Батарея отопления какие лучше: Как выбрать радиатор отопления – советы по самостоятельному ремонту от Леруа Мерлен в Москве
♨ Какие батареи отопления лучше выбрать для квартиры: цены, обзоры, отзывы
Залог комфортного проживания в помещении во многом зависит от внутреннего климата. А его, в свою очередь, обеспечивают радиаторы отопления. И то, какие материалы используются при изготовлении батарей, их структура и форма могут повлиять на качество климата в помещении. Поэтому, в этой статье мы разберёмся, какие батареи отопления лучше выбрать для квартиры, сравним их цены и отзывы.
Современный ассортимент радиаторов просто поражает: можно подобрать батарею под любой вкус и интерьерСодержание статьи
Параметры выбора радиаторов отопления для квартиры
Работа системы центрального отопления обладает особенностями, которые накладывают ограничения на применение типа радиаторов. В общей системе могут наблюдаться резкие перепады и скачки давления и непостоянный, довольно широкий разбег между минимумом и максимумом температур и гидравлические удары. К тому же, большой общий объём труб и воды не позволяет на 100% гарантировать чистоту теплоносителя. Таким образом, предназначенная к установке батарея должна быть готова к таким испытаниям. Поэтому в первую очередь нас должны интересовать допустимые рабочее давление и температура. Согласно строительным нормам и правилам, давление теплоносителя для многоквартирных домов должно держаться в районе 8-10 атм. На практике же, в старых домах оно плавает в довольно большом диапазоне от 5 до 9 атм. Как следует из тех же СНиП, температура должна соответствовать 95°. Узнать технические характеристики радиатора можно из паспорта изделия.
Что касается надёжности, то два параметра мы разобрали. Теперь стоит взглянуть на эффективность. За это отвечает теплоотдача. А она, в свою очередь, зависит от материала батареи. По степени теплоотдачи материалы выстроились так, от меньшей к большей: чугун, сталь, алюминий и биметалл. Но не все так просто. Конструкция самой батареи тоже влияет на теплоотдачу. То есть два разных по конструкции радиатора могут отдавать тепло по-разному. Но свойства каждого конкретного типа батарей мы разберем позже.
Стальные радиаторы отопления
Стальные радиаторы могут быть представлены двумя типами по конструкции: панельные и трубчатые. Применяются они как в отоплении частных домов, так и для многоквартирных.
Устройство и общие технические характеристики панельных радиаторов
Панельные радиаторы – наиболее простой и недорогой вид батарей. Конструктивно они представляют собой листы стали, на которых выдавлены каналы для обеспечения движения водных масс.
Стальные радиаторы чаще всего применяются как бюджетный вариант временной батареиНеплохая теплоотдача, подходящий под любой интерьер дизайн и простота монтажа сделали панельные радиаторы одним из самых популярных видов в системах отопления. Однако этот тип батарей восприимчив и чувствителен к перепадам давления. Рабочие значения обычно составляют 8-9 атм для давления и 100°С для температуры. То есть основной фронт применения всё же частные дома.
Устройство и общие технические характеристики трубчатых моделей
Трубчатые радиаторы, как не трудно догадаться, представляют собой стальные трубки, объединённые в единую систему. Исполнение, форма, размер и расцветка могут быть какими угодно в зависимости от фантазии дизайнера. Сама конструкция чаще всего неразборная, сваренная из нескольких секций количеством от 2 до 12. Поэтому трубчатые модели выдерживают большое давление. Но вместе с этим, производство радиаторов сказывается и на конечной цене изделия: она немного выше, чем у панельных версий.
Достоинства и недостатки стальных радиаторов при отоплении квартир
Одним из главных преимуществ стальных батарей остаётся невысокая цена. Это связано с простотой технологии приготовления и дешевизной стали. Можно занести в плюсы и большую гамму вариантов исполнения и размеров.
Вот такой интересный изогнутый вариант можно найти среди стальных радиаторовИз минусов стоит отметить, в первую очередь, плохое влияние спускания воды из системы на внутреннюю поверхность батареи. Также стальные батареи весьма чувствительны к перепадам давления и уж тем более к гидроударам. А это нередкое явление для центрального отопления. Поэтому, стальной тип радиаторов больше прижился в частном секторе.
Алюминиевые радиаторы отопления
Этот тип батарей активно применяется и в частном секторе, и в многоквартирных домах. Их лёгкость, относительная дешевизна и приятный внешний вид сделали их самым востребованным типом радиаторов отопления.
Алюминий прочный и некапризный металл, но вместе с тем и дорогойСуществует два типа алюминиевых батарей: литые и экструзированные, или секционные.
Устройство и общие технические характеристики литьевых моделей
Литой алюминиевый радиатор дороже, но надёжнейКак можно догадаться, литьевые батареи производятся путём отливания отдельных деталей. Затем все детали свариваются в единую секцию сваркой. Технология не самая простая и дешёвая, зато надёжная. Соответственно, и стоимость литых алюминиевых батарей выше.
Устройство и общие технические характеристики экструзионных моделей
Экструзионный метод изготовления оказался гораздо дешевле литья. В процессе применяется специальный экструдер, который выдавливает деталь под высоким давлением. Затем готовые заготовки секций соединяют с верхними и нижними коллекторами, иногда с помощью специального композитного клея. В итоге такая конструкция не подлежит разборке. Очевидным слабым звеном в цепи может стать соединение коллекторов с секциями: здесь нередко возникает течь. Зато экструзионные батареи дешевле и легче.
Достоинства и недостатки алюминиевых радиаторов при отоплении квартир
Всё же плюсов у алюминиевых батарей гораздо больше, чем минусов. Это и подтверждает их высокая популярность. Самый главный положительный параметр — отличная теплоотдача алюминия. А его пластичность позволяет создавать на секции дополнительные рёбра для лучшей передачи тепла в воздух. Вес алюминия сказывается и на изделии: батарея лёгкая и удобная в транспортировке, ну и естественно — в монтаже. Внешне алюминиевый радиатор тоже выглядит весьма привлекательно. Но изъянов избежать всё же не удалось. Первое что сразу приходится учитывать при эксплуатации — слабая устойчивость алюминия к различным видам коррозии. То есть для длительного использования рекомендуется применять специальный теплоноситель. Радиаторы, произведенные по технологии экструзии, имеют слабые места в виде резьбовых соединений или склеенных стыков.
Статья по теме:
3 простых способа повысить теплоотдачу батареи: используем экран-отражатель, увеличение теплоотдачи при помощи дополнительных приспособлений и окраски, улучшение конвекции путём увеличения циркуляции воздуха, советы и рекомендации — в нашей публикации.
Чугунные радиаторы в современном исполнении и ретро-стиле
Старая знакомая – чугунная батарея МС 140Чугунные радиаторы — это классика мировой системы отопления. Когда-то они занимали весь рынок батарей. Однако их постепенно начинают вытеснять более молодые и амбициозные типы радиаторов. Но, тем не менее, в некоторых условиях и случаях для проведения отопления чугунные батареи подходят как нельзя лучше.
Устройство и общие технические характеристики чугунных моделей
Чугунные радиаторы впервые были сконструированы в далёком 1857 году.
С тех пор их модель практически не изменилась. Разве что сейчас имеется большой ассортимент дизайнерских решений, высоты, ширины и количества секций. Сама секция может иметь два канала для теплоносителя или один. Чугунные батареи сконструированы таким образом, что, по сути, каждая секция представляет собой отдельную батарею. То есть, взяв несколько секций и с помощью нехитрых приспособлений собрав их, можно получить полностью функциональный радиатор, готовый к монтажу к системе отопления.
Достоинства и недостатки чугунных радиаторов при отоплении квартир
Главное достоинство, позволившее чугунным радиаторам продержаться в топе самых лучших батарей более 150 лет, — надёжность. Дело в том, что такие батареи практически не вступают в реакцию с веществами, которые могут присутствовать в теплоносителе системы отопления, особенно центральной. Поэтому срок службы обычно заявляется производителем в 50 лет. Но на самом деле нередки случаи, когда чугун служил гораздо дольше. К сожалению, чугун обладает не самыми высокими показателями среди других батарей по теплоотдаче.
Её нехватку для обогрева помещения приходится компенсировать добавлением новых секций в состав батареи, тем самым увеличивая общий вес и стоимость. Отсюда выливается ещё один важный нюанс — увеличение объёма теплоносителя. Для больших домов, полностью использующих чугунные радиаторы, нужно большое количество воды, а это дополнительная нагрузка на теплосети и коммуникации. В общем, чугунные батареи — оптимальный и недорогой вариант для обустройства неприхотливых к эксплуатации и внешнему виду помещений — складов, бытовок, промышленных зданий.
Отдельной строкой можно выделить дизайнерские версии чугунных радиаторов. Возвращение классического стиля в интерьеры подготовило благодатную почву для создания интересных винтажных моделей радиаторов, украшенных резьбой и гравировкой, при этом сохраняющих всю массивность и надёжность чугуна.
Биметаллические радиаторы отопления
Большой вид радиаторов, включающий в себя различные решения, как в плане используемых материалов, так и вариантов исполнения. Каждый металл в отдельности обладает своими уникальными свойствами.
Биметаллические радиаторы внешне очень похожи на алюминиевыеОбъединив их, можно компенсировать недостатки одного, используя преимущества другого, и наоборот.
Устройство и общие технические характеристики моделей
Приставка «би» в слове означает два, то есть батарея сделана из двух видов металлов. Основным компонентом всегда выступает алюминий. Второй может быть сталью или медью.
Биметаллические радиаторы сочетают в себе все преимущества остальных типовТо есть все биметаллические батареи можно разделить на два типа: сталь-алюминий и медь-алюминий. В их конструкции есть существенные отличия. Первый вариант представляет собой стальной каркас, который состоит из коллектора и колонок, на который, в свою очередь, уже крепится алюминиевый радиатор. По сути, теплоноситель взаимодействует со сталью, а алюминий обеспечивает лишь передачу и рассеивание тепла в помещении. А вот батареи из алюминия и меди немного сложнее в своей конструкции. Но смысл тот же: под алюминиевым корпусом располагается особый медный змеевик, отвечающий за передачу теплоносителя. Медь обладает всем необходимым набором качеств для этого: отличной теплопроводностью и высокой сопротивляемостью различным агрессивным средам и коррозии. Поэтому с медью можно использовать любой тип теплоносителя.
Достоинства и недостатки биметаллических радиаторов при отоплении квартир
Этот тип батарей как нельзя лучше подходит для квартир из-за своих особенностей. В первую очередь можно отметить высокую степень защиты от коррозии, что в конечном итоге выливается в долговечность радиатора. Модели с медью между тем ещё и не боятся слива теплоносителя, как стальные. И сталь, и медь могут выдерживать значительные нагрузки в центральной отопительной системе, такие как гидроудары, высокое давление и высокую температуру. Этот вид батарей легче чугунных или стальных аналогов. Зато тяжелее алюминиевых. В общей сложности, биметаллический тип радиаторов практически не имеет значительных минусов, разве что высокую цену и редкие недоработки в конкретных моделях. Этот тип вобрал в себя многое из разных технологий изготовления батарей, поэтому его можно считать наиболее оптимальным. Может и дорогим, в качестве разовой покупки, однако в перспективе биметалл несомненно выигрывает.
Предыдущая
Инженерия👷 Когда результат превосходит ожидания: мои впечатления о работе приточного клапана на пластиковые окна
СледующаяИнженерия💰 Как заработать на установке двухтарифного счетчика электроэнергии?
Понравилась статья? Сохраните, чтобы не потерять!
ТОЖЕ ИНТЕРЕСНО:
ВОЗМОЖНО ВАМ ТАКЖЕ БУДЕТ ИНТЕРЕСНО:
Какие радиаторы отопления лучше: биметалл, алюминиевые или чугунные? – Блог Stroyremontiruy
Радиаторы должны нормально согревать помещение, быть надёжными (потоп нам не нужен) и красивыми. Если этим требованиям батареи отопления не отвечают, то их можно смело выкинуть или снять и подарить тёще.
Давайте узнаем, по каким характеристикам выбирают радиаторы, что стоит покупать для дома, а что нет. Это поможет не мёрзнуть при разумных тратах. Продавцу всегда доверять нельзя, вы же не знаете, какие радиаторы он ставил себе?
Общие требования
Итак, радиатор должен:
- — Хорошо передавать тепло в дом,
- — Не создавать проблем в работе и обслуживании,
- — Красиво смотреться в интерьере.
По первому пункту главное – это теплоотдача. Небольшой экскурс в технологию отопления. В батарею подаётся горячая вода, внутри радиатора она проходит по несущим каналам и идёт на сток. Материал корпуса радиатора от теплоносителя разогревается и передаёт тепло в дом. Кошка не мёрзнет, в шубе на ужин можно не ходить.
У всех материалов разная теплоотдача, то есть они по-разному принимают и передают тепло. Один материал быстро нагревается, но и быстро охлаждается, другой наоборот. Запомните: хорошая теплоотдача говорит о том, что вы будете платить за реально использованную тепловую энергию, плохая – это те же платежи, но холодный дом.
Пример. От солнечного тепла дом нагревается, нагрев проходит долго, но при похолодании в помещениях тепло довольно долго. Если же протянуть под солнечные лучи руку, то она получит тепло сразу, но стоит солнцу скрыться и пальца начнут мёрзнуть. Вспомните, когда вам отключают отопление – в доме не сразу становится холодно, также и при включении тепло жильё нагревается медленно.
Итого – высокая теплоотдача – быстрый нагрев и охлаждение, низкая – наоборот.
Теперь из теории в практику.
Из названия понятно, что такие батареи делают при комбинировании нескольких металлов: меди и алюминия или стали и алюминия. Внешний материал всегда алюминий, внутри находится контур для теплоносителя из металла с более низкой теплоотдачей. Решение неплохое, так как такие радиаторы красиво смотрятся в интерьере и хорошо прогревают помещение. Внутренний материал медленно прогревается, но хорошо передаёт тепло внешнему контуру – алюминию.
Биметаллическая батарея хорошо держит давление, поэтому соседи могут спать тихим сном, на них ничто не польётся. Минус – высокая стоимость, плюс – красивый вид и выполнение своего предназначения.
Алюминиевые радиаторы
Такие радиаторы мастера называют декоративными – в офисе их ставить можно, дома не рекомендуется и причины для этого банальны – они слабо держат давление и плохо прогревают помещение. Смотрятся такие батареи неплохо, но любителям тепло придётся спать с ними в обнимку, кроме этого,
Единственные преимущества – это внешний вид и маленький вес, но практическая их польза невелика. Если вам дома хочется чувствовать себя комфортно, то лучше чистый алюминий не покупайте.
Классика – чугун
Про чугунные батареи впору складывать легенды и они того заслужили. Чугун медленно разогревается, но отлично делится теплом, поэтому батарея выполняет в доме свою главную функцию, обогрев, на отлично.
Такому радиатору не страшно никакое давление, а единственные его минусы – это неказистый внешний вид и большой вес. И с тем, и с другим можно справиться. Закройте батарею экраном, и она не создаст интерьерных проблем, а вес… ну не ходить же вам с ней на работу? Ещё одно преимущество инертность, это не совсем теплоотдача, но что-то близкое – способность удерживать тепло после прекращения подачи теплоносителя. О долговечности тоже помним, все грамотные и экономные.
Вывод прост, как утро 1 января – алюминий покупать для дома не стоит вовсе. Если денег хватает, то покупайте биметаллические радиаторы, ежели туго с финансами, но хочется тепла, то приобретайте классический чугун и экран к нему.
Какие радиаторы лучше греют, какая реальная теплоотдача
Радиаторы в домашних условиях не дают той мощности, которая прописана в документации. Чтобы узнать реальную теплоотдачу от радиатора нужен небольшой расчет. Данные о мощности на прилавках скорее рекламируют изделие, чем информируют нас. Мы же можем рассчитывать на более скромную теплоотдачу, рассмотрим, как определить реальную мощность разных радиаторов.
Что означает мощность радиаторов указанная в документации
Мощность радиатора будет напрямую зависеть от их температуры. Чем она больше, и чем холоднее в комнате, тем больше тепла будет отдаваться. Но сколько в действительности?
Открыв паспорт, прилагаемый к радиатору, можно узнать, что одна секция радиатора обладает тепловой мощностью, например, 180 Вт. Но при маленькой оговорочке, — при «Δt = 50 град».
Что это?
Обозначение в документации Δt, или dt, или DT, или «Разница Температур», — это разница между средней температурой радиатора и температурой воздуха в комнате. Например, 60 град, минус 20 град – получаем Δt равную 40 град.
Производители указывают мощность своих радиаторов обычно при для Δt равной 50 град. Но может ли такая разность температур быть в реальности?
Какие реальные температуры отопления и воздуха
Что такое средняя температура радиатора?
Котлы имеют ограничение нагрева +80 градусов. Но их на максимум обычно никто не выкручивает и ограничиваются температурой подачи +70 град, чтобы не обжигаться о радиаторы, по крайней мере. Тогда реальная средняя температура в радиаторах окажется +60 град С.
Прохладный воздух в комнате +20 град обычно не устраивает жильцов,они стараются разогреть до +25- +27 град. В дальнейшем для расчетов примем скромные +23 град.
Таким образом, реальная Δt оказывается: 60 – 23 = 37 град.
Вычисление реальной мощности и количества радиаторов
Δt = 37 град – разница температур при «обычной» работе домашнего котла, и когда «не слишком то тепло» в доме.
Какая же будет мощность радиаторов при этом?
Для вычисления реальной теплоотдачи пользуются поправочными коэффициентами, чтобы не вдаваться сложные расчеты.
Если паспротная мощность указана при «Δt = 50 град», то метод вычилсения количества секций следующий.
- Определяется количество секций по паспортной мощности радиатора.
- Полученное значение умножается на 1,5.
Например, в комнату 10 кв. м с теплопотерями 1 кВт, нам нужно по расчету 6 секций с паспортной мощностью 180 Вт (указанной при Δt = 50 град). Тогда в реальности требуется установить, чтобы не перегревать котел, 6х1,5= 10 секций.
Но производители иногда указывают мощности и при условии «Δt = 70 град» (подача 100, обратка 80, комната 20). При Δt 70 лучше воспользоваться поправочными коэффициентами к указанной производителями мощности. Они зависят от реальной Δt.
Приведены реальная Δt в градусах, затем поправочный коэффициент.
40 – 0,48
42 – 0,51
45 – 0,56
47 – 0,60
50 – 0,65
55 – 0,73
60 – 0,82
65 – 0,91
70 – 1,0
75 – 1,09
Так, при реальной Δt 40 (63 — 23, например), нам нужно заявленную мощность умножить на 0,48, например, 210х0,48, получаем 100 Вт реальной теплоотдачи на одну секцию и отсюда вычисляем нужное количество секций.
Какая тепловая мощность у чугунных и стальных радиаторов
Мощность радиатора зависит не только от температур теплоносителя и воздуха в комнате, но и еще от двух параметров:
- Площади поверхности радиатора (площадь теплоомбена).
- Теплопроводности материла радиатора, — от того с какой скоростью передается тепло от теплоносителя к воздуху. Напомним, что у алюминия это значение примерно 170 Вт/м*К, а у стали и чугуна около 70 — 90 Вт/м*К
Следовательно:
- У алюминиевых и биметаллических радиаторов ощутимой разницы по площади оребрения, и в материале нет, их принято считать одинаковыми по теплоотдаче, если размеры сходные.
- Для чугунного радиатора с такими же габаритами, как и у алюминьки, мощность будет на 20% меньше. Сказывается заниженная площадь теплообмена и материал. Поэтому, если нет паспортных данных на чугун, можно посчитать по аналогии с алюминием и умножить на 0,8.
- Для стальных панельных, при одинаковых высоте и ширине с алюминиевым радиатором, но при глубине в 1,5 раза больше (тип 30), мощность будет примерно такой же, может чуть меньше. Большей глубиной у цельных панелей добирается недостающая им площадь теплообмена.
В целом же можно сказать, что все радиаторы «греют неплохо» и мощность не является решающей характеристикой при выборе…
Выводы
- При проектировании расстановки радиаторов важно правильно посчитать их реальную теплоотдачу в условиях своего дома. Нужно определиться с приемлемыми температурами теплоносителя и воздуха. Чаще принимается +70 град подача и +25 в доме. Отсюда все остальные расчеты.
- Оптимальным выбором для домов и квартир остаются алюминиевые радиаторы, но качественно сделанные, с хромовым покрытием внутри.
Приборы дешевле биметалла на 20%, удовлетворяют всем потребностям домашней сети отопления, имеют наибольшую удельную мощность с линейного размера, хоть это и не критически важно.
- Для современных систем отопления важной характеристикой остается и тепловая инертность отопительного прибора. Чем она меньше, тем меньше температурные колебания воздуха в комнатах при обычном режиме котла «нагрел-остановился». Чугунные радиаторы в этом плане проигрывают — долго разогреваются и долго же остывают, утягивая за кривой своей тепловой инертности и наш комфорт в колебания…
BU-502: Разрядка при высоких и низких температурах
Изучите ограничения при эксплуатации батареи при неблагоприятных температурах и узнайте, как свести к минимуму последствия. Как и люди, батареи лучше всего работают при комнатной температуре. Прогревание умирающей батареи в мобильном телефоне или фонарика в джинсах может обеспечить дополнительное время работы благодаря улучшенной электрохимической реакции. Вероятно, это также является причиной того, что производители предпочитают указывать батареи при температуре 27°C (80°F).Эксплуатация батареи при повышенных температурах повышает производительность, но длительное воздействие сокращает срок службы.
Как известно всем водителям в холодных странах, прогретая батарея крутит двигатель автомобиля лучше, чем холодная. Низкая температура увеличивает внутреннее сопротивление и снижает емкость. Аккумулятор, обеспечивающий 100-процентную емкость при температуре 27°C (80°F), как правило, обеспечивает только 50-процентную емкость при –18°C (0°F). Мгновенное снижение емкости зависит от химического состава батареи.
Сухая твердая полимерная батарея требует температуры 60–100°C (140–212°F), чтобы стимулировать поток ионов и стать проводящим.Аккумуляторы этого типа нашли свою нишу на рынке стационарных источников питания в жарком климате, где тепло служит катализатором, а не недостатком. Встроенные нагревательные элементы обеспечивают постоянную работу батареи. Высокая стоимость батареи и соображения безопасности ограничивают применение этой системы. В более распространенных литий-полимерных используется гелеобразный электролит для повышения проводимости.
Все батареи имеют оптимальный срок службы при температуре 20°C (68°F) или чуть ниже. Если, например, батарея работает при температуре 30°C (86°F) вместо более умеренной более низкой комнатной температуры, срок службы сокращается на 20 процентов.При 40°C (104°F) потери подскакивают до колоссальных 40 процентов, а при зарядке и разрядке при 45°C (113°F) срок службы составляет лишь половину того, что можно ожидать при использовании при 20°. С (68°F). (См. также BU-808: Как продлить срок службы литиевых батарей)
Производительность всех аккумуляторов резко падает при низких температурах; однако повышенное внутреннее сопротивление вызовет некоторый эффект нагрева из-за потери эффективности, вызванной падением напряжения при подаче тока нагрузки. При –20°C (–4°F) большинство аккумуляторов работают примерно на 50-процентном уровне производительности. Хотя NiCd может опускаться до –40°C (–40°F), допустимый разряд составляет всего 0,2°C (5-часовой режим). Специальные литий-ионные аккумуляторы могут работать при температуре до –40°C, но только при уменьшенной скорости разряда; о зарядке при такой температуре не может быть и речи. При использовании свинцово-кислотного электролита существует опасность замерзания электролита, что может привести к растрескиванию корпуса. Свинцовая кислота замерзает быстрее при низком заряде, когда удельный вес больше похож на воду, чем при полном заряде.
На рис. 1 показано напряжение разряда литий-ионного аккумулятора 18650 при различных температурах.Разряд 3А элемента емкостью 2,8 Ач соответствует C-скорости 1,07C. Уменьшенная емкость при низкой температуре применяется только тогда, когда ячейка находится в этом состоянии, и восстанавливается при комнатной температуре.
Тип элемента: Panasonic NRC18650PD, номинал 2,8 Ач, LiNiCoAlO2 (NCA)
Важную роль играют подобранные элементы одинаковой емкости роль при разрядке при низкой температуре и под большой нагрузкой. Поскольку элементы в батарейном блоке никогда не могут быть идеально согласованы, отрицательный потенциал напряжения может возникнуть на более слабом элементе в многоэлементном блоке, если разрядка продолжается за пределами безопасной точки отсечки. Известная как инверсия клетки, слабая клетка подвергается стрессу до такой степени, что возникает постоянное короткое замыкание. Чем больше количество ячеек, тем больше вероятность реверсирования ячеек под нагрузкой. Чрезмерная разрядка при низкой температуре и большой нагрузке является основной причиной выхода из строя аккумуляторных батарей беспроводных электроинструментов.(См. BU-803a: Сопоставление и балансировка ячеек)
Запас хода электромобиля между зарядками рассчитывается при температуре окружающей среды. Водителей электромобилей уведомляют о том, что холодная температура сокращает доступный пробег. Эта потеря вызвана не только электрическим нагревом салона, но и естественным замедлением электрохимической реакции аккумулятора, что снижает емкость в холодном состоянии.
Каталожные номера
[1] Источник: Технический университет Мюнхена (TUM)
Батарейки в портативном мире
Материал по Battery University основан на обязательном новом 4-м издании « Аккумуляторы в портативном мире — Справочник по перезаряжаемым батареям для не инженеров », который доступен для заказа через Amazon.ком.
Как температура влияет на ваш выбор литиевой батареи для ИБП?
Разумно выбирайте химию, чтобы избежать теплового разгона и получить необходимую производительность
Промышленные стоечные источники бесперебойного питания (ИБП) используются в центрах обработки данных или центральных офисах связи для обеспечения резервного питания серверов и коммутационного оборудования в случае отказа. Исторически в этих ИБП преобладали свинцово-кислотные батареи. С внедрением инициативы Open Compute Project (OCP) и гипермасштабных центров обработки данных литий-ионные аккумуляторы завоевывают долю рынка по сравнению с существующей технологией свинцово-кислотных аккумуляторов.
По мере развития центров обработки данных их технологии резервного копирования остаются открытыми для вопросов
В этой статье представлены некоторые соображения по теплу и компромиссы при выборе литий-ионной системы ИБП для дополнения оборудования вашего центра обработки данных.Существует два доступных варианта химического состава: литий-железо-фосфат (LFP) и литий-никель-марганцево-кобальтовый оксид (NMC). Операторам необходимо учитывать ожидаемое время разряда, активное и пассивное охлаждение, варианты масштабируемости и ожидаемый срок службы батарей.
Два практичных варианта литий-ионной химии для ИБП
Для типичных применений ИБП поставщики ИБП предлагают два популярных варианта литий-ионной химии. Оксид лития, никеля, марганца, кобальта (NMC) является наиболее распространенным литиевым химическим веществом в мире, поскольку он преимущественно используется, например, в ноутбуках и сотовых телефонах.Литий-железо-фосфат (LFP) менее распространен в потребительских приложениях, но используется в приложениях с большим сроком службы или высокой мощности, таких как электродрели или промышленные электромобили (автобусы, вилочные погрузчики). Хотя обе технологии основаны на литий-ионном обмене, они имеют несколько существенно различающихся рабочих характеристик.
Изображение 1. Сравнение химического состава аккумуляторов LFP и NMC. — Зеленые кубики
Как показано на рисунке 1, химия NMC имеет более высокое соотношение веса и объемной энергии/плотности, чем конкурирующая химия LFP. Кроме того, химия NMC имеет более низкую стоимость на ватт-час, чем LFP. В результате более высокая плотность энергии и более низкая стоимость делают NMC оптимальным химическим составом для большинства приложений с низким энергопотреблением. Это означает, что, учитывая определенный объем пространства для ИБП, ИБП на базе NMC будет обеспечивать большее время работы, чем ИБП на базе LFP сравнимого размера.
На срок службы литий-ионной батареи влияют три основных параметра: количество циклов, срок службы и средняя температура элемента.Отраслевые нормы измеряют эффективность батареи, сравнивая фактическую емкость с исходной емкостью новой батареи. Аккумуляторы LFP выдерживают не менее 2000–3000 циклов полной зарядки/разрядки, прежде чем достигают 80 процентов своей первоначальной емкости. Типичные батареи NMC обеспечивают 500–1000 полных циклов зарядки/разрядки, прежде чем достигают 80 процентов своей первоначальной емкости. Это означает, что батареи LFP обеспечивают в два-три раза больший срок службы, чем обычные батареи NMC. В то время как календарный срок службы батареи NMC составляет от трех до четырех лет, календарный срок службы батареи LFP обычно превышает восемь лет.Важнейшим фактором, влияющим на срок службы литий-ионной батареи, является средняя температура элемента, за которой следует глубина разряда.
Безопасность
Батареи LFP имеют искробезопасный катодный материал, чем батареи NMC, и не разлагаются при более высоких температурах. По сути, батареи LFP обеспечивают наилучшую термическую и химическую стабильность, что обеспечивает более высокую безопасность по сравнению с батареями NMC. Как показано на Рисунке 1, батарея LFP переходит в состояние теплового разгона только при температуре 195 градусов по Цельсию и выделяет минимальную энергию во время теплового разгона.Типичная батарея NMC может входить в состояние теплового разгона уже при 170 градусах Цельсия, выделять больше энергии и гореть при гораздо более высокой температуре. Все литий-ионные аккумуляторы безопасны, но LFP — один из самых безопасных литий-ионных аккумуляторов.
Температура и разрядка
В общем, есть две типичные модели использования ИБП. Первое применение — это когда оператор центра обработки данных планирует использовать ИБП в течение 5-10-минутного интервала, а именно в промежуточный период от отключения питания до запуска резервного генератора.В этом сценарии ИБП рассчитан на поставку всей доступной энергии с очень высокой скоростью. Во втором случае оператор центра обработки данных планирует использовать ИБП для разрядки от одного до восьми часов и не хочет запускать резервный генератор до тех пор, пока он не станет абсолютно необходимым. В этом приложении ИБП является основным источником питания в течение гораздо более длительного периода времени.
LFP имеет очень низкий внутренний импеданс и может разряжаться с очень высокой скоростью без выделения большого количества тепла. NMC имеет внутренний импеданс примерно в 10 раз выше, чем LFP, и будет генерировать больше тепла внутри при разряде с той же скоростью, что и сопоставимый элемент LFP. Например, батарея NMC на 48 В, 50 А·ч (2400 Вт·ч) может выдавать около 50–100 А, в то время как батарея LFP аналогичного размера может выдавать около 500–1000 А. Подача питания является критическим фактором в конфигурации ИБП. Чтобы обеспечить определенный профиль силы тока, может потребоваться параллельное соединение нескольких батарей NMC для достижения необходимого тока, в то время как одна батарея LFP может обеспечивать требуемый ток. Учитывая конкретное ограничение по пространству, это означает, что батарея NMC больше подходит для приложений, которые могут выдерживать меньшую подачу тока в течение более длительного периода разрядки (т.например, 50 ампер в течение одного часа), в то время как LFP также может обеспечивать более высокую подачу тока в течение более короткого периода разряда (например, 300 ампер в течение 10 минут). Ожидание резервного времени работы является решающим фактором при выборе химического состава батареи.
Пассивное или активное охлаждение
Если вы изучите рынок стоечных ИБП, вы заметите, что существует множество вариантов управления температурным режимом, начиная от пассивного охлаждения (без вентиляторов) и заканчивая активным охлаждением (постоянно работающие вентиляторы). динамическое активное охлаждение (вентиляторы с регулируемой скоростью, приводимые в действие внутренней температурой батареи).Третьим параметром, влияющим на срок службы литий-ионных аккумуляторов, является температура окружающей среды. Литий-ионные батареи могут безопасно работать при температуре от -20 до +60 градусов по Цельсию, но оптимальный температурный диапазон для максимального срока службы батареи составляет от 10 до 30 градусов по Цельсию. Разряды с высоким током вызывают внутренний нагрев внутри элемента, но стабильная температура окружающей среды увеличивает срок службы батареи.
Изображение 2 – разряд 150 ампер без активного охлаждения достигает 60 градусов по Цельсию — Зеленые кубики
Изображение 3 – Скорость разряда 150 А при активном охлаждении достигает 50 градусов по Цельсию — Зеленые кубики
Изображение 4 – Скорость разряда 50 А при активном охлаждении достигает 33 по Цельсию — Зеленые кубики
На изображениях 2, 3 и 4 показано влияние активного охлаждения с помощью вентиляторов на батарею ИБП. Тепловые изображения моделируют батарею NMC 48 В, 100 А·ч (4800 Вт·ч) и показывают температуру поверхности литий-ионных элементов, содержащихся в ИБП. На изображении 2 ИБП постоянно разряжается током 150 А (темп 1,5°C) без активного охлаждения. Пиковая температура элементов составляет около 60°С, что близко к пределу безопасного отключения, установленному электроникой ИБП. Затем, как показано на Рисунке 3, через корпус ИБП применяется активное охлаждение, в то время как батарея выдает 150 А, и пиковая температура элементов падает примерно до 50 °C, что заметно ниже и безопасно ниже предела отсечки.Чтобы продемонстрировать влияние скорости разряда и подачи тока на ИБП, на Рисунке 4 показан ИБП, разряжающийся при токе 50 А (скорость 0,5 °C) при активном охлаждении. Ячейки заметно холоднее, чем ИБП, выдающий 150 А при активном охлаждении. Обратите внимание, что из-за химического состава и более высокого импеданса элементов NMC они выделяют больше тепла при разрядке по сравнению с элементами LFP.
Учитывая, что снижение температуры является критической проблемой в центрах обработки данных, химический состав ячеек LFP дает им преимущество в средах с контролируемым климатом.
Преимущество активного охлаждения
Обычно усложнение продукта за счет установки вентиляторов и терморегулирования может рассматриваться как недостаток, но есть и некоторые преимущества. В устройствах без климат-контроля температура шкафа может варьироваться от очень холодной и сухой до очень теплой и влажной. Аккумуляторы очень большие и имеют большую тепловую массу. В батарее с пассивным охлаждением центральная часть батареи может нагреваться быстрее, чем внешние элементы, во время разряда от внутреннего нагрева, таким образом создавая горячую точку и ограничивая величину доступного разрядного тока.Это также приведет к преждевременному старению клеток в центре пакета. Аккумулятор с активным охлаждением может лучше отводить тепло от элементов во время разряда или заряда. Батарея с активным охлаждением также может поддерживать более высокие токи заряда и разряда, чем аналогичная батарея с пассивным охлаждением.
Это также может привести к образованию конденсата. Утром теплый влажный воздух из окружающей среды может попасть в шкаф и контактировать с батареями, которые всю ночь охлаждались. Этот влажный воздух может конденсировать воду на чувствительной электронике внутри батареи из-за разницы температур.Конденсат на электронике может со временем изменить функциональность или повредить компоненты батареи. Активное охлаждение, при котором воздух проходит над электроникой и элементами, также имеет то преимущество, что температура электроники поддерживается на уровне температуры воздуха, что предотвращает образование конденсата.
Подводя итоги, можно сказать, что на рынке доступно множество стоечных ИБП. Прежде чем выбрать производителя или модель, вам следует провести исследование мощности оборудования вашего центра обработки данных, чтобы оценить мощность, необходимую для поддержания работы при отключении питания, требуемое время работы, определить тип среды, в которой вы будете работать, и определить, как тепло может играть роль. фактором в вашем решении.Вооружившись этими данными, вы можете оценить важные характеристики, такие как химический состав литий-ионных аккумуляторов, функции пассивного и активного охлаждения, а также химические характеристики, предлагаемые доступными решениями. После того как вы учли эти характеристики в своих критериях выбора, последующий список подходящих производителей и моделей ИБП гарантирует, что выбранный ИБП будет обеспечивать необходимую мощность во время отключений.
Биография автора:
Джеффри Ван Звол — директор по маркетингу компании Green Cubes Technology. Опыт Джеффри включает в себя инженерные энергетические решения для производителей оригинального оборудования (OEM) и корпоративных клиентов из списка Fortune 1000.До прихода в Green Cubes Джеффри был старшим руководителем отдела маркетинга в Inventus Power и Micro Power Electronics, а также в Alcatel (подразделение Newbridge Networks) и ADC Telecom.
URL компании:
www.greencubetech.com
(Самонагревающаяся батарея) Как сохранить работоспособность литий-ионной батареи зимой
Как правило, аккумуляторы lifepo4 являются источником питания в умеренном климате. Но мы все же можем использовать их в некоторых холодных погодных условиях при наличии некоторых знаний. Самонагревающаяся батарея также может быть хорошим выбором. Давайте посмотрим на характеристики батарей LiFePO4 при низких температурах и на то, как предотвратить их упаковку.
Lifepo4 можно безопасно разряжать в широком диапазоне температур, обычно от –20°C до 60°C, что делает их практичными для использования в любых погодных условиях, с которыми сталкиваются многие потенциально низкотемпературные приложения, включая автодома и автономные солнечные батареи. . На самом деле, литий-ионные аккумуляторы гораздо лучше работают при более низких температурах, чем свинцово-кислотные.Например, при 0°C емкость свинцово-кислотного аккумулятора снижается на 50 %, в то время как литий-железо-фосфатный аккумулятор теряет только 10 % при той же температуре.
Они работали, но это не значит, что они будут работать всегда. И они могут отказаться брать плату. При воздействии очень низких температур следует помнить одно правило:
НЕ заряжайте их, если температура падает ниже 0°C или 32°F без уменьшения зарядного тока.
Единственным решением было нагреть батареи до температуры выше точки замерзания перед зарядкой.
1 — Батареи выделяют тепло внутри, когда они используются. Итак, один быстрый и простой совет, чтобы убедиться, что батарея достаточно теплая, чтобы принять заряд, — это завести автомобиль. Небольшое использование будет генерировать тепло внутри батареи, доводя ее до безопасного порога зарядки.
2 – Не оставляйте их в фургоне на ночь. Вложите деньги в большую сумку и загрузите в нее свои батареи в конце дня. Принесите сумку домой на ночь, чтобы сумки не пережили холодную ночь в фургоне!
3 – Заверните их в термоодеяло или поместите рядом с батареями небольшой обогреватель, в идеале с термометром для контроля температуры во время зарядки.
Однако это могут быть не самые удобные способы. Практичнее будет выбрать самонагревающийся аккумулятор lifepo4 с функцией обогрева для низкотемпературного использования. Помимо функции Bluetooth, наша батарея lifepo4 также может иметь функцию подогрева, чтобы уменьшить беспокойство клиентов о зимнем диапазоне. BMS имеет функцию самонагрева. Когда температура ниже 0 ℃, нагревательный элемент зарядки между элементами начнет нагревать внутреннюю часть батареи. Таким образом, батареи по-прежнему обеспечивают вас энергией в течение дня, даже при отрицательных температурах.
Для получения более подробной информации о самонагревающихся батареях обращайтесь в онлайн-сервисный центр или по электронной почте [email protected] , мы будем рады обменяться с вами идеями.
Литий-ионные батареи мощные, но с одним недостатком
Литий-ионная батарея работает так же, как и большинство других химических батарей. Частица с электрическим зарядом (в данном случае ион лития) движется к одному терминалу при подаче энергии и к другому терминалу при отводе энергии.
Литий-ионные аккумуляторы на самом деле представляют собой семейство аккумуляторов, поскольку химический состав клемм и других частей различается. У них более высокая плотность энергии, что означает, что они могут хранить больше киловатт-часов работы на единицу веса и объема, чем другие химические вещества.
Но у них есть недостатки. Во-первых, в то время как все батареи нагреваются, что заставляет некоторые их части расширяться, химический суп, в котором плавают ионы в литий-ионной батарее, электролит, расширяется больше, чем электролиты других химических веществ, говорят эксперты.Поскольку литий-ионный аккумулятор всегда герметичен, он должен выдерживать давление расширения. В противном случае он сломается или сломается внутри.
Электролит литий-ионного аккумулятора включает углеводороды. Таким образом, он будет гореть или, по крайней мере, подвергаться химической реакции где-то рядом с огнем, который выделяет тепло и дым. Если электролит в свинцово-кислотном аккумуляторе вытечет, это вызовет проблемы, но не сгорит.
Все батареи выделяют тепло при зарядке и разрядке.Никакие перезаряжаемые химические батареи не имеют 100-процентной эффективности. Другими словами, они никогда не возвращают столько энергии, сколько было вложено в них. Энергия, которая не совершает кругосветное путешествие, превращается в тепло.
Если литий-ионный аккумулятор небольшой, то он имеет большую площадь поверхности по сравнению с объемом его компонентов и может хорошо излучать тепло. Если он большой или представляет собой набор из множества ячеек, необходимо установить систему охлаждения или проложить путь для прохождения воздуха.
Когда литий-ионные аккумуляторы впервые начали производиться в начале 1990-х годов, они были небольшими и предназначались для портативных устройств.Однако теперь, когда они перемещаются в автомобили и самолеты, они намного больше. Аккумуляторы Boeing 787 на 50-100% больше, чем типичные для автомобилей свинцово-кислотные аккумуляторы. Аккумуляторы, используемые в электромобилях, намного больше.
Как заменить батарейки в термостате
Термостат является неотъемлемой частью вашей системы HVAC, даже если вы не думаете, что он играет ту же роль, что и кондиционер или печь. Но без работающего термостата вы не сможете связаться со своей системой охлаждения и отопления, и она не сможет определить температуру.
В современных программируемых термостатах используются батареи, поэтому они могут сохранять свои настройки, а также предотвращают отключение элементов управления в случае отключения электроэнергии. Они работают от щелочных батареек типа AA или AAA или литиевых батареек типа «кнопка» 3 В. Мы рекомендуем менять батарейки термостата один раз в год. Также есть предупреждающий индикатор, который загорается, когда батареи разряжены и пришло время их заменить. Это предупреждение обычно срабатывает за месяц до того, как батареи выйдут из строя, что дает вам время приобрести подходящую батарею для замены до того, как термостат перестанет работать.
Пошаговое руководство по замене батареек в термостате
Возможно, вы не знаете, с чего начать, когда дело доходит до замены батареек термостата. Мы поможем вам.
- Сначала снимите корпус термостата с пластины для настенного крепления. Вы должны быть в состоянии сделать это вручную. Если он не снимается, попробуйте сдвинуть корпус вверх по монтажной пластине, а затем потянуть его вперед.
- Вы должны найти слот для извлечения батареи на другой стороне настенного корпуса.Извлеките батарейки (вам может понадобиться плоская отвертка, чтобы их вынуть).
- Вставьте новые батареи в гнездо. Обязательно правильно совместите положительные и отрицательные концы. Если в термостате используются литиевые батареи, убедитесь, что положительная сторона обращена вверх. Убедитесь, что батареи надежно установлены.
- Поместите корпус термостата обратно на настенную пластину. Следите за тем, чтобы штифты на задней стороне корпуса были совмещены с блоком клеммных винтов. Сдвиньте его вниз, пока он не встанет на место со щелчком.
Если вам нужна помощь в отоплении этой зимой, позвоните в Bob Mims Heating & Air Conditioning. Работает в Статен-Айленде, штат Нью-Йорк, с 1955 года.
Теги: Статен-Айленд, Термостаты, Беспроводные термостаты
Понедельник, 19 декабря 2016 г., 11:00 | Категории: Отопление
|
Новая термальная батарея может изменить правила игры для хранения возобновляемой энергии
Новая батарея тепловой энергии аккумулирует тепло от возобновляемых источников энергии.
Adobe Photo Stock — loveday12Компания из Южной Австралии представила первое в мире действующее устройство тепловой энергии (TED). Создатели TED сообщают, что батарея может хранить возобновляемую энергию, имеет большую емкость, чем традиционные батареи, и полностью пригодна для вторичной переработки.
Термобатарея по своим функциональным возможностям аналогична литий-ионным и свинцово-кислотным батареям; он может принимать любую форму электрического входа и создавать переменный ток (AC) или постоянный ток (DC).
В отличие от существующих аккумуляторов, он может заряжаться и разряжаться одновременно, по словам Сергея Бондаренко, генерального директора CCT Energy Storage. И вместо того, чтобы накапливать электрический заряд, он преобразует входную электрическую энергию в тепло.
«Это устройство, которое принимает любую форму электрического входа на входе и преобразует его в тепловую энергию», — объясняет он. «Мы используем кремний в качестве материала с фазовым переходом, расплавляем его и храним от него тепло».
Емкость термоаккумулятора в 12 раз больше, чем у свинцово-кислотных аккумуляторов, и он может хранить в пять-шесть раз больше энергии, чем литий-ионный.«Таким образом, объем памяти значительно выше, чем у традиционных аккумуляторных накопителей на рынке», — говорит Бондаренко.
Признавая, что у всех технологий есть свои проблемы, Бондаренко по-прежнему считает, что у них есть конкурентное преимущество. Их термобатареи значительно дешевле свинцово-кислотных и литий-ионных.
По его оценкам, срок службы батареи составит не менее 20 лет, что им еще предстоит проверить. Важно, объясняет Бондаренко, кремниевый материал с фазовым переходом не теряет своих характеристик, поэтому он может прослужить еще дольше.
Когда срок службы батареи подходит к концу, ее можно утилизировать, не оставляя вредных химических веществ в окружающей среде.
Доктор Маникам Минакши, эксперт по материалам для хранения энергии в Университете Мердока в Западной Австралии, работает с ионно-литиевыми батареями, которые хранят энергию в химическом веществе.
Минакши признает, что, хотя у всех накопителей энергии есть достоинства и ограничения, термальные батареи имеют более длительный срок службы и более высокую емкость, чем литий-ионные.
«Солнечная энергия является наиболее распространенной возобновляемой энергией, — добавляет он, — и любая избыточная энергия может храниться в виде тепловой энергии и высвобождаться при необходимости».
Комментируя новую батарею, он говорит: «Это новая находка, обеспечивающая альтернативный путь разумного хранения возобновляемой энергии».
TED был впервые задуман в 2011 году группой ученых и инженеров. В настоящее время компания работает с исследователями из Университета Южной Австралии, чтобы снизить температуру плавления кремниевой подложки, что еще больше снизит конечную стоимость батареи.
«Это отличное сотрудничество», — говорит Бондаренко, добавляя, что две группы учатся друг у друга. Университетские исследователи довели материал с фазовым переходом до 900 градусов по Цельсию, в то время как команда CCT довела кремний до 1600 градусов (2912 градусов по Фаренгейту).
Эндрю Робинсон, генеральный директор CCT Energy Storage, с устройством тепловой энергии (TED)
Аккумулятор энергии CCT Следующий шаг — запуск прототипа в поле.Технология масштабируема, поэтому имеет большой потенциал для крупномасштабного хранения энергии. Начнем с того, что компания нацелена на «легко висящие плоды» — телекоммуникации и замену дизельного топлива.
Они заключили принципиальное соглашение с крупным владельцем активов в телекоммуникационной отрасли Австралии, который имеет присутствие в Новой Зеландии и США. Аккумулятор начнет работать в неизвестном месте в течение следующего месяца или около того.
Они также сотрудничают с MIBA Solutions в Европе.У MIBA есть несколько экологически чистых продуктов, в том числе усовершенствованный датчик зеркал, который концентрирует солнечное тепло с помощью зеркал.
Устройство занимает только круг диаметром 8 метров, что значительно уменьшает занимаемую площадь, необходимую для типичного фотогальванического объекта. Кроме того, он более эффективен, он может вращаться, следуя за солнцем, и переворачиваться вверх дном, чтобы не собирать пыль.
Вырабатываемое им тепло может быть напрямую преобразовано в TED. «Так что это партнерство, заключенное на небесах», — говорит Бондаренко. «Решение по совокупным сквозным затратам на самом деле очень хорошее.
Обе компании представят общий экспонат на конференции по возобновляемым источникам энергии и хранению энергии, которая пройдет в Риме в конце мая.
CCT Energy Storage подписала соглашение, предоставляющее MIBA Solutions эксклюзивные права на производство, создание и распространение тепловой батареи в Дании, Швеции и Нидерландах.
Бондаренко также планирует использовать совместную технологию, чтобы помочь отдаленным населенным пунктам избавиться от зависимости от дизельных генераторов. Чтобы проверить это, они рассматривают проект, который поможет изолированному сообществу на северо-западе Австралии выйти из сети.
Кроме того, они собираются подписать лицензию на распространение с крупным проектом экожилья в Великобритании, чтобы внести свой вклад в достижение целей устойчивого развития вне сети.
«Они используют энергию возобновляемых источников энергии для сообществ», — объясняет Бондаренко. «А ту энергию, которую они не используют, они сами возвращают в сеть или продают другим. Таким образом, сообщества будут в основном использовать аккумуляторную батарею».
Бондаренко говорит, что он в восторге от возможностей. «Это действительно меняет мир».
Раскрытие информации: Натали является внештатным старшим научным сотрудником Университета Южной Австралии. Она обнаружила их связь с CCT Energy Storage во время интервью с Сержем Бондаренко и не имеет отношения к команде или проекту .
Самонагревающийся литий-ионный аккумулятор поможет справиться с зимними трудностями
Аккумулятор для любых климатических условий, который быстро нагревает материалы аккумулятора и электрохимические интерфейсы в холодных условиях.Авторы и права: Чао-Янг Ван, штат Пенсильвания.Литий-ионная батарея, которая самонагревается при температуре ниже 32 градусов по Фаренгейту, имеет множество применений, но, по мнению группы исследователей из Пенсильванского университета и ЕС, может оказать наибольшее влияние на снижение зимнего «беспокойства» владельцев электромобилей. Власть, Государственный колледж.
«Это давняя проблема, что батареи плохо работают при отрицательных температурах», — сказал Чао-Янг Ван, Уильям Э. Дифендерфер Кафедра машиностроения, профессор химического машиностроения и профессор материаловедения и инженерии, директор Центра электрохимических двигателей. «Возможно, это не проблема для телефонов и ноутбуков, но это огромный барьер для электромобилей, дронов, уличных роботов и космических приложений».
Обычные аккумуляторы при температурах ниже точки замерзания испытывают серьезные потери мощности, что приводит к медленной зарядке в холодную погоду, ограничению рекуперативного торможения и сокращению запаса хода автомобиля на целых 40 процентов, сообщили исследователи в сегодняшнем (январь) отчете.20) выпуск Nature . Эти проблемы требуют более крупных и дорогих батарейных блоков, чтобы компенсировать потерю энергии холодом.
«Мы не хотим, чтобы электромобили теряли от 40 до 50 процентов своего запаса хода в холодную погоду, как сообщает Американская автомобильная ассоциация, и мы не хотим, чтобы холодная погода усугубляла беспокойство по поводу запаса хода», — сказал Ван. «В холодные зимы волнение по поводу дальности полета — это последнее, что нам нужно».
Исследователи, опираясь на предыдущие патенты EC Power, разработали аккумуляторную батарею для любых климатических условий, вес которой составляет всего 1 г.На 5 процентов больше и стоит всего 0,04 процента от базовой батареи. Они также спроектировали его таким образом, чтобы он поднимался от -4 до 32 градусов по Фаренгейту за 20 секунд и от -22 до 32 градусов по Фаренгейту за 30 секунд и потреблял всего 3,8 процента и 5,5 процента емкости элемента. Это намного меньше, чем 40-процентная потеря в обычных литий-ионных батареях.
Всеклиматическая батарея использует никелевую фольгу толщиной 50 микрометров, один конец которой прикреплен к отрицательной клемме, а другой выходит за пределы элемента, образуя третью клемму.Датчик температуры, прикрепленный к переключателю, заставляет электроны течь через никелевую фольгу, замыкая цепь. Это быстро нагревает никелевую фольгу за счет резистивного нагрева и нагревает внутреннюю часть батареи. Когда температура батареи достигает 32 градусов по Фаренгейту, выключатель выключается, и электрический ток течет в обычном режиме.
В то время как другие материалы также могут служить резистивным нагревательным элементом, никель недорог и хорошо работает.
«Далее мы хотели бы расширить работу над новой парадигмой под названием SmartBattery, — сказал Ван.«Мы думаем, что можем использовать аналогичные структуры или принципы для активного регулирования безопасности, производительности и срока службы батареи».
Встроенные датчики делают литий-ионные аккумуляторы более безопасными
Дополнительная информация: Природа , DOI: 10.1038/природа16502 Предоставлено Университет штата Пенсильвания
Цитата :
Самонагревающаяся литий-ионная батарея может победить зимние невзгоды (20 января 2016 г.