марганца, интеркалированные полианилином, как высокоэффективный катодный материал для водной цинк-ионной батареи. Нац. коммун. 9 , 1–8 (2018).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый
Wang, H. & Yu, C. Органические термоэлектрики: подготовка материалов, оптимизация производительности и интеграция устройств. Джоуль 3 , 53–80 (2019).
КАС Статья Google ученый
Полетаев А.Д., Маккей И.С., Чуэ В.К. и Маджумдар А. Электрохимические тепловые двигатели непрерывного действия. Энергетика Окружающая среда. науч. 11 , 2964–2971 (2018).
КАС Статья Google ученый
Дин, Дж. и др. Сверхбыстрая интеркаляция и деинтеркаляция Zn2+ в диоксиде ванадия. Доп. Матер. 30 , 1800762 (2018).
Артикул Google ученый
Ван, Л., Хуанг, К.-В., Чен, Дж. и Чжэн, Дж. Стабильность сверхдлительного цикла водных цинк-ионных аккумуляторов с катодами из оксида цинка-ванади. Науч. Доп. 5 , eaax4279 (2019).
ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый
Скачать ссылки
Благодарности
Эта работа была поддержана передовыми технологиями провинции Цзянсу (BK20202008 — Y. Xuan), Национальным фондом естественных наук Китая (U1802256 — XZ, 21773118 — XZ, 21875107 — HD), Ключевой программой исследований и разработок в провинции Цзянсу (BE2018122—XZ), Инновационная программа последипломных исследований и практики провинции Цзянсу (KYCX21_0204—ZL) и Приоритетная академическая программа развития высших учебных заведений Цзянсу (PAPD).
Информация об авторе
Авторы и филиалы
Ключевая лаборатория электрохимических технологий накопления энергии Цзянсу, Колледж материаловедения и инженерии, Нанкинский университет аэронавтики и астронавтики, 211106, Нанкин, Китай
Чживей Ли, Инхун Ву, Ланг , Юфэн Ань, Яо Сун, Хуэй Доу и Сяоган Чжан
Школа энергетики и энергетики, Нанкинский университет аэронавтики и астронавтики, 210016, Нанкин, КНР
Tingting Meng & Yimin Xuan
Авторы
- Zhiwei Li
Просмотр публикаций автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
- Yinghong Xu
Просмотр публикаций автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
- Langyuan Wu
Просмотр публикаций автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Академия
- Yufeng An
Посмотреть публикации автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
- Yao Sun
Просмотр публикаций автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
- Tingting Meng
Просмотр публикаций автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
- Хуэй Доу
Просмотр публикаций автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
- Yimin Xuan
Просмотр публикаций автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
- Xiaogang Zhang
Просмотр публикаций автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
Взносы
З. Л. провел эксперимент. З.Л., Ю. Сюй, Ю.А. разработаны и оценены электрохимические характеристики. Л.В. проанализировали структурную характеристику и электрохимические результаты. З.Л., Ю.С., Т.М. упорядочил фигуры. Х.Д., Ю. Суан и Х.З. руководил всей работой. Все авторы совместно обсудили результаты и написали рукопись.
Авторы переписки
Переписка с Иминь Сюань или Сяоган Чжан.
Декларации этики
Конкурирующие интересы
Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих интересов.
Информация о рецензировании
Nature Communications благодарит анонимных рецензентов за их вклад в рецензирование этой работы.
Дополнительная информация
Примечание издателя Springer Nature остается нейтральной в отношении юрисдикционных претензий в опубликованных картах и институциональной принадлежности.
Дополнительная информация
Дополнительная информация
Права и разрешения
Открытый доступ Эта статья находится под лицензией Creative Commons Attribution 4. 0 International License, которая разрешает использование, совместное использование, адаптацию, распространение и воспроизведение на любом носителе или в любом формате, если вы предоставить соответствующую ссылку на оригинального автора (авторов) и источник, предоставить ссылку на лицензию Creative Commons и указать, были ли внесены изменения. Изображения или другие сторонние материалы в этой статье включены в лицензию Creative Commons для статьи, если иное не указано в кредитной строке материала. Если материал не включен в лицензию Creative Commons статьи, а ваше предполагаемое использование не разрешено законом или выходит за рамки разрешенного использования, вам необходимо получить разрешение непосредственно от правообладателя. Чтобы просмотреть копию этой лицензии, посетите http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.
Перепечатка и разрешения
Об этой статье
Комментарии
Отправляя комментарий, вы соглашаетесь соблюдать наши Условия и правила сообщества. Если вы обнаружите что-то оскорбительное или не соответствующее нашим условиям или правилам, отметьте это как неприемлемое.
Скачать PDF
курсов PDH онлайн. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.
«Мне нравится широта ваших курсов HVAC; не только экологичность или энергосбережение
Курсы. «
Рассел Бейли, P.E.
New York
. меня к новым источникам
информации. » Я многому научился, а их было
очень быстро отвечают на вопросы.
Это было на высшем уровне. Буду использовать
снова. Спасибо.»
Blair Hayward, P.E.
Альберта, Канада
«Простой в использовании сайт. Хорошо организовано. Я действительно воспользуюсь вашими услугами снова.
Я передам название вашей компании
другим сотрудникам. »
Рой Пфлейдерер, ЧП
Нью-Йорк
«Справочный материал был превосходным, и курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что уже знаком
с деталями аварии в Канзасе
23 Hyatt».
Майкл Морган, ЧП
Техас
«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится возможность просматривать текст перед покупкой. Я нашел класс
Информативный и полезный
В моей работе. «
Уильям Сенкевич, P.E.
Florida
» У вас есть великий отбор из курсов, и это очень многое значение. Вы
— лучшее, что я нашел ».
Рассел Смит, P.E.
Пенсильвания
. PDH, дав время на просмотр
материал». В действительности,
человек изучает больше
от неудач ».
Джон Скондры, P.E.
Pennsylvania
111111111111111 годы. Использование. учеба является эффективнымПуть обучения. «
Джек Лундберг, P.E.
Висконсин
» Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы; т.е. разрешение
Студент рассмотреть курс
Материал перед оплатой и
Получение викторины ».
Arvin Swanger, с.0112
«Спасибо, что предложили все эти замечательные курсы. Я, конечно, многому научился и
получил огромное удовольствие.»
Мехди Рахими, ЧП
Нью-Йорк
«Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материала, простотой поиска и прохождения онлайн-курсов
1».
Уильям Валериоти, ЧП
Техас
«Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. Курс был прост для понимания. Фотографии в основном давали хорошее представление о
обсуждаемых темах.»
Майкл Райан, ЧП
Пенсильвания
«Именно то, что я искал. Нужен 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»
Джеральд Нотт, ЧП
New Jersey
«This was my first online experience in obtaining my required PDH credits. It was
informative, beneficial and economical.
I would highly recommend it
to все инженеры».
Джеймс Шурелл, ЧП
Огайо
«Я ценю, что вопросы относятся к «реальному миру» и имеют отношение к моей практике, и
не основан на некоторых неясных Раздел
из законов, которые не применяют
до «Нормальная практика»
1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111.
Нью-Йорк
«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы вернуться к своему медицинскому прибору
организации.»0112
Теннесси
«Материал курса имеет хорошее содержание, не слишком математический, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».
Юджин Бойл, ЧП
Калифорния
«Это был очень приятный опыт.0112
использование. Большое спасибо. «
Патриция Адамс, P.E.
Канзас
» Отличный способ достижения непрерывного образования PE в рамках лицензиата.
Нью-Джерси
«Должен признаться, я действительно многому научился. Это поможет распечатать викторину во время
просмотр текстового материала. I
Также оценка просмотра
Фактические случаи Тест
требовал исследований в документе
, но ответы были
всегда доступен. »
Гарольд Катлер, ЧП
Массачусетс
«Это было эффективное использование моего времени. Thank you for having a variety of selections
in traffic engineering, which I need
to fulfill the requirements of
PTOE certification.»
Joseph Gilroy, P.E.
Illinois
«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для выполнения моих требований в штате Делавэр.»
Ричард Роадс, ЧП
Мэриленд
«Защитное заземление многому меня научило. Пока все курсы, которые я посещал, были великолепны.
Кристина Николас, ЧП
Нью-Йорк
«Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением жду дополнительных курсов
.
Деннис Мейер, ЧП
Айдахо
«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для специалистов
Инженеров в получении единиц PDH
в любое время. Очень удобно». Имея мать на полную ставку двоих двоих, у меня не так много
, чтобы исследовать, где до
.
«Это было очень информативно и поучительно. Легко для понимания с иллюстрациями
и графиками; Определенно делает это
Проще для поглощения Все теории
.
Victor Ocampo, P.Eng.
1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111. обзор полупроводниковых принципов. Мне понравилось проходить курсв моем собственном темпе в течение 9 лет.0112 Утреннее
ТЕМУТА
на работу. «
Clifford Greenblatt, P.E.
Maryland
» Простые до локации. контрольный опрос. Я бы очень порекомендовал бы
всем PE нуждающимся
единицы CE. »
Марк Хардкасл, ЧП
Миссури
«Очень хороший выбор тем во многих областях техники».
Рэндалл Дрейлинг, ЧП
Миссури
«Я заново узнал то, что забыл.0112
Сниженная Цена
на 40%. »
Conrado Casem, P.E.
Tennessee
1111111103Tennessee
1111111111table. Я буду использовать вашу услугу в будущем. «Чарльз Флейшер, P.E.
Нью -Йорк
. профессиональная этика
Коды и Нью -Мексико
. Они стоили времени и усилий.»
Дэвид Рейнольдс, ЧП
Канзас
900 Буду использовать CEEngineerng
При необходимости дополнительной
. мне то, за что я заплатил — много ценю!»0111 «CEDengineering предлагает удобные, экономичные и актуальные курсы для инженера». Майк Зайдл, ЧП Небраска «Учебный курс был по разумной цене, материал был кратким и хорошо организованным.» Глен Шварц, ЧП Нью-Джерси «Вопросы соответствовали урокам, материал урока Хороший справочный материал для дизайна дерева. « Брайан Адамс, P.E. Minnesota » Отлично и смог получить справочную работу. » Роберт Велнер, ЧП Нью-Йорк 0112 . Строительство и ОКРЫВАЯ РЕКОМЕНДОЙ ИТ. » Denis Solano, с. материалы курса этики штата Нью-Джерси были очень хорошо подготовлены».0112 «Очень хороший опыт. Мне нравится возможность загружать учебные материалы по номеру , просматривать где угодно и , когда угодно.» Тим Чиддикс, ЧП Колорадо «Отлично! Широкий выбор тем на выбор.» Уильям Бараттино, ЧП Вирджиния «Процесс прямой, никакой чепухи. Хороший опыт.» Тайрон Бааш, ЧП Иллинойс «Вопросы на экзамене были наводящими и демонстрировали понимание материала. Майкл Тобин, ЧП Аризона «Это мой второй курс, и мне понравилось то, что курс предложил мне, что поможет в моей работе . » Рики Хефлин, ЧП Оклахома «Очень быстрая и простая навигация. Я определенно воспользуюсь этим сайтом снова.» Анджела Уотсон, ЧП Монтана «Легко выполнить. Нет путаницы при подходе к сдаче теста или записи сертификата.» Кеннет Пейдж, ЧП Мэриленд «Это был отличный источник информации о нагревании воды с помощью солнечной энергии. Луан Мане, ЧП Conneticut «Мне нравится подход, позволяющий зарегистрироваться и иметь возможность читать материалы в автономном режиме, а затем возвращаться, чтобы пройти тест.» Алекс Млсна, ЧП Индиана «Я оценил объем информации, предоставленной для класса. Я знаю это вся информация, которую я могу использовать в реальной жизни 20111 жизненные ситуации. « Natalie Deringer, P.E. South Dakota » Обзорные материалы и образцы были в достаточной детализации 12. курс.» Ира Бродская, ЧП Нью-Джерси 0112 и пройти тест. Очень Удобный и на моем Собственное . « Майкл Гладд, P.E. Georgia
.
Деннис Фандзак, P.E.
Ohio
«Очень легко зарегистрироваться, доступ к курсу, тестируйте и распечатайте PDH «.0112
свидетельство.
спасибо за то, что сделали этот процесс простым.» Быстро нашел курс, который соответствовал моим потребностям, и закончил
одночасовой курс PDH в
один час. «0112
«Мне понравилось, что можно загрузить документы для просмотра содержания
и пригодности, прежде чем
иметь для оплаты
2 материала.»Ричард Ваймеленберг, ЧП
Мэриленд
«Это хорошее пособие по ЭЭ для инженеров, не являющихся электриками».
Дуглас Стаффорд, ЧП
Техас
«Всегда есть возможности для улучшения, но я не могу придумать ничего в вашем
процессе, который нуждается в
улучшении».
Томас Сталкап, ЧП
Арканзас
«Мне очень нравится удобство прохождения онлайн-викторины и получения
сертификата».
Марлен Делани, ЧП
Illinois
«CEDengineering teaching modules is a very convenient way to access information on
many different technical areas outside
one’s own specialization without
having путешествовать. »
Гектор Герреро, ЧП
Грузия
EnerSys
Извините, ваш браузер не поддерживает встроенные видео, но не волнуйся, ты можешь скачать это и смотрите его в своем любимом видеоплеере!
Являясь мировым лидером в области решений для хранения энергии, мы даем новое определение технологиям, расширяя возможности наших клиентов и отвечая потребностям меняющегося мира.
Что Вы ищете? Попробуйте выполнить поиск по маркам, номерам деталей или документам.5G.
Это что нового. Это то, что сейчас5G обеспечивает более высокие скорости, малую задержку, больше подключений и больше данных, обеспечивая такие революционные возможности, как автономные транспортные средства, удаленное здравоохранение и Индустрия 4.0. А для надежной службы 5G требуются новые решения по питанию, разработанные с учетом новой сетевой архитектуры, и аккумуляторные батареи для обеспечения ее работы. От макросот, малых сот и частных сетей 5G до мобильных базовых и граничных вычислений — мы поставляем системы питания и хранения энергии для поддержки современных передовых сетей 5G. Помогаем вам реализовать возможности 5G.
Узнать больше
НАША ПРОМЫШЛЕННОСТЬ
От спутников до подводных лодок, от грузовиков до подстанций, от вилочных погрузчиков до сетей 5G — мы движимы страстью к тому, чтобы мир работал. Присоединяйтесь и изучите ряд отраслей, приложений и клиентов, которых мы обслуживаем с помощью наших передовых решений для хранения энергии и энергетических систем.
Непревзойденные энергетические решения, которые помогут вам передвигаться по земле, по железной дороге или по морю.
Непревзойденные энергетические решения, которые помогут вам передвигаться по земле, по железной дороге или по морю.
Важнейшая отрасль в быстро меняющемся ландшафте.
Важнейшая отрасль в быстро меняющемся ландшафте.
EnerSys® предлагает решения, поддерживающие жизненно важные части сети, обеспечивая средства для ее безопасного и бесперебойного функционирования.
EnerSys® предлагает решения, поддерживающие жизненно важные части сети, обеспечивая средства для ее безопасного и бесперебойного функционирования.
Когда готовность и надежность имеют первостепенное значение, батареи EnerSys® усердно работают в самых ответственных и требовательных приложениях в мире. Высокая производительность, низкие эксплуатационные расходы и долгий срок службы являются отличительными чертами продукции EnerSys. Сила готова принять вызов, где бы и когда бы ни потребовалась миссия.
Когда готовность и надежность имеют первостепенное значение, батареи EnerSys® усердно работают в самых ответственных и требовательных приложениях в мире. Высокая производительность, низкие эксплуатационные расходы и долгий срок службы являются отличительными чертами продукции EnerSys. Сила готова принять вызов, где бы и когда бы ни потребовалась миссия.
Возможности подключения больше не роскошь, а необходимость. В работе и на отдыхе ваши клиенты ожидают надежных соединений для доступа к данным, информации и развлечениям дома, в офисе и в пути. Мы создаем системы, обеспечивающие надежную связь по всему миру.
Возможности подключения больше не роскошь, а необходимость. В работе и на отдыхе ваши клиенты ожидают надежных соединений для доступа к данным, информации и развлечениям дома, в офисе и в пути. Мы создаем системы, обеспечивающие надежную связь по всему миру.
Будь то банковские операции, онлайн-игры, социальные сети, удаленная работа или потоковая передача, каждый день потребляются тысячи гигабайт данных. Этот огромный объем данных должен быть доступен круглосуточно и без выходных. В случае отключения электроэнергии батареи, разработанные для ИБП, помогают обеспечить бесперебойную работу критически важных объектов.
Будь то банковские операции, онлайн-игры, социальные сети, удаленная работа или потоковая передача, каждый день потребляются тысячи гигабайт данных. Этот огромный объем данных должен быть доступен круглосуточно и без выходных. В случае отключения электроэнергии батареи, разработанные для ИБП, помогают обеспечить бесперебойную работу критически важных объектов.
Мы обеспечиваем качество жизни многих пациентов по всему миру, снабжая питанием медицинские устройства.
Мы обеспечиваем качество жизни многих пациентов по всему миру, снабжая питанием медицинские устройства.
Производство электроэнергии, ее распределение и управление промышленными процессами жизненно важны для поддержки современного общества. Технические достижения и глобальное цифровое преобразование требуют, чтобы электросеть была надежной и отказоустойчивой.
Производство электроэнергии, ее распределение и управление промышленными процессами жизненно важны для поддержки современного общества. Технические достижения и глобальное цифровое преобразование требуют, чтобы электросеть была надежной и отказоустойчивой.
Как и вы, нами движет надежда на светлое энергетическое будущее. И мы помогаем формировать это будущее с помощью решений на основе возобновляемых источников энергии на основе аккумуляторов, которые обеспечивают чистую, надежную и гибкую электроэнергию для целого ряда сетевых и автономных приложений.
Как и вы, нами движет надежда на светлое энергетическое будущее. И мы помогаем формировать это будущее с помощью решений на основе возобновляемых источников энергии на основе аккумуляторов, которые обеспечивают чистую, надежную и гибкую электроэнергию для целого ряда сетевых и автономных приложений.
Ваша безопасность превыше всего, будь то дома или на работе, в классе или в путешествии. Мы полагаемся на знаки, системы и приборы, которые зависят от надежных решений EnerSys® в области электропитания.
Ваша безопасность превыше всего, будь то дома или на работе, в классе или в путешествии. Мы полагаемся на знаки, системы и приборы, которые зависят от надежных решений EnerSys® в области электропитания.
Почему EnerSys?
Почему стоит выбрать партнерство с EnerSys®? Проще говоря, это потому, что мы хотим помочь вам достичь ваших целей. У нас есть портфолио решений и услуг для предоставления полного решения по электроснабжению «под ключ». Наша сила заключается не только в наших технологиях, но и в наших глобальных командах и разнообразном опыте, которым они обладают.
Когда вы доверитесь нам, мы превзойдем ваши ожидания, предоставив продукты и услуги мирового класса, которые дадут вам возможность изменить мир к лучшему.
Читать полностью
Отраслевая статья
Нет питания, нет проблем
Нет питания, нет проблем
Наружные малые соты дополняют макросотовую сеть, обеспечивая точное покрытие в городских районах, дополнительную емкость для разгрузки макро (уплотнение) и экономичные решения для сельской местности. Они становятся жизненно важной частью беспроводной сети и важным компонентом успешного развертывания 5G.
Читать далееПРИМЕР ИЗ ПРАКТИКИ
Поддерживать команду Следд в движении
Поддерживая Team Sledd в движении
«Нашей болевой точкой всегда были риски и простои, связанные с традиционными батареями. Аккумуляторы NexSys®, практически не требующие технического обслуживания, позволили установить их на нашем складе, что привело к значительному повышению производительности. Наше время безотказной работы имеет решающее значение. Никаких проблем с обслуживанием или проблем с безопасностью. Мы просто подключаем его и заряжаем».
Читать далееВСЕ ПРИМЕРЫ ПРИМЕРА
Используя свои сильные стороны, наши глобальные эксперты объединяются для создания эффективных решений, которые работают на лучшее будущее. Откройте для себя бренды, которые подтверждают нашу компетентность, и посетите их независимые веб-сайты.
НОВОСТИ КОМПАНИИ
content-listing__slider-container»> 20 сентября 2022 г.EnerSys® запускает линейку ODYSSEY® Battery Powersports с добавлением трех самых популярных размеров
EnerSys®, мировой лидер в области накопления энергии для промышленных применений и производитель аккумуляторов ODYSSEY®, вскоре добавит три самых популярных типоразмера для спортивных автомобилей в портфолио аккумуляторов премиум-класса ODYSSEY®.
Прочитать полную историю
content-listing__slider-container»> 19 сентября 2022 г.EnerSys представляет новые литий-ионные аккумуляторы PowerSafe® iON для повышения отказоустойчивости резервного питания для кабельных широкополосных сетей
Компания EnerSys®, мировой лидер в области решений по хранению энергии для коммуникационных приложений, представила PowerSafe® iON 36-1800, новую литий-ионную батарею, которая в сочетании с широкополосным ИБП Alpha® XM3.1-HP и корпусом обеспечивает кабель Операторы широкополосной связи увеличили время работы систем, чтобы поддерживать работу сети до 72 часов после отключения электроэнергии.
Прочитать полную историю
content-listing__slider-container»> 10 августа 2022 г.EnerSys сообщает результаты за первый квартал 2023 финансового года
Компания EnerSys (NYSE: ENS) объявила сегодня результаты за первый квартал 2023 финансового года, который закончился 3 июля 2022 года.
Прочитать полную историю
15 июля 2022 г.
EnerSys® празднует торжественное открытие своего расширенного распределительного центра в Ричмонде, штат Кентукки
Компания EnerSys® празднует торжественное открытие своего расширенного распределительного центра в Ричмонде, штат Кентукки,
Прочитать полную историю
Посмотреть все новости
Что такое джоулев нагрев? | SimWiki Documentation
Джоулев нагрев — это физический эффект, при котором прохождение тока через электрический проводник производит тепловую энергию. 1\) .
Среди этих экспериментов было изучение связи между электрическим током, протекающим через проводник, и повышением его температуры. Эксперимент состоял из провода, погруженного в воду и подключенного к клеммам батареи. Когда контур был включен, можно было измерить повышение температуры воды. Анализ зарегистрированных данных привел к первоначальной форме соотношения, известного теперь как первый закон Джоуля, согласно которому «тепло, выделяемое в единицу времени в проводе, пропорционально сопротивлению провода и квадрату силы тока». В математической форме: 92R \tag{2}$$
Как это работает?
Тогда, благодаря Джоулю, было известно, что под действием электрического тока в проводнике выделяется тепло, но как?
Электрический ток — это не что иное, как поток электронов, вызванный так называемой «электродвижущей силой»: разностью электрических потенциалов в двух точках материала, которая приводит к движению электронов в материале. Заметьте, что оно «имеет тенденцию» вызывать движение, потому что это движение зависит от многих факторов: наличия свободных электронов для перемещения, «легкости», с которой электроны могут двигаться, и величины электродвижущей силы. Этот эффект суммируется в законе Ома:
$$I = \frac {V}{R} \tag {3}$$
Указывает, что электрический ток \(I\), представляющий собой количество движущегося электрического заряда в единицу времени, протекающий через проводника пропорциональна разности электрических потенциалов на его концах \(V\) и обратно пропорциональна сопротивлению материала проводника \(R\).
Это сопротивление представляет сопротивление проводника протеканию тока: чем выше сопротивление, тем труднее течь току. Опыты показали, что сопротивление зависит не только от материала проводника, но и от его геометрии (длины и площади поперечного сечения). Следовательно, указывается внутреннее свойство материала, удельное сопротивление, такое, что сопротивление (\(R\)) проводника можно рассчитать как: 95\).
Отсюда видно, что все материалы в разной степени сопротивляются протеканию тока: одни материалы лучше проводят электрический ток, другие хуже (но лучше изолируют электрический ток, т.е. также очень полезно, потому что ток может быть заблокирован, например, из соображений безопасности). 3\).
Но какое отношение все это имеет к джоулеву нагреву? Глядя на закон Джоуля, мы видим, что для данного тока, чем выше сопротивление проводника, тем больше тепла выделяется. Проще говоря, чем труднее двигать электроны по проводнику, тем больше работы затрачивается на их перемещение, работы, которая непосредственно преобразуется в тепло в материале. А «непосредственно» означает, что в этом процессе энергия не передается другим формам. Действительно, это один из немногих процессов в природе, обладающих такой характеристикой.
Как рассчитать джоулево отопление?
Учитывая, что у нас есть электрический проводник (может быть провод, стержень или пластина) длиной \(l\), площадью поперечного сечения \(A\), который сделан из материала с удельным сопротивлением \(\rho\ ), можно рассчитать его электрическое сопротивление с помощью уравнения 4, которое было опубликовано выше.
$$R = \frac {\rho\ l}{A} \tag {4}$$
Если на проводник затем воздействует разность электрических потенциалов \(V\) на его концах, клеммы (при постоянном токе ), через него потечет ток \(I\), согласно закону Ома, из уравнения 3: 92R \tag{2}$$
Затем в проводнике через время \(t\) накапливается количество тепла \(Q\):
$$Q=Pt \tag {5}$$
Скорость, с которой температура в проводнике повышается, может быть определена с помощью соотношения:
$$T = \frac {Q}{см} \tag {6}$$
Где \(c\) удельная теплоемкость материала, а \(m\) — полная масса проводника.
Здесь предполагается, что все геометрические и материальные параметры постоянны по длине проводника и что для величин используется согласованная система единиц. 92R \tag{8}$$
А в остальном расчет остается равным.
Джоулев нагревательный прибор
Джоулев нагрев материалов широко используется в домашнем хозяйстве, на транспорте и в промышленности. Вот некоторые из них:
Лампы накаливания , в которых нить накала нагревается электричеством и излучается свет.
Печи сопротивления, , в которых тепло от проводника используется за счет теплового излучения и конвекции. Например:
- Жаровни для домашней печи, в которых в верхней части духовки размещаются сопротивления для разогрева пищи с этого направления.
- печи для тостеров, в которых сопротивления расположены вверху и внизу для нагревания пищи со всех сторон.
- промышленные электрические печи, в которых со всех сторон расположены сопротивления для равномерного нагрева обрабатываемого продукта, например, для отверждения краски или удаления влаги.
Прямой нагрев сопротивлением, где тепло от проводника используется за счет прямого теплового потока. Примеры:
- печи сопротивления, в которых кастрюля помещается непосредственно над сопротивлением
- тостер для хлеба, где есть сопротивление с каждой стороны ломтика хлеба в прямом контакте равномерность и предотвращение образования конденсата,
- офисная кофеварка, в которой сопротивление используется в два этапа: сначала вскипятить воду и поднять ее, а затем поддерживать горячую чашку
индукционный нагрев, 92\). Одним из важных аспектов, который необходимо обсудить, говоря о применении электрического отопления, является энергоэффективность. Как было сказано ранее, преобразование электрической энергии в тепло в процессе изготовления проводникового материала не приводит к потерям. Это означает, что этот процесс на 100% энергоэффективен. Хотя этого нельзя сказать о способе использования тепла от проводника. Будь то за счет теплопроводности, конвекции, излучения или накаливания, применение электрического тепла, как правило, ужасно неэффективно, потому что большая часть тепла теряется в окружающей среде, а не в полезном применении. 96\), где показано, что светодиодная лампочка может потреблять примерно в пять раз меньше энергии при том же количестве излучаемого света. Экологическое сознание привело к замене многих неэффективных применений электрического отопления более эффективными технологиями, такими как лампы накаливания для светодиодов или электрические плиты, духовки и обогреватели на природном газе. Станьте участником SimScale! Источники тепла в SimScale рассматриваются как Источники энергии . Можно смоделировать все три режима теплопередачи, т. е. теплопроводность, конвекцию и излучение. Присоединяйтесь к SimScale сегодня и испытайте облачное моделирование, как никто другой. Ссылки