Теплоотдача чугунных батарей: таблица, особенности расчета тепловой мощности батарей

Теплоотдача чугунных батарей: видео, фото

Чугунные батареи – приборы, которые зарекомендовали себя еще с советских времен. 

Они используются в системах центрального отопления различных зданий, будь то жилые, производственные или общественные здания. Большая масса этого типа батарей позволяет обеспечивать достаточно большую теплоемкость, которая является и достоинством, и недостатком одновременно, создавая определенные сложности при их обслуживании и монтаже. Теплоотдача чугунных батарей достаточна для обеспечения нормальной температуры в помещениях, но по этому параметру она проигрывает алюминиевым радиаторам и примерно схожа с биметаллическими. Теплоотдача чугунных батарей составляет примерно от ста до двухсот ватт на секцию.

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

Поскольку интерес к чугунным батареям есть всегда, то их конструкции подвергаются модернизации благодаря использованию современных технологий.

Современные батареи могут иметь плоское литье или декорирование стилевым орнаментом. Но самое главное в том, что в некоторых новых моделях снижено количество теплоносителя, что позволило уменьшить объем секций. В таких отопительных приборах теплоотдача чугунных батарей регулируется с помощью автоматики. Как и их предшественники, современные чугунные батареи устойчивы к агрессивным средам, обладая высокой сопротивляемостью к коррозии.

Но как удается создать желаемый уровень теплоотдачи при небольшом объеме секций и уменьшенном их количестве?

Весь секрет в том, что в таких батареях примерно семьдесят процентов теплового потока будет распределяться посредством радиации (излучения), а конвекция составит всего 30% .

Именно такой подход может гарантировать равномерный обогрев верхней и нижней зон помещения.

Производить монтаж чугунных батарей следует в зданиях с низким качеством теплоносителя и там, где нет необходимости в быстрой регулировке температуры воздуха.

Видео: Советы эксперта по выбору качественной батареи

Тепло в дом / Новости общества Красноярска и Красноярского края / Newslab.Ru

Выбирая радиаторы отопления для своего жилья, мы часто руководствуемся в первую очередь их эстетическими достоинствами. Между тем, прежде всего стоило бы поинтересоваться техническими параметрами и, особенно, важнейшим из них — теплоотдачей.

В одном из материалов Newslab.ru уже писал о наиболее распространенных типах современных радиаторов отопления и их особенностях. На этот раз подробнее остановимся на таком конкретном техническом параметре радиаторов, как теплоотдача. Специалисты отмечают, что это один из наиболее важных параметров, поскольку именно он характеризует эффективность работы батарей в вашей квартире или доме.

Теплоотдачей или мощностью радиатора называют количество тепла, которое он передает в помещение за определенный промежуток времени. Независимо от типа и материала радиатора теплоотдача осуществляется за счет трех процессов — теплообмена, конвекции и излучения. Однако соотношение этих показателей у разных типов отопительных приборов существенно отличается. Поэтому первое, на что нужно обратить внимание при выборе наиболее эффективного радиатора для своего жилья, — материал, из которого он изготовлен.

Алюминий, сталь или чугун

Наши традиционные эксперты — сотрудники компании «Водолей» — советуют при выборе радиатора внимательно изучать характеристики теплоотдачи той или иной модели. Тем более, что в магазинах, как правило, есть таблицы со значениями теплоотдачи различных изделий. Сравнив показатели, можно подобрать подходящий вариант.

В целом, из всех типов отопительных приборов наименьшими показателями теплоотдачи обладают традиционные чугунные батареи. Мощность одной секции составляет примерно 50-60 Вт. Дело в том, что у чугунных радиаторов небольшая поверхность теплоотдачи и низкая теплопроводность самого материала. Теплоотдача происходит в основном за счет излучения, и только на 20% — за счет конвекции (нагрева воздуха). Однако не стоит сразу отбрасывать этот вариант в сторону. Именно за счет высоких показателей излучения, при одинаковой температуре теплоносителя чугунные батареи передадут большее количества тепла в помещение, чем другие виды радиаторов.

Иначе говоря, если вы живете в многоквартирном доме, и у вас плохо «топят», то чугунный радиатор может быть вариантом именно для вас, так как сможет выжать максимум и показать наибольшую эффективность при низкой температуре теплоносителя. Кроме того, чугун может аккумулировать тепло и отдавать его в течение нескольких часов, что важно, например, при аварийных отключениях отопления.

Немногим выше, чем у чугунных, мощность стальных радиаторов — около 65 Вт (одна секция). Теплоотдача несколько увеличивается за счет небольшой толщины их «ребер». Но по большому счету их преимущество перед чугунными разве что в более привлекательном дизайне и меньшем весе. Кроме того, теплоотдача стальных батарей резко падает при снижении температуры теплоносителя.

Наибольшей теплоотдачей обладают алюминиевые и биметаллические радиаторы — мощность одной секции 200 и более Вт. Вместе с тем, у этих батарей самый современный дизайн и привлекательный внешний вид. Однако нужно учитывать, что алюминиевые радиаторы очень требовательны к качеству воды, и подвержены коррозии при грязном теплоносителе. Негативно на них сказывается и слив воды из трубопроводов многоквартирных домов в неотапливаемый период — это также способствует развитию коррозии.

Поэтому специалисты рекомендуют устанавливать алюминиевые радиаторы в частные домовладения с автономной системой отопления, позволяющей контролировать качество теплоносителя. В квартиру же лучше установить биметаллические радиаторы. Однако они обойдутся несколько дороже.

Правильная установка и подключение

Кроме конструкции и материала радиатора, на теплоотдачу влияет правильность его установки и подключения. Так, корпус батареи должен быть смонтирован строго горизонтально, иначе ее «завоздушит» — из-за наклона в верхней части скопится воздух, соответственно, эффективность прибора снизится. Второе — расстояние радиатора от подоконника и пола должно быть не менее 10 см, а от стен — не менее 3 см. Наконец, необходимо, чтобы батарею не загораживала мебель и другие предметы интерьера — они должны находиться не ближе 60 см от нее, иначе будут препятствовать эффективному теплообмену.

На мощность радиаторов существенно влияет и схема подключения. Есть несколько ее вариантов, каждый из которых в той или иной степени отражается на эффективности приборов отопления.

Наиболее выгодным с точки зрения теплоотдачи принято считать так называемое прямое одностороннее (или боковое) подключение, при котором ввод и вывод теплоносителя осуществляется с одной стороны — сверху и снизу соответственно. При этом радиатор выдает свою номинальную мощность.

При большом количестве секций радиатора (более 12) используется диагональное или перекрестное подключение — когда ввод теплоносителя производится вверху батареи, а вывод — внизу с противоположной стороны.

При этом достигается равномерный прогрев батареи и максимально снижаются потери тепла. Для еще большей эффективности специалисты советуют вместо одного большого радиатора смонтировать два с меньшим числом секций.

В том случае если трубопровод «спрятан» в стене или в стяжке пола и наружу выведены только концы для монтажа радиатора, применяют так называемое нижнее подключение. Внешне это выглядит эффектно, так как все трубы скрыты, но с точки зрения теплоотдачи — не лучший вариант, так как потери тепла могут достигать 20%.

На теплоотдачу радиаторов влияет и сама система отопления дома. Она может быть одно- или двухтрубной, при этом однотрубная менее предпочтительна: в этом случае радиаторы подключаются последовательно, поэтому у каждой следующей батареи теплоотдача снижается в сравнении с предыдущей. В итоге общие потери тепловой мощности могут достигать 25-45%.

Как рассчитать необходимую теплоотдачу

Специалисты «Водолея» напоминают, что выбор конструкции и материала радиатора, а также их количество должны основываться на точных расчетах тепловой мощности, требуемой для отопления дома или квартиры. Произвести эти расчеты можно самостоятельно.

Есть несколько способов расчета, но наиболее точный производится по формуле: S x h x 41, в которой S — площадь помещения, h — высота потолков, 41 Вт — минимальная теплоотдача приборов для обогрева 1 м³ объема помещения.

Умножив исходные данные, получаем суммарную тепловую мощность приборов отопления. А разделив полученный результат на номинальную теплоотдачу одной секции приобретаемых радиаторов, получаем их необходимое количество.

Например, вам нужно рассчитать мощность радиаторов для отопления помещения размером 50 кв. м и высотой потолков 3 м:

50 x 3 х 41 = 6 150

Соответственно, для отопления помещения потребуется тепловая мощность в 6 150 Вт. К примеру, вы решили установить биметаллические радиаторы, мощность одной секции которых 200 Вт:

6 150/200 = 30,75

То есть для отопления помещения вам потребуется 31 секция радиаторов (дробный результат следует округлять в большую сторону). Исходя из этого выбираем количество и размер приборов отопления.

На носу сезон холодов

Сеть магазинов сантехники «Водолей» в Красноярске

Адреса: ул. Глинки,37г
ул. Ладо Кецховели,31
ул. Матросова,1
ул. Алексеева, 33
Тел.: (391) 278-88-88 (многоканальный)
Сайт: водолей.рф

Очень часто мы жалуемся на некомфортную температуру в доме в холодное время года, и, клянем за это, как правило, коммунальные службы и городские котельные. Однако на самом деле причина может быть совсем в другом. Возможно, ваши радиаторы отопления не обладают достаточной теплоотдачей или их просто не хватает для вашей квартиры или дома. Возможно, стоит подумать об их замене — на более подходящий тип для вашего помещения.

В любом случае сейчас самая пора задуматься об этом, так как на носу отопительный сезон. И если вы не уверены, что сами сможете сделать правильный выбор радиатора, всегда можно обратиться к профессионалам — специалисты компании «Водолей» проконсультируют вас об особенностях и преимуществах каждого типа современных радиаторов отопления и помогут подобрать подходящий именно для вашего жилья.

Фото: pixabay.com

Мощность чугунных радиаторов отопления: расчет мощности одной секции чугунной батареи, фото и примеры

Какая тепловая мощность чугунных радиаторов отопления

В последнее десятилетие на отечественном рынке появились новые модели отопительного оборудования, в том числе и радиаторов, но изделия из чугуна по-прежнему востребованы у потребителей. Их выпускают как российские, так и зарубежные производители. Чугунные радиаторы отопления, представленные на фото, являются одним из элементов обустройства теплоснабжения квартиры или собственного дома.

Что такое теплоотдача и мощность радиаторов

Мощность чугунных радиаторов отопления и их теплоотдача относятся к основным характеристикам любого прибора, обеспечивающего обогрев помещения. Обычно производители оборудования для отопительных конструкций указывают данный параметр для одной секции батареи, а требуемое их количество рассчитывают, исходя из размеров помещения и необходимой теплоотдачи чугунных радиаторов отопления.

Кроме этого учитывают и другие факторы, такие, например, как объем комнаты, наличие окон и дверей, степень утепления, особенности климатических условий и т.д. Теплоотдача радиаторов отопления зависит от материала их изготовления. Следует отметить, что чугун проигрывает в данном вопросе алюминию и стали. Теплопроводность данного материала ниже в 2 раза, чем у алюминия. Но данный недостаток компенсирует низкая инертность чугуна, который набирает тепло и отдает его долго.

В закрытых системах отопления с принудительной циркуляцией эффективность алюминиевых батарей будет значительно больше, но при условии наличия интенсивного потока теплоносителя. Что касается открытых конструкций, то при естественной циркуляции чугун имеет больше преимуществ.
Примерная мощность одной секции чугунного радиатора составляет 160 ватт, в то время как у алюминиевых и биметаллических приборов аналогичный параметр находится в пределах 200 ватт. Поэтому при равных условиях эксплуатации батарея из чугуна должна иметь большое количество секций.

Порядок расчета количества секций

Существуют разные методики выполнения технических расчетов радиаторов. Точные алгоритмы позволяют производить вычисления с учетом многих факторов, включая размеры и размещение помещения в здании. Также можно воспользоваться упрощенной формулой, которая позволит узнать искомое значение с достаточной точностью. Итак, рассчитать количество секций можно, умножив площадь помещения на 100 и полученный результат разделив на мощность секции чугунного радиатора в ватах.

При этом специалисты рекомендуют:

• в том случае, когда итогом стало дробное число, округлять его в большую сторону. Запас по теплу лучше, чем его недостаток;
• когда в комнате насчитывается не одно, а несколько окон, установить две батареи, разделив между ними необходимое количество секций. В результате не только увеличивается срок эксплуатации радиаторов, но и их ремонтопригодность. Батареи станут хорошей преградой для холодного воздуха, поступающего от окон;
• при высоте потолка в комнате более 3-х метров и наличии двух внешних стен с целью компенсации потерь тепла желательно добавить пару секций и тем самым увеличить мощность чугунного радиатора отопления.

Размеры и вес чугунных радиаторов отопления

Параметры чугунных радиаторов на примере отечественного изделия МС-140 следующие:

• высота – 59 сантиметров;
• ширина секции – 9,3 сантиметра;
• глубина секции – 14 сантиметров;
• емкость секции – 1,4 литра;
• вес – 7 килограммов;
• мощность секции 160 ватт.

Со стороны владельцев недвижимости можно услышать нарекания, что довольно сложно переносить и устанавливать радиаторы, состоящие из 10 секций, вес которых достигает 70 килограммов, но радует, что такая работа в квартире или доме делается один раз, поэтому размеры чугунных радиаторов отопления необходимо правильно рассчитать.

Поскольку количество теплоносителя в такой батарее составляет всего 14 литров, то, когда тепловая энергия поступает из котла автономной отопительной системы, тогда придется оплачивать лишние киловатты электроэнергии или кубометры газа.

Срок службы чугунных радиаторов

По таким показателям как продолжительность срока эксплуатации и чувствительность к температуре и качеству теплоносителя чугунные радиаторы опережают другие виды батарей. Что вполне объяснимо: чугун характеризуется устойчивостью к абразивному износу и тем, что он не вступает ни в какие химические реакции с материалами, из которых изготавливают трубы и элементы нагревательных котлов.

Размеров каналов, проходящих через чугунные батареи, достаточно для того, чтобы приборы засорялись минимально. В результате им не требуются работы по очистке. По мнению специалистов, современные радиаторы из чугуна способны прослужить от 30 до 40 лет. Но нельзя не сказать о большом недостатке данной продукции – это плохая переносимость гидравлических ударов.

Рабочее и опрессовочное давление

Среди технических характеристик помимо того, что важна мощность чугунных радиаторов отопления, следует упомянуть о показателях давления. Обычно рабочее давление жидкого теплоносителя составляет 6-9 атмосфер. Любые виды батарей с таким параметром напора справляются без проблем. Штатным давлением для чугунных изделий считается именно 9 атмосфер.

Помимо рабочего используется понятие «опрессовочное» давление, отражающее максимально допустимую его величину, возникающую при первоначальном запуске отопительной системы. Для чугунной модели МС-140 оно равно 15 атмосфер.

Согласно регламенту, в процессе запуска системы отопления необходимо выполнять проверку возможности плавно запустить центробежные насосы, которые должны функционировать в автоматическом режиме, но в действительности все обстоит далеко не так, как следует.

К сожалению, в большинстве домов автоматика либо отсутствует, либо неисправна. Но инструкция проведения такого вида работ предусматривает, что первоначальный пуск следует выполнять при закрытой задвижке. Ее разрешается плавно открыть только после выравнивания давления в подающей теплоноситель магистрали.
Но работники коммунальных служб не всегда выполняют инструкции. В итоге в случае нарушения регламента возникает гидроудар. При нем значительный скачок давления приводит к превышению допустимого значения давления и одна из батарей, расположенная по пути движения теплоносителя, оказывается не способной выдержать такую нагрузку. В итоге срок службы прибора значительно сокращается.

Качество теплоносителя для чугунных радиаторов

Как ранее отмечалось, для чугунных радиаторов не имеет значения качество жидкого теплоносителя. Этим приборам не важен показатель pH и другие его характеристики. Одновременно посторонние примеси, такие как камни и другой мусор, присутствующие в коммунальных теплосетях, проходят без помех через достаточно широкие каналы батарей и транспортируются дальше. Частенько они оказываются в узких отверстиях вставок из стали в биметаллических радиаторах у соседей. Естественно, что со временем мощность секции чугунного радиатора понижается.

Если в частном доме используется автономная система теплоснабжения, не имеет значения, какой будет использован теплоноситель – вода, тосол или антифриз. Перед использованием воды в качестве носителя тепла владельцу недвижимости нужно произвести ее подготовку, в противном случае отопительный котел, гидравлическая группа или теплообменник быстро выйдут из строя (прочитайте: «Химическая очистка теплообменников котла «). Также может упасть мощность нагревательного теплоагрегата.

Корпус радиатора

Чугунные радиаторы продают неокрашенными, поэтому после покупки изделия покрывают термостойким составом. Кроме этого, их следует протянуть, поскольку отечественная сборка не отличается качеством.

Однозначно ответить, какие радиаторы лучше – алюминиевые, чугунные или биметаллические — невозможно. Все зависит от личных предпочтений.

Напоследок об установке чугунных радиаторов отопления:

http://teplospec.com

Чугунные радиаторы отопления: как рассчитать количество

Автор Евгений Апрелев На чтение 6 мин Просмотров 563

Любой россиянин, родившийся во времена Советского Союза, знает, что такое чугунные батареи. Эти устройства были, а в некоторых домах и остаются, единственными отопительными приборами. То, что данные изделия прослужили своим владельцам несколько десятков лет, в условиях перепадов давления, непонятной жесткости и качества теплоносителя, нецелевого использования (например, для сушки обуви), говорит об их надежности, выносливости и качестве.

[contents]

Сегодня, среди производителей климатического оборудования огромная конкуренция, так как на мировой рынок пришли радиаторы из алюминия, меди и пр. Чугунные батареи продолжают пользоваться неизменной популярностью у российского потребителя.

Отличительные черты чугунных отопительных приборов

Что такое современный чугунный радиатор: изделие, которое отчаянно борется за право существования или несправедливо критикуемое устройство, являющееся полноправным элементом любой системы отопления (СО)? Чтобы ответить на данный вопрос необходимо тщательно изучить достоинства и недостатки, а также эксплуатационные и технические характеристики чугунных радиаторов отопления.

• Чугунная батарея устойчива к коррозии. Это очень важно, особенно в системе центрального отопления, когда теплоноситель сливается из системы и она заполняется воздухом.
• Такие отопительные приборы прекрасно выдерживают высокие температуры (150 °С).
• При правильной эксплуатации и своевременном обслуживании, данный тип оборудования может служить более 50 лет.
• Чугун практически невосприимчив к щелочной среде и качеству очистки теплоносителя.
• Форма и габариты данных устройств таковы, что обеспечивают свободное перемещение жидкости даже при значительных отложениях на их внутренних поверхностях.
• Чугун имеет высокую инерционность: батареи из этого материала долго разогреваются, потом долго отдают тепло в окружающую среду, даже при отключенной СО. Через час после прекращения циркуляции нагретого теплоносителя, эти приборы сохраняют до 30% остаточной теплоотдачи.

Для большинства наших соотечественников, решающим аргументом при выборе радиаторов является стоимость. Чугунные батареи стоят существенно меньше, чем их алюминиевые, медные, биметаллические и стальные аналоги.

Для объективной оценки следует рассмотреть и недостатки чугунных радиаторов, а именно:

• Большой вес. Одна секция весит в среднем 7.5 кг. Как правило, для обогрева комнаты 18м² требуется (в зависимости от модели) 10 секций, плюс масса воды (около 1,5л на секцию). Несложно подсчитать, сколько будет весить весь радиатор! При такой массе необходимо тщательно продумывать систему креплений.

  Совет: Для тяжелых и громоздких приборов используйте напольное крепление для радиаторов отопления, которые можно приобрести в специализированных торговых точках.

• Низкое рабочее давление. Чугун хрупок и поэтому не может выдерживать резкие скачки давление в СО более 25 кг/см².

Кроме этого, все модели современных (да и Советских) чугунных радиаторов не могут похвастаться высокой теплоотдачей, которая варьируется, в зависимости от модели, в пределах 140 – 160 Вт на одну секцию. Ниже представлена таблица теплоотдачи чугунных радиаторов отопления наиболее популярных в России моделей.

Таблица тепловой мощности чугунных батарей старого образца:

На что следует обращать внимание при выборе

Первое, что необходимо сделать перед приобретением отопительных приборов данного типа, это изучить технические характеристики выбранной модели.

• Мощность прибора. Для чугунных изделий этот показатель не превышает 160 Вт на секцию. Данный параметр, как правило, указывается в паспорте к устройству. Требуется самостоятельно произвести вычисления необходимого количества секций.
• Теплоотдача. Данный параметр зависит от материала, из которого изготовлен прибор, интенсивности и температуры циркуляции теплоносителя. У чугунных изделий коэффициент теплоотдачи намного ниже, чем у алюминиевых аналогов.
• Размеры радиаторов отопления и межосевое расстояние. Данные параметры следует учитывать для удобного монтажа в СО, а также при установке радиаторов в нишу под окном.
• Рабочее и опрессовочное давление. Данные параметры указываются производителем в документации к устройству. Меньшая цифра – это рабочее давление; большая – опрессовочное. Как правило, первый параметр у чугунных изделий не превышает 9 кг/см². Второй – 15 кг/см².

Второе, с чем необходимо определиться – это с дизайном. На рисунке показаны чугунные батареи старого (слева) и нового (справа) образца.

Важно! Выбирая чугунные радиаторы отопления следует знать, что отечественные модели поступают в продажу только грунтованными, но не окрашенными.

Несколько слов касательно внешности данных устройств. Сегодня на российском рынке присутствует достаточно широкий ассортимент дизайнерских радиаторов отопления, изготовленных в современном и ретростилях.

Несмотря на свою функциональность данные устройства, чаще всего, используются владельцем, не как отопительное оборудование, а как элемент декора.

Сколько чугунных батарей нужно для обогрева дома?

Прежде, чем рассуждать, как рассчитать количество радиаторов отопления, необходимых для конкретного жилища, нужно рассчитать количество секций для обогрева каждого помещения в доме.

Можно воспользоваться услугами специализированных компаний. Которые выполнят данный вид услуг с удовольствием и за деньги. Можно бесплатно рассчитать количество отопительного оборудования на онлайн-калькуляторе, которых превеликое множество на просторах интернета. Есть и третий вариант – самостоятельный расчет.

Существует проверенный алгоритм вычислений: нужно площадь помещения умножить на сто и разделить на мощность одной секции, выбранной вами модели.

Важно! Следует знать, что при вычислениях необходимо сделать поправки на наличие окон и стен, граничащих с улицей, не отапливаемого чердака. (Необходимо увеличить значение на 20 – 30%).

Например: угловая комната 20 м² на последнем этаже многоэтажки; два окна; мощность секции 160 Вт.

Итак: 20 х 100/ 160 = 12,5. На окна, две несущих стены и чердак добавляем не менее 30%. Получаем что в комнату, площадью в 20м² нужно установить 16,25 секций. Округляем до 17 и разбиваем на 2 радиатора, которые будут располагаться под окнами. Аналогичные операции произвести для каждого отапливаемого помещения в жилище.

Что выбрать: импортные или российские радиаторы

Сегодня, на российском рынке широчайший ассортимент современных чугунных радиаторов от российских, немецких, турецких и чешских производителей. Несмотря на то что итальянские радиаторы отопления очень популярны среди российского потребителя, чугунные батареи не представлены ни одной итальянской торговой маркой.

Лидирующие позиции на российском рынке занимают иностранные торговые марки:

• Guratec – немецкая торговая марка. Производитель выпускает чугунные радиаторы в современном и ретростиле. Изделия отличаются долговечностью и надежностью.
• Rosa – (Испания). Предлагает потребителю высокое качество и стильный дизайн продукции.
• Demir Dokum – турецкая торговая марка, выпускающая несколько линеек продукции на любой вкус и кошелек.

Лучшие российские радиаторы отопления представлены компаниями:

• Retro Style – производит высококачественные чугунные радиаторы в ретродизайне. Отличаются качеством изготовления и более низкой, чем у заморских конкурентов стоимостью.
• Konner – отечественный производитель современных отопительных приборов из чугуна. Достижением компании является разработка изделий, которые невосприимчивы к коррозии.

Итак: что лучше выбрать, российские или «забугорные» батареи? Первое, что нужно отметить в защиту наших моделей – это более низкая стоимость, что ощутимо сокращает вложения в создание СО. Вес наших приборов больший, чем у «иностранцев», что говорит о применении иноземными инженерами высоких технологий или об экономии на толщине металла. (скорее всего второе). Этим обусловлена и более высокая теплоотдача иноземных моделей, по сравнению с российскими.

В качестве заключения: выбор приборов отопления за конечным потребителем, но если вы не хотите переплачивать за громкое имя, и иметь достойные по характеристикам и эксплуатационным свойствам батареи, то посоветуйтесь с профессионалами и почитайте отзывы о продукции выбранного производителя.

технические характеристики, площадь нагрева чугунной батареи, ее устройство

Желание заменить старые батареи из чугуна на современные стильные изделия из стали, алюминия или биметалла порождает сомнения в качестве последних. Зная срок службы чугунных радиаторов отопления в квартире, потребители интуитивно ищут аналоги с такой же длительной продолжительностью «жизни». Так же они желают, чтобы отопительное устройство работало настолько же эффективно, как и изделия из чугуна.

Немаловажным при этом так же является показатель, сколько экм в 1 секции чугунного радиатора. Именно параметры эквивалентного квадратного метра обозначают площадь нагрева поверхности прибора.

Особенности радиаторов из чугуна

Монтаж батарей отопления – это не просто дорогое и хлопотное дело, но и еще очень ответственное. Так как эти приборы устанавливаются с надеждой на их продолжительную службу, то к выбору модели подходят со всей серьезностью. Большое любопытство вызывают у населения батареи нового поколения из чугуна.

Сегодня на строительных ранках можно встретить как советские чугунные радиаторы отопления, технические характеристики которых остались неизменными, так и новые модели, обладающие другими параметрами.

Позитивными качествами этих обогревателей являются:

• Устойчивость к коррозии, что вызвано качеством чугунного сплава. Это достаточно прочный металл, способный противостоять химическому составу теплоносителя с повышенной кислотностью из-за большого содержания щелочей в составе.
• Хотя средний нагрев воды в централизованной системе составляет +110 °С градусов, технические характеристики чугунных радиаторов таковы, что легко выдерживают температуру до +150 °С.
• Эти устройства применимы в разных видах отопительных систем, но считаются непревзойденными там, где теплоноситель сливают на 2 недели для профилактических работ. Как показывает практика, в подобных условиях батареи из алюминия или стали уже через 2-3 года покрываются изнутри ржавчиной, а в некоторых случаях даже могут лопнуть.
• Старые образцы чугунных радиаторов имели достаточно большую толщину стенок, чем и вызван их неподъемный вес. С другой стороны, именно этот нюанс помогал им «выжить» в агрессивной среде центральной теплосети на протяжении многих десятилетий.
• Ширина каналов у этих устройств такова, что теплоноситель проходит через них, практически не оставляя после себя мусора и взвесей, что позволяет эксплуатировать их продолжительное время без чистки.

Внутреннее устройство чугунного радиатора отопления отечественного производства таково, что его стенки имеют шероховатости. Это чревато тем, что теплоноситель встречает на своем пути препятствия, и как следствие, тормозит, вызывая снижение теплоотдачи и оставляя на них мусор. В импортных изделиях внутренняя поверхность абсолютно гладкая, и это способствует не только эффективному нагреву прибора, но и продлению его эксплуатационного срока.

• Срок службы чугунного радиатора отопления составляет 20-30 лет, но если теплоноситель в контуре достаточно чистый и качественный, то в подобных условиях он может встретить столетие на своем «рабочем месте».

Если упоминать о негативных сторонах чугунных батарей, то их всего два:

1. Старые модели весят до 7-8 кг одна секция. Если для обогрева помещения необходимо 12-16 секций, то такую батарею очень сложно монтировать.
2. Чугун при всей своей устойчивости ко многим видам воздействий, остается хрупким металлом, который лучше не ударять и не ронять на пол.

В остальном, настоящей альтернативой чугунным батареям, особенного нового поколения, являются биметаллические конструкции, но их стоимость заставляет задуматься, насколько они рентабельны в пятиэтажках.

Технические параметры батарей нового поколения

Если сравнивать современные модели из чугуна и алюминия или биметалла, то площадь секции первых будет уступать последним, что требует большего количество элементов для эффективного обогрева помещения. В остальном новые чугунные батареи отопления характеристики имеют вполне достойные внимания потребителей. Основными параметрами качества батарей любого типа являются их уровень теплоотдачи, ширина каналов, рабочее давление и степень нагрева воды. У чугунных радиаторов нового образца они следующие:

• Теплоотдача этих устройств составляет от 120 Вт до 180 Вт в зависимости от их размера. Чем они выше, шире и глубже, тем больше нагреваемая площадь (экм) секции радиаторов, и тем выше показатели мощности.
• Ширину каналов определяет у радиатора чугунного Гост, принятый еще в советское время. Они так и остаются широкими, чтобы теплоноситель мог легко преодолевать свой путь по отопительному контуру, не оставляя после себя мусор и взвести.

Изобретатели современных батарей из алюминия, стали и биметалла, стали применять очень узкие каналы, в которых помещается всего 0.2-0.5 литров воды, что увеличивает не только скорость нагрева прибора, а значит, и экономию средств на отоплении, но и быстроту его засорения. Чем уже зазор, тем быстрее в нем скапливается мусор. В этом отношении все преимущества имеет чугунная батарея, технические характеристики которой в вопросе ширины каналов не поменялись с советского периода.

• Уменьшение толщины стенок при той же прочности, что и ранее, сделало устройства нового образца вдвое легче их старых аналогов.
• Рабочее давление чугунных радиаторов ранее составляло 6-9 атмосфер, а современные модели выдерживают напор до 12 атмосфер. Опрессовочное давление составляет 16-18, а у некоторых моделей – до 20 атмосфер.
• Срок службы чугунных батарей отопления по Госту ранее составлял 10-30 лет, тогда как у нового поколения он равен 25-35 лет, а некоторые производители смело гарантируют бесперебойную работу в течение 50 лет.
• Современные обогреватели из чугуна трудно внешне отличить от устройств из алюминия и биметалла. Теперь это стильные радиаторы с плоской поверхностью, которые элегантно смотрятся при любом дизайне помещения.

Так выглядят современные чугунные радиаторы отопления, характеристики и теплоотдача которых практически не уступают новомодным устройствам из других металлов, а в чем-то даже превосходят их.

Устройство чугунных батарей

Если раньше радиаторы любой модели имели стандартный вид «гармошки», то современные конструкции могут быть с популярной плоской поверхностью или выглядеть под старину. При этом устройство чугунного радиатора отопления в разрезе совсем не поменялось.

Они представляют собой конвективно-радиационные секции с круглыми или эллипсообразными каналами. При их нагреве используются два способа отдачи тепла:

1. До 25% тепла от носителя передаются помещению радиацией.
2. Чуть более 75% — это конвекция.

Секции радиаторов выплавляют из серого чугуна в готовых формах, который затем подвергается грунтовке и покраске. Из нескольких элементов собирается батарея нужной длины и мощности нагрева посредством соединения при помощи ниппелей и прокладок из паронита.

Среди этих изделий встречаются секции, состоящие из одной или двух колонн, или многоколонные устройства. В современных конструкциях чаще всего отливают несколько колонн, так как они значительно легче своих советских «собратьев».

Если рассмотреть строение секций чугунных радиаторов отопления, характеристики их таковы:

• Одноканальные элементы встречаются нечасто, и то, только в высоких моделях.
• Двухканальные – это основной вид чугунных батарей, представленных сегодня на рынках страны.
• Трех-и четырехканальные производят исключительно под заказ. У них значительно больше глубина и тепловая мощность, но и стоимость немалая.

Определив, какая необходима мощность для обогрева комнаты, покупается нужное количество секций, соединяются в батарею и монтируются на выбранном месте. Установка в работающей теплосети не составит труда, если идет замена старых батарей из чугуна на новые из того же металла.

Теплоотдача радиаторов из чугуна

Как правило, мощность одной секции батареи зависит от ее размера. Чем шире площадь обогревателя, тем выше его теплоотдача, но даже при одинаковых параметрах, у разных производителей она может отличаться. Например:

• Секция чугунного радиатора чешского производителя Viadrus с межосевым расстоянием 500 мм вырабатывает 140 Вт тепла при объеме теплоносителя 0.8 л.
• Секция аналогичного устройства с теми же параметрами отечественного производителя имеет теплоотдачу всего 120 Вт.
• Секция чугунной батареи МС-140/500 мм содержит в себе 1.45 литра теплоносителя с тепловой мощностью 130 Вт.

Таким образом, подсчитав, какое количество тепла нужно для нагрева помещения, можно узнать, сколько секций чугунного радиатора потребуется. Разобраться в этом поможет техпаспорт изделия, где указаны все его технические параметры.

Заключение

Чугунные радиаторы отопления нового образца успешно конкурируют на рынке теплового оборудования с такими модными изделиями, как биметаллические и алюминиевые аналоги. У этих устройств большое будущее, они идеально вписываются в централизованную систему обогрева, а разнообразие моделей делает их еще более привлекательными в глазах клиентов, как и их стоимость.

Если предстоит заменить старые «гармошки», то есть смысл обратить свое внимание на изделия из того же металла. Это сэкономит не только деньги, но и время при монтаже.

Особенности чугунных радиаторов, отзывы покупателей

Раньше на просторах СССР в домах ставили в основном чугунные батареи отопления. Но теперь стали распространяться модели из стали, алюминия и т.н. биметалла.

По параметрам теплоотдачи батареи из цветных металлов существенно обошли радиаторы из чугуна. Однако это не означает, что классические приборы отопления остались в прошлом. В этой статье мы рассмотрим особенности чугунных радиаторов, их характеристики. А также плюсы и минусы радиаторов чугунных и отзывы потребителей о них.

Радиаторы чугунные − технические характеристики

При выборе чугунных батарей для отопительной системы дома, квартиры или дачи есть определенные правила И, прежде всего, учитывать главный технический параметр − теплоотдача чугунных радиаторов, зависящая от площади всей комнаты, в которой находятся эти приборы отопления.

Чугунные радиаторы не вышли из моды!

Далее следует обращать внимание на вес чугунной батареи. А именно сколько весит секция чугунной батареи? А также сколько весит чугунная батарея целиком и какова ее тепловая мощность, высота, ширина, глубина радиатора и т.п.

Итак, рассмотрим, как выбрать чугунные радиаторы отопления и характеристики. Для частного дома или квартиры, как правило, применяют радиаторы, которые рассчитаны на рабочее давление в 6 атмосфер. Чтобы узнать мощность чугунных радиаторов для каждого помещения, используется несложный расчет отопительных приборов:

Чугунная батарея в небольшой комнате

1. Если комната имеет 1 окно и внешнюю стену, то для обогрева 10 кв. м. площади достаточно тепловой мощности в 1 кВт.
2. Если в комнате 1 окно и 2 внешние стены – для каждых 10 кв. м. отапливаемой площади чугунного радиатора потребуется мощности в 1, 2 кВт.
3. Если в комнате 2 окна и 2 внешние стены – для каждых 10 кв. м. – мощности в 1, 3 кВт.
   Дальше для определения мощности чугунных радиаторов нужно рассчитать требуемое количество секций для одного помещения. А также сколько выделяет мощности одна секция прибора отопления.

Чугунный радиатор МС-140 – надежен, прост в использовании и недорогой

Кстати, самыми распространенными отопительными приборами являются чугунные батареи МС-140, которые устанавливают как на гражданских, так и на промышленных объектах.

Если не знаете, что выбрать чугунные или алюминиевые батареи, но желаете поменять отопительные приборы раз и навсегда, то стоит отдать предпочтение именно радиаторам отопления из чугуна. Их отливают в особой форме из песка, за счет чего на поверхности металла появляется кремниевый слой, который защищает от воздействия неблагоприятной агрессивной среды и существенно продлевает срок службы.

Конструкция радиатора из чугуна

Кроме того, изготовление чугунных батарей менее затратное. А из-за довольно низкой стоимости чугунные батареи более доступны для широких слоев населения нашей страны.

Преимущества и недостатки чугунных батарей и характеристики основных моделей

Для начала стоит немного сказать о чугунных радиаторах отопления нового образца. К преимуществам таких приборов отопления, безусловно, можно отнести, прежде всего, то, что они конвекционные на 30%, а образуется тепла в результате излучения, соответственно, 70%. Это позволяет равномерно прогревать комнату.

Однако есть и недостатки. Самый главный из них это наличие воды в чугунной батарее. Поэтому нельзя быстро изменить температуру в батарее из-за инерции. Большую часть моделей подобных радиаторов можно использовать при рабочем давлении до 15 атмосфер.

Чугунные батареи нового образца

Немаловажным показателем является и теплоотдача чугунных радиаторов, которая значительнее больше, чем у батарей из других материалов. Поэтому до сих пор такие радиаторы продолжают использовать в отоплении жилых помещений. При этом все новые и новые конструкции чугунных радиаторов производители предлагаются российским покупателям, совершенствуя батареи старых образцов.

Например, сегодня существуют модели с плоской лицевой панелью (экраном) на чугунную батарею отопления с уменьшенным количеством секций и даже высокая инерционность не влияет на использование подобных приборов в управляемой отопительной системе.

Экран для чугунной батареи

Вы все думаете, батарея биметаллическая или чугунная лучше? Тогда вам стоит знать, что чугунная батарея не подвержена воздействию качества циркулирующей в ней воды. Ее можно устанавливать в любом месте вашего дома, но где происходит профилактический слив воды на две недели и требуется постоянное ровное отопление. Главное преимущество чугунной батареи нового образца – ее долговечность (не менее 50 лет). А также она износостойкая, имеет небольшую стоимость.

Итак, плюсы всех чугунных радиаторов следующие:

1. Долгий срок службы – 50 лет.
2. Большая теплоотдача чугунных радиаторов, которая обеспечивается толстыми стенками из чугуна и большим объемом воды.
3. Равномерно обогревают комнату. Благодаря чугунным батареям дома тепло и уютно
4. Межосевое расстояние – 500 мм, которое является наиболее популярным среди прочих.
5. Нет особых требований к находящимся примесям в теплоносителе.
6. Стойкость к коррозии.
7. Высокая износостойкость к техническим повреждениям.
8. Электрические тэны для чугунных батарей. Они выполняют функцию обогрева, предохранения и терморегуляции. Но чаще всего подобные электротэны ставят к газовому котлу в качестве дополнительного электрического прибора.

Тен в чугунную батарею

Минусы всех чугунных радиаторов:

1. Частый производственный брак и непривлекательный дизайн у старых образцов.
2. Неудобный монтаж батарей старого образца.
3. Большой вес радиатора чугунного – 3,3−7 кг. Это вес 1 секции чугунной батареи. А восьмисекционный вариант – 55, 8 кг.
4. Большой размер чугунной батареи. Но только у старых моделей чугунных радиаторов размеры довольно значительные, например, высота − 370−570 мм, глубина − 70−120 и ширина − 80−90 мм. Чугунный радиатор старого образца
5. Низкое давление – от 6 до 9 атмосфер (только старые модели).
6. Не переносят резкие гидроудары (скачки давления) в системе отопления.
7. Затруднения с очищением пыли и грязи между секциями.
8. Шероховатое покрытие. Но у современных моделей подобный минус отсутствует.
9. Наличие на поверхности трещин, которые приводят к протечкам и уменьшению эксплуатационного срока.
10. Есть риск разгерметизации стыков.
11. Высокая инерционность, которая не позволяет применять их в тепловой системе автоматики.

Чугунные радиаторы в ретро-стиле

Однако сегодня, как уже отмечалось ранее, чугунные радиаторы производители непрестанно совершенствуют и не останавливаются на достигнутом. И на сегодняшний день батареи производятся с улучшенными значениями технических характеристик.

Радиаторы чугунные − отзывы потребителей

На сайте obogreem.net (http://obogreem.net/otopitel-ny-e-pribory/radiatory/chugunny-e-batarei-otopleniya.html) пользователь Николай делится: «это просто великолепно, что на смену проверенным несколькими десятками лет старым моделям чугунных батарей пришли новые радиаторы из чугуна. Их работа и внешнее оформление заслуживает отдельного внимания. Батареи имеют усовершенствованный дизайн, способны обогревать больше площади и более эффективно. А их надежность и долговечность несравнима ни с чем».

На сайте teplo.guru (http://teplo.guru/radiatory/chugunnye/chugunnye-batarei-novogo-obraztsa.html#novye) пользователь Владимир рассказывает: «Наступило время замены радиаторов, и я приобрел чугунные в самый последний момент, поскольку до этого я мечтал об алюминиевых батареях. Итак, в итоге, как говорится, прагматизм победил. Чугунные батареи практичнее, долговечнее, прекрасно обогревают и создают дома атмосферу комфорта и надежности. Может быть, это детское воспоминание об игре около теплой батареи, хотя, скорее всего, это жизненный опыт. Так я приобрел чугунные радиаторы новой модели. Они отлично греют и смотрятся в интерьере дома».

Чугунные батареи в интерьере гостиной

На сайте srbu.ru (http://srbu.ru/otzyvy/article/321-chugunnye-radiatory-otopleniya-otzyvy.html) пользователь Сергей считает: «как бы ни распространялся технический прогресс, но батареи из чугуна не утратили своей популярности среди покупателей. Я выбрал для своей квартиры более практичную модель с 10 секциями (мощность – 147 Вт) чешского производства. Этот радиатор долговечен, надежен и отлично греет, что не удивительно, ведь теплоотдача чугунных радиаторов на высоком уровне. В общем, нареканий нет».

Чешский радиатор из чугуна

На форуме Neoenerg (http://neoenerg.ru/otoplenie/radiator/chugun/145-chugunnye-radiatory-akvastroy.html#comment) пользователь Роман делится: «чугун обладает множеством полезных особенностей. А главный из них, по моему мнению, это существенная устойчивость к различному воздействию нежелательных процессов коррозии. Помимо того, почти все модели чугунных батарей имеют доступный диапазон цен. А также они будут работать не один десяток лет, при этом без дальнейших дополнительных затрат».

теплоотдача в таблице и характеристики современных

Прочные и надежные радиаторы отопления чугунные – классика стиля. Это изделия, которые до сих пор востребованы в системах теплоснабжения квартир и домов. Высокие эксплуатационные показатели и надежность объясняют популярность. К преимуществу относят сниженные параметры по чистоте теплоносителя. В систему централизованного отопления вода поступает без предварительной очистки, что негативно сказывается на некоторых моделях радиаторов. Чугунные батареи одинаково хорошо противостоят засорам и перепадам давления. Рассмотрим устройства более подробно.

Что такое еврочугунный радиатор

Теперь чтобы скачать приложение от 1xBet на свой Андроид телефон достаточно перейти по ссылке и скачать APK файл. Больше нет необходимости искать официальный сайт букмекерской конторы.

Основное отличие еврочугунных изделий – внешняя эстетика. Еврочугун считают более прочным, стойким к гидроударам и другим воздействиям. В сырьевую базу для изготовления добавляют различные компоненты, повышающие прочность готовых модулей.

На заметку! Радиаторы отопления из еврочугуна выдерживают давление до 18 бар. Срок службы до 50 лет.

Ассортиментный ряд моделей дополнен плоскими панелями, многосекционными устройствами или с оребренным теплообменником. Коллекционные нагреватели стоят дорого, но выглядят эффектно. Они станут дополнением стиля, при этом без потери эксплуатационных характеристик.

Виды подключения:

1. Параллельное. В верхний патрубок батареи подключают контур трубы подачи. В нижний – контур обратной циркуляции. Подключение с одной стороны прибора.
2. Диагональное. Подачу теплоносителя организуют к верхнему патрубку с одной стороны, контур обратки подключают к нижнему патрубку с другой стороны. Этот вариант применяют для радиаторов увеличенной формы.
3. Нижнее. Трубы подачи и обратки присоединены к нижним патрубкам радиатора. Разводка применима при утоплении контуров трубопровода в стену, коммуникации при этом прячут в пол.

Совет! При выборе еврочугуна следует обращать внимание на тип подключения батареи, мощность устройства. Чем мощнее агрегат, тем он массивнее – это также надо учитывать при выборе способа монтажа.

Разновидности чугунных батарей

Основная классификация по количеству каналов в секции, ширине и глубине. В одной секции может быть до 2-х каналов, само количество секций варьируется в зависимости от потребностей покупателя.

Рекомендуем к прочтению:

На заметку! Чем больше секций, тем выше объем теплоносителя и мощность.

Длина радиатора определяется количеством собранных секций. Выбор параметра зависит от зоны расположения батареи. Высота приборов от 35 см до 1500 см. Глубина от 50 см.

Важно! Секционные виды чугунных радиаторов отопления допускают наращивание и уменьшение количества секций. Это удобно при выборе мощности, однако стоит оценивать массу изделий с теплоносителем. Батареи с 10 и более секциями рекомендовано ставить на опоры.

Конструкция и устройство чугунных батарей

Батареи чугунные – самые простые приборы, состоящие из одинаковых секций, соединенных друг с другом. В процессе производства модули отливают из серого чугуна. Каналы внутри элементов делают в круглой или овальной форме. После отливки детали стыкуют ниппелями, герметизируют стыки паронитовыми или резиновыми прокладками.

Современные чугунные радиаторы отопления могут отличаться по форме, но основной принцип конструкции аналогичен. При выборе устройств необходимо смотреть параметры расчетной мощности. Если надо установить тепловой прибор повышенной теплоотдачи, рекомендуют не наращивать одну батарею, а ставить несколько радиаторов более компактных размеров.

Достоинства и недостатки батарей из чугуна

Приборы обладают широким списком достоинств:

• Повышенная теплоотдача. Вертикальное расположение ребер, инерционность материала и свойство накапливать тепловую энергию с равномерной отдачей обеспечивают сохранение комфортного микроклимата в помещении. Батареи будут греть после выключения котла.
• Длительный срок службы чугунных батарей отопления. При соблюдении правил эксплуатации радиаторы прослужат не менее 50 лет без снижения эксплуатационных характеристик.
• Прочность. Механическая стойкость современных еврочугунных приборов подтверждена испытаниями. Модули выдерживают рабочее давление в 18 бар и опрессовочное, уровень которого в несколько раз выше рабочего.
• Воздействие высоких режимов нагрева. Батареи из чугуна способны перекачивать теплоноситель, прогретый до +150 С. Они подходят для монтажа в автономных сетях с твердотопливными котлами, где нагрев составляет до +110 С.
• Неподверженность коррозии. Сплав относят к нержавеющим, внешние проявления ржавчины устраняют наждаком.
• Большой размер секций, труб обеспечивает низкие показатели гидравлического давления. Это свойство снижает риск завоздушивания, образование пробок мусора.
• Универсальность. Чугунные батареи не предъявляют требований к теплоносителю, могут быть применены в централизованных сетях отопления и автономных системах.

На заметку! Благодаря инертности сплава в автономных сетях можно применять воду с присадками, антифризы.

Рекомендуем к прочтению:

Минусы касаются длительности прогрева и значительного объема теплоносителя. В некоторых случаях возникают сложности с врезкой узла автоматического контроля. Все приборы в обязательном порядке оснащают кранами Маевского для спуска избытков воздуха.

Важно! При формировании автономной сети рекомендуют установить компенсатор. Это снизит риск гидроударов при резком запуске насоса. В противном случае чугунные батареи могут быстро выйти из строя.

Размеры и мощность приборов

Стандарты батарей разработаны в СССР. После этого ГОСТ не меняли. Основной показатель – размер между центром оси подающего и отводящего контуров. Расстояние должно быть в пределах 300-500 мм. Относительно глубины и ширины секций нормативов нет. Чугунные батареи нового образца выпускают в различных вариантах размеров, влияющих на мощность и теплоотдачу.

Таблица теплоотдачи чугунных радиаторов отопления поможет разобраться с основными требованиями к приборам:

Марка/модель	Размеры В/Ш/Г	Давление рабочее, бар	Мощность тепловая кВт	Прогрев одной секции (площадь в м 2)	Объем теплоносителя л	Масса секции, кг
МС-140	388-588/93/140	9	0,12-0,06	0,244	1,11-1,45	5,7-7,1
ЧМ-1	370-570/80/70	9	0,075-0,11	0,103-0,165	0,66-0,9	3,3-4,8
ЧМ-2	375-572/80/100	9	0,1009-0,1423	0,148-0,207	0,7-0,95	4,5-6,3
ЧМ-3	370-570/90/120	9	0,1083-0,1568	0,155-0,246	0,95-1,38	4,8-7,0
Konner Modern (еврочугун)	565/60/80	12	0,12-0,15	Многосекционная модель	0,66-0,96	3,5-4,75

Как выбрать чугунные радиаторы

Поскольку устройство чугунной батареи идентично в разных моделях, в расчет принимают следующие нюансы:

1. Параметры секций. Определение физических габаритов необходимо при размещении прибора в нишу.
2. Эстетичность. Внешний вид еврочугуна отвечает требованиям пользователей, зато стандартные батареи дешевле.
3. Количество секций. В этом случае все зависит от необходимой мощности. Стоит помнить, чем больше секций, тем массивнее батарея.
4. Вид подключения. Боковое и диагональное подключение считают самым удобным, простым. Нижнее подходит для сокрытия контуров в полу или стене. Массивные радиаторы отопления лучше подключать по диагонали – в этом случае теплоноситель равномерно прогревает все секции.
5. Показанный объем теплоносителя. Требование необходимо соблюдать для эффективной работы сети.

При формировании системы в домах со слабыми или тонкими стенами предпочтение отдают напольным радиаторам. Это устройства с опорными ножками, на которые выпадает основная нагрузка. Фиксация к стене минимальная, нужна для сохранения горизонтали и вертикали прибора. При размещении напольного типа важно правильно рассчитать высоту подводки трубы, чтобы не нарушить технику врезки радиатора в сеть.

Важно! Показанное в таблице рабочее давление не является параметром опрессовочного. Последнее всегда выше минимум на 25%, поэтому приборы подбирают с учетом максимально допустимого уровня давления в сети. В автономных магистралях это не выше 4 мПа, в центральных до 15 мПа.

В квартире холодно? Несколько советов, как повысить эффективность системы отопления. Повышение теплоотдачи чугунных радиаторов

Оптимизация затрат на отопление напрямую связана с повышением эффективности всей системы. Этого можно добиться несколькими способами. Но специалисты рекомендуют сначала провести анализ и выявить наиболее значимые факторы, влияющие на этот показатель. На основе этих данных рассчитывается фактический КПД котлов и систем отопления: обзор и способы увеличения этого показателя помогут снизить финансовую нагрузку при проведении технического обслуживания.

Причины снижения КПД отопительных котлов

Еще до повышения КПД батареи отопления нужно определиться с этим параметром. По сути, он состоит из нескольких составляющих — КПД котла, радиаторов и трубопроводов. Но помимо этого нужно учитывать количество теплопотерь здания.

Поэтому в первую очередь нужно думать не о том, как повысить КПД батареи отопления, а улучшить теплоизоляцию дома.Только уменьшив потери через стены и окна, можно приступить к модернизации отопления. Ошибочно считается, что основным показателем системы является КПД газовых отопительных котлов или их твердотопливных аналогов. Однако на самом деле полезное действие системы определяется следующей формулой:

Q = Vконс / вак.

Где Q, — показатель эффективности, Vcons, — количество энергии, затраченное на нагрев теплоносителя, Vaccess — фактическая передача тепла воздуху в помещении.

При анализе работы котла, особенно газового, видно, что он не работает постоянно. Он должен поддерживать уровень нагрева теплоносителя на заданном тепловом режиме. За передачу энергии отвечают другие элементы системы — трубопроводы и радиаторы. Именно на них в первую очередь нужно обратить внимание, так как от их правильного функционирования зависит эффективность системы отопления на 80%.

Что нужно сделать, чтобы этот показатель изначально был максимальным:

• Выбрать низкотемпературный режим работы.При минимальной разнице нагрева воды после котла и в обратке снизятся затраты на электроэнергию;
• Использование электронных систем управления — термометры и программаторы. Они позволят автоматически менять работу котла при колебаниях температуры в доме и на улице;
• Модернизируйте элементы, чтобы добиться максимальной эффективности отопления в доме.

Все эти методы взаимосвязаны между собой. Поэтому при организации отопления нужно профессионально подходить к каждому этапу.

При проектировании системы необходимо рассчитать ее основные параметры — теплопотери, работу каждого агрегата и оптимальный температурный режим. Это можно сделать с помощью онлайн-калькуляторов (высокая погрешность) или заказав услугу в специализированных расчетных бюро (точные данные).

Способы повышения КПД котла

На первом этапе нужно правильно выбрать тип отопительного оборудования … Определяющими показателями для организации отопления с высоким КПД являются вид используемого топлива и мощность котла.Лучше всего зарекомендовали себя газовые модели.

Как видно из данных графика, существенной разницы при работе котла в штатном режиме нет. Разница в КПД у газовых отопительных котлов возникает только в момент пуска до достижения необходимого температурного режима (50-70 ° С). Затем показатель работы и эффективности стабилизируется. Но для улучшения последнего можно предпринять следующие шаги:

• Разница между расчетной и фактической мощностью котла не должна превышать 15%.Превышение значения приведет к неполному сгоранию газов, что еще больше увеличит расход топлива;
• Используя коэффициент конденсации. Это немного повысит эффективность всей системы отопления. Однако стоимость конденсационных котлов отличается от традиционных на 35-40%;
• Снижение тепловых потерь через дымоход. От этого фактора напрямую зависит повышение КПД батареи отопления.

Выполняя эти условия, вы можете повысить эффективность работы на 1-1.5 процентов отопительных приборов … Но лучше всего изначально приобрести подходящую модель кота, максимально подходящую по параметрам всей системы.

При работе конденсационных котлов скопившуюся жидкость нельзя сливать в канализацию. В нем есть ряд вредных элементов, которые повлияют на работу. автономная система очистки сточных вод.

Правила подключения радиаторов и их модернизации

Другие предметы, представляющие наибольший интерес, — это батареи и трубы.Для повышения эффективности отопительной батареи необходимо изначально правильно подобрать подходящую модель. В идеале он должен иметь максимальную теплопроводность. Это касается алюминиевых и биметаллических батарей. Если брать КПД радиаторов отопления, таблица покажет существенные отличия от чугунных. Однако следует учитывать, что охлаждение алюминия будет происходить намного быстрее. Этот материал не накапливает тепло. Кроме того, в чугуне происходит неравномерное распределение полученной энергии.

Для сравнения можно рассмотреть таблицу КПД радиаторов отопления стального типа.

Чем больше площадь аккумулятора, тем быстрее будет нагреваться воздух в помещении. Но нужно учитывать степень охлаждения теплоносителя. Желательно, чтобы температурный режим радиаторов в доме был таким же.

Способы подключения радиатора

Определившись с этим параметром, можно переходить к основным тонкостям повышения КПД батареи отопления.Главный из них — способ подключения к системе. Лучше всего выполнять подключение к системе на одной стороне прибора. Тогда охлаждающая жидкость пройдет полный цикл через аккумулятор.

Но на практике это не всегда возможно. Поэтому они предпочитают выбирать «золотую середину» — верхний вход и нижнее подключение к обратному патрубку. Эта техника имеет следующие преимущества:

• Есть возможность увеличить КПД батареи отопления другими способами, компенсируя 2%;
• Оптимальная длина трассы, что также влияет на эффективность работы всей системы;
• Возможность установки крана Маевского и автоматического термостата.

Такая схема актуальна для систем как с верхним, так и с нижним трубопроводом. Но помимо этого, чтобы повысить КПД батареи отопления, нужно ее правильно установить.

Перед приобретением радиатора конкретной модели необходимо знать возможные варианты его подключения — верхнее, нижнее или боковое.

Установка радиаторов для максимального КПД

Главное правило установки радиаторов любого типа — оптимальный обогрев помещения.Те. они должны располагаться в той зоне помещения, где потери тепла будут максимальными. В первую очередь это касается оконных конструкций.

Чтобы обогрев производился с высокой эффективностью, подоконник должен перекрывать верхнюю плоскость батареи на 2/3. Также нужно учитывать рекомендуемые расстояния от конструкции до стен и пола:

• От подоконника до верха секции — 100 мм;
• От поверхности пола до аккумулятора — 120 мм;
• От задней панели радиатора до стены — 20 мм.

Таким образом можно обеспечить максимальную эффективность всей системы отопления. Конвекционные потоки теплого воздуха частично будут задерживаться в районе подоконника, нагревая стену и уменьшая теплопотери через окно.

Для лучшей конвекции теплого воздуха можно установить вентилятор малой мощности.

Другие способы повышения эффективности системы отопления

Что еще можно сделать для повышения эффективности батарей в отоплении и не только их? Нужно правильно подобрать охлаждающую жидкость.Несмотря на популярность антифризов, у них есть недостаток — пониженный показатель энергопотребления. Поэтому при отсутствии вероятности воздействия отрицательных температур систему следует заливать обычной дистиллированной водой.

Для повышения КПД старых газовых котлов отопления заменена горелка на более производительную. Это не только снизит расход газа, но и повысит безопасность котла. То же касается возможной модернизации твердотопливных моделей отопительных приборов.Если в доме проложена газовая магистраль, можно установить новую горелку. Рекомендуется приобретать модели, работающие как на газе, так и на жидком топливе (дизельное топливо, отработанное масло).

Вы можете добиться максимальной эффективности отопления в доме, систематически очищая трубы. Для этого используются химические, гидравлические или комбинированные методы. Выбор зависит от материала изготовления трубопровода (пластик или металл) и степени загрязнения линии.

Установка светоотражающих экранов за радиаторами также повысит эффективность всей системы отопления.Лучше всего для этого использовать пенофол, на одну сторону которого нанесен слой фольги. Даже простая очистка радиаторов от пыли и грязи — дело и незначительное, но улучшит их теплоотдачу.

На видео интересно посмотреть самоорганизацию отопления с высоким КПД:

Пролог.

В этом году в нашей стране бушуют невиданные морозы. В некоторых районах республики температура воздуха упала до -24 ° C, что является аномальным явлением для теплой Молдовы.У меня в комнате нет градусника, но я почувствовал, что рука на столе начала мерзнуть, и мне пришлось подложить под нее кусок поролона.

Мы, в общем, как и Амундсен, уже привыкли к прохладе, но вчера председатель нашего кондоминиума, собирая подписи под обращением к теплоснабжающему, спросил, какая у нас температура воздуха в квартире. Вряд ли поставщик тепла повысит температуру теплоносителя, но, возможно, председатель хочет потребовать штраф под предлогом оказания некачественных услуг.

Как бы то ни было, но именно это событие меня побудило сначала измерить температуру воздуха в квартире, а затем провести этот эксперимент.

Конечно, сказать, что этот эксперимент был нечистым, не сказать ничего. Слишком много переменных, которые могут повлиять на точность результата, начиная от направления ветра за борт и заканчивая активностью компьютера, работающего в проверяемом помещении.

Но, самый главный параметр, который в другое время вообще не позволил бы провести этот эксперимент, — это стабильность температуры теплоносителя.

Дело в том, что в более теплые периоды времени температура теплоносителя активно регулируется в течение дня для экономии энергозатрат. Когда на улице аномальная температура, то все клапаны широко открыты.

Цель эксперимента.

Подтвердить или опровергнуть предположение о том, что принудительное охлаждение батареи парового отопления даже при температуре теплоносителя 42 ° С может значительно повысить теплоотдачу системы в обычной городской квартире.

Датчик температуры.

Для определения эффективности того или иного метода продувки батареи было решено измерить разницу температур между теплоносителем до и после батареи центрального отопления.

На самом деле я начал с измерения температуры батареи в разных точках, но полученные данные обработать не удалось.

Для этого были изготовлены два идентичных датчика температуры на базе полупроводниковых терморезисторов КМТ-17.

А вот так датчики закрепили на трубах парового отопления. Для улучшения контакта с трубой термистор смазывали теплопроводной пастой КПТ-8.

Чтобы уменьшить погрешность измерения, вносимую воздушными потоками, датчики пришлось дополнительно изолировать поролоновой лентой.

Выбор оптимального положения вентилятора.

Температура охлаждающей жидкости измерялась при разных положениях вентилятора относительно аккумулятора.При этом мощность вентилятора не изменилась.

На протяжении всего эксперимента температура теплоносителя составляла 43 ° С, температура воздуха в помещении 20 ° С.

Во всех случаях расстояние от центра лопастей до центра батареи составляло 70 см.

Разница показаний температуры теплоносителя на входе и выходе указывается в условных единицах, так как калибровать градусник с такой высокой точностью было просто нечем.При этом за точку отсчета были взяты 0 (ноль) условных единиц, при которых батарея охлаждалась естественным образом.

Воздушный поток направлен сверху вниз, угол наклона вала вентилятора относительно горизонта составляет 50º. В этом случае разница температур на входе и выходе из АКБ составляет 11 условных единиц (далее у.е.).

Воздушный поток направлен сверху вниз, вентилятор работает в режиме «крадучись» (крутится из стороны в сторону).Разница температур — 8 г.

При обдуве АКБ сбоку разница температур на входе и выходе составляет 13 г.

За счет направления воздушного потока к центру батареи была получена наибольшая разница температур — 15 г.

Если направить поток воздуха в центр батареи, но при этом включить режим «крадучись», то разница температур уменьшится до — 12 г.

Наиболее выгодным с точки зрения теплопередачи оказалось направление воздушного потока от пола к плоскости батареи.

Экспериментальные данные.

Первый день эксперимента.

Все графики показывают изменение температуры с 8.00 до полуночи.

Температура теплоносителя 42ºС.

График показывает, что система работала более эффективно при большой разнице температур между воздухом и аккумулятором.Когда разница уменьшилась, система стабилизировалась.

Температура воздуха в центре комнаты на высоте 65 см от пола поднялась с 15 ° C до 20 ° C за 9 часов.

Впоследствии температура повысилась еще на 0,5 ° C.

Потребляемая мощность вентилятора 35,2 Вт.

Когда во время эксперимента я вышел из своей комнаты в коридор, я сразу почувствовал разницу температур, потому что к тому времени я уже снял теплую одежду.

Я пошел в сарай и принес оттуда еще один вентилятор. Этот вентилятор не был оборудован выключателем питания, поэтому я подключил его через самодельный симисторный стабилизатор, конструкция которого подробно описана.

Что ж, жизнь стала лучше, жизнь стала веселее!

Второй день эксперимента.

Утром еще раз замерил температуру теплоносителя, а также температуру воздуха в помещении. Все значения остались неизменными, в том числе и температура за бортом.

Никаких изменений температуры в течение дня не замечено.

Третий день эксперимента.

Температура охлаждающей жидкости увеличилась на один градус и составила 43 ° С.

Температура на улице снизилась и достигла -15 ° С.

При этом температура в помещении повысилась еще на 0,5 ° C и достигла 21,5 ° C.

Четвертый день эксперимента.

Температура охлаждающей жидкости все еще 43 ° C.

Температура на улице утром -15 ° C.

Температура в помещении утром 21,5 ° С.

Поскольку за прошедшие сутки не было замечено значительных изменений температуры, я решил увеличить воздушный поток и установил второй вентилятор на 10.00.

Через 10-15 минут температура воздуха сразу повысилась на один градус, а затем еще на полградуса и достигла 23 ° С.

Вот так гулять, подумал я, и в 19 лет.00 включил оба вентилятора на полную мощность. Температура за два часа повысилась еще на один градус и достигла 24 ° C.

Результаты и выводы.

1. Мне удалось повысить температуру воздуха в помещении на целых 6 ° С, а в экстремальном режиме работы вентиляторов даже на 9 ° С, что подтвердило предположение о возможности увеличения теплоотдачи помещения. батарея центрального отопления даже при такой низкой температуре теплоносителя.


2. При использовании обычного бытового вентилятора без регулятора скорости в помещении становится слишком шумно.Однако если использовать тепло, накопленное в комнате, то, например, в спальне можно на ночь выключить вентилятор, а в столовой наоборот включить. Затем вы можете использовать вентилятор на полную мощность.


3. Если вы находитесь в той части комнаты, где движение воздуха, создаваемого вентилятором, наиболее заметно, то создается ложное ощущение снижения температуры.


4. Те, кто опасается, что вентилятор сильно закрутится, могут рассчитать ежемесячное потребление энергии.

   35 (Ватт) * 24 (часы) * 30 (сутки) ≈ 25 (кВт * час)

Мелкие детали.

Для более быстрого и точного измерения температуры парового нагревателя достаточно приложить цифровым термометром к шарику датчика небольшое количество теплопроводной пасты «КПТ-8». Место соприкосновения при замере необходимо прикрыть несколькими слоями ткани или слоем поролона.

Вышеупомянутый эксперимент заставил меня усомниться в точности моего цифрового термометра.Чтобы убедиться, что его показания верны, я сравнил их с показаниями ртутного термометра. Для этого оба термометра погрузили в горячую воду на одинаковую глубину и следили за показаниями по мере охлаждения воды.

Длительная работа вентиляторов сразу выявила слабое место современных устройств.

Если вентилятор Пингвин 1973 года имеет передний подшипник скольжения, оборудованный сальником (стрелкой отмечено отверстие для заливки сальника маслом), что позволило ему проработать почти 40 лет, то в современном вентиляторе такого нет. сальник вообще.

Кроме того, «Пингвин» имеет пружину, предотвращающую возникновение продольных биений вала. Новый вентилятор после двух дней эксплуатации начал дребезжать, так как из-за продольного биения вала, вызванного эксцентриситетом гребного винта, быстро изнашивалась одна из фторопластовых прокладок.

Для устранения продольного люфта потребовалось несколько обычных и две тонкостенных шайбы, а также вырезанная из поролона прокладка.

Сначала разобрал статор.

Затем на вал мотора надел тонкостенные шайбы и прокладку, а остальными шайбами ​​увеличил зазор между подшипниками.

Чтобы обеспечить длительную работу вентилятора, я вырезал из войлока сальник, а из какой-то нейлоновой крышки пробку сальника и вдавил все это в углубление вокруг вала. Масло естественно тоже не пожалел.

Я задумался о покупке двух десятков компьютерных 120-миллиметровых вентиляторов. Думаю, если установить их прямо между секциями аккумуляторов, то это должно снизить шум и повысить эффективность теплоотдачи.

Сегодня я бродил по просторам сети полуночи и наткнулся на несколько интересных ресурсов. Значит, жизнь продолжается! 🙂 На нашем сайте ремонт холодильника Electrolux для всех желающих. Если вы решили покинуть сайт, то спонсорская реклама — не худшее место для вас.

Нашли ошибку в тексте? Выделите ошибочный текст мышью и нажмите Ctrl + Введите
Спасибо за помощь!

Комментарии (50)

Никто Когда я писал про КЛЛ, имел в виду видеосъемку.Для нее я использую лампы с надписью 2700K. У меня дома вообще все лампы на 2700К просто потому, что нам нравится свет, который напоминает свет от ламп накаливания. Балансирую цель и стреляю. Все как обычно.

Для фотографии, конечно, вспышка удобнее по ряду причин. Во-первых, вы можете снимать с рук, во-вторых, если вы снимаете зеркалкой, вы можете обеспечить большую глубину резкости при низких ISO, в-третьих, спектр намного лучше, чем у КЛЛ, и в-четвертых… опять же, экономия энергии.

Часть тепла уходит через окна теплопередачи

Опишите, пожалуйста. Хотя бы вкратце.

Скорее это именно то, что интересует:

У меня есть решение, которым я пользуюсь уже 20 лет.

Как-то потихоньку набирает температура, вот за окном -20 и как-то хочется поскорее прогреть комнату. Пытался поставить вентилятор, но на самом деле он шумит и поскольку в комнате все-таки прохладно, чрезмерная циркуляция дает прохладу

Дмитрий, надо пару дней подождать, пока прогреется комната.Чтобы вентилятор оставался тихим, это нужно предотвратить. Как вариант, компьютер можно установить под аккумулятор на 120 мм, но КПД будет ниже.

ну попробую, надо будет шум выключить пока ночью шумов не станет

Здравствуйте, уважаемые обсуждающие! Случайно наткнулся на материал про вентилятор и аккумуляторы и не смог пройти мимо. Может кому интересно мой опыт борьбы с зимой. 1) Увеличить количество секций в АКБ. Он абсолютно тихий и отлично работает.Если аккумуляторы подключать к стояку как на фотографиях в статье (вход справа внизу, выход справа вверху или наоборот), то так не получится — примерно первые 7 секций будут теплые, а потом это бесполезно. Подключать ввод-вывод надо по диагонали, тогда вся батарея будет горячая (проверял). Есть и другой, менее очевидный способ подключения трубок, о котором не все знают — вход снизу, выход тоже снизу, с противоположного конца батареи.При этом греется и вся батарея (проверено мной). Конечно, здесь необходимы некоторые базовые сантехнические навыки, но полипропилен творит чудеса. В некоторых случаях удобно пропустить трубы (хотя бы одну) внутрь аккумулятора, особенно если в вашем аккумуляторе нет перегородок (производители ленивы, а в последнее время такие аккумуляторы преобладают на рынке), чтобы они меньше мешали . К сожалению, переделку аккумулятора лучше производить летом, а не в самую холодную погоду. 2) Конечно, увеличение потока воздуха к батарее повышает температуру в помещении.Эти декоративные коробки помогают незаметно усилить воздушный поток батареи. Но чаще всего они носят исключительно декоративный характер и закрывают аккумулятор только спереди и сверху. Их лучше сделать своими руками из любого материала (да, даже из картона!), Чтобы они зажимали аккумулятор со всех сторон, без прорезей по бокам, но с полностью открытыми торцами вверху и внизу. Аккумулятор будет развивать тягу как классическая печная (самоварная, котельная) труба. Чтобы усовершенствовать эту идею, кожух вокруг батареи не должен заканчиваться открытым верхним концом, он должен продолжаться воздуховодом, идущим почти до потолка.Воздуховод может огибать окно, повторяя ход верхней ветви стояка (скрывая в себе стояк). Сечение этого воздуховода может быть в 2-3 раза меньше сечения кожуха батареи, чтобы слишком не портить вид квартиры), но все же он должен быть достаточно большим, чтобы не создавать заметное сопротивление воздуха. Сам не пробовал, но уверен, тяга значительно увеличится, вентилятор может и не понадобиться! Шума тоже не будет.Вернее, я не пробовал делать это с воздухом, но я пробовал с водой. Так несколько лет мы грелись в общежитии душевых: внизу ТЭН от электрочайника, вокруг него труба от пластиковой бутылки … Вода закручивалась очень сильно, вся емкость была одинаковой температуры . Я думаю, что воздух будет вести себя точно так же. 3) Ну и конечно же вентилятор на аккум! В моей жизни это послужило крайней мерой, позволившей пережить несколько дней сильного мороза, ни разу не покидав его навсегда.Вентилятор, совершенно верно, нужно брать большой уличный китайский, он тише и производительнее, а не старый советский маленький. Очень высокая скорость здесь не нужна, достаточно того, что режим, когда вентилятор еще почти не слышен, или когда его слышно, но пока не напрягает. Вы можете замедлить вентилятор, подключив последовательно к двигателю бумажный конденсатор на 400 вольт. Емкость подбирается для конкретного случая путем набора. Он компактный, дешевый и тихий (иногда сам ЛАТР шумит, а тиристорный контроллер может шуметь мотор вентилятора).Особенно это актуально, если в доме есть дети — они обязательно заведут ЛАТР и тиристорный регулятор. Причем конденсаторы настолько компактны, что после выбора емкости их можно навсегда спрятать в коробке, где расположены кнопки у вентилятора, греться они не будут. Если вы хотите еще больше усилить способ с помощью воздуховода, то можно добавить «компьютерные» вентиляторы максимально большого диаметра в нижнюю часть кожуха батареи, естественно, тоже притормозив. Еще пара слов по теме.Батареи у меня не висят на некотором расстоянии от пола, как это принято везде, а стоят прямо на полу (на фанере толщиной 7 мм). Поэтому у нас пол всегда достаточно теплый, несмотря на первый этаж, то есть на полу нет прослойки холодного воздуха. В случае кожухов воздуховодов перевешивать аккумуляторы не нужно, нужно просто протянуть кожухи почти до пола, оставив лишь зазор общей площадью, сопоставимой с сечением кожуха. Тогда холодный воздух с пола будет всасываться аккумулятором и подниматься вверх.Здесь. Извините, если это грязно, но моя жизнь так сильно связана с этой борьбой с этим чертовски холодным! Последние 1-2 года мы случайно стали греться намного лучше. Это связано с тем, что наши обломки один за другим сносят, а остальные нагреваются сильнее. Но большую часть взрослой жизни это было далеко не так! Всем удачи и тепла в доме! spock2004

П.С. Если вы покупаете или меняете батарейки, десять раз подумайте, какой тип взять. Я очень скептически отношусь к новым (относительно) алюминиевым батареям.Да, они красиво выглядят. Да, у них немного больше площади на единицу объема в комнате. Статистики по коррозии у меня нет, но чисто теоретически они должны корродировать сильнее чугуна. Хотя вроде народ не особо жалуется. Люди жалуются на другое. Алюминиевые батареи имеют внутри довольно узкие каналы. Это имеет два плохих последствия. 1) Они забиваются в несколько раз быстрее мусором, приносимым водой центрального отопления. 2) Они хорошо работают только в условиях высокой температуры воды и / или интенсивной циркуляции.И это не всегда встречается на просторах бывшего Советского Союза (я, например, живу в Рязани). Скажем так, не чаще, чем возникает. Конечно, если у вас есть личный коттедж с индивидуальной закрытой системой отопления, с циркуляционным насосом и мембранным расширительным баком, то да. Тогда можно использовать любые батарейки, даже если они штампованы из тонкого стального листа. А для обычных квартир, где тонет «дядя» (в забавном выражении бабушки), очень рекомендую старый советский чугун! Ну или новые россияне, но такие же чугунные.У них очень низкое гидравлическое сопротивление, что создает очень хорошие условия для циркуляции воды. И очень большой внутренний объем этой самой воды. Следовательно, даже если для полной замены воды в батарее (как у меня) потребуется много минут, батареи все равно будут горячими. Как можно жарче в системе отопления. Ну и, конечно, долго не забиваются осадком (пришлось вырезать «регистры» десятиметровых труб, где остался узкий канал для воды, и большая часть объема заполнена этим смесь ржавчины, масла, окалины и черт знает что).И еще совет: не красьте батарейки !!! Выше было обсуждение того, в какой цвет их красить. Насколько я помню, цвет поверхности влияет только на то, как она «сцепляется» с ней, а то, как она излучается, зависит только от температуры. Я не уверен в этом, но я так думаю, извините, если я не прав. В любом случае при температуре теплоносителя 42 градуса, как в статье, излучением можно пренебречь, главное — теплоотдача омывающему воздуху. Его тоже нужно усилить. Новый аккумулятор имеет небольшую неровную поверхность, которая повторяет неровности формовочной земли, и имеет что-то имбирное, чисто символическое.Мой совет: оставьте все как есть! Теплопередача будет максимальной. В конце концов, микронеровности также увеличивают площадь поверхности, а не только оребрение. Если он уже разбился, остановитесь и больше не добавляйте! В домах с особо фанатичными мамами и бабушками слой краски на батареях может достигать миллиметров. Что и говорить, краска проводит тепло намного хуже, чем чугун. Для красоты лучше носить такой же кожух. Но украсить его уже можно как угодно! И снова удачи! spock2004

Тепло / отопительные батареи

Начался настоящий холод и в квартире упала температура? Очень частая проблема.Самый популярный способ избавиться от холода в квартире — купить дополнительные электронагреватели … Однако есть и более дешевые варианты.

В квартире холодно: что об этом говорит законодательство?

Регулируемая температура воздуха в жилых помещениях зимой на самом деле невысокая: 18 градусов в обычных комнатах, 20 в угловых комнатах и ​​25 в ванной. Норма не может быть превышена более чем на 4 или ниже более чем на 3 градуса. Изменения разрешены только в ночное время: перепады температур днем ​​грозят коммунальным службам административным взысканием.Максимально допустимое отключение отопления — 24 часа в месяц.

При этом разовая пауза не может быть более 16 часов; за каждый дополнительный холодный час следует снизить плату за отопление для жителей. Несоблюдение установленных норм является поводом для обращения в ДЭЗ, ТСЖ или управляющую компанию. Однако в этом случае к виновным не будет применено никакого наказания. Самый простой и эффективный способ: оставить жалобу в городском отделении Госжилинспекции по горячей линии или онлайн-форме.

В квартире холодно: как должны работать радиаторы и стояки?

Если нормативные 18 градусов покажутся недостаточными, проблему придется решать самостоятельно. Для начала стоит выяснить, насколько оптимально работают радиаторы: вся поверхность должна прогреваться равномерно, общая температура батареи и стояка не должна сильно отличаться.

Причин неисправности может быть несколько: общий износ системы отопления дома, неисправность конкретного радиатора или жесткие ограничители на термостате.Однако заменить батареи или провести их капитальный ремонт в любом случае можно будет только летом, когда отопление в доме практически отключено. Стандартный температурный максимум для радиаторов обычно устанавливается на уровне 35 градусов, но в некоторых случаях максимальная комфортная температура составляет 17-19. Обычно устройство можно просто перенастроить.

Холод в квартире: заставим батареи работать эффективнее

Вы можете легко повысить температуру в помещении на 3-5 градусов, установив вентилятор, который будет направлять поток воздуха вдоль аккумулятора.Специалисты отмечают, что работа вентилятора в этом случае будет приравнена к использованию дополнительного нагревателя мощностью 1 кВт. Еще несколько градусов можно выиграть, если наклеить на стену, за поверхность радиатора, кусок световозвращающей фольги или специальный теплоотражающий материал с блестящей поверхностью — пенофол. Конструкция позволит более эффективно распределять нагретый воздух, отражая его от стены. После установки рефлектора зазор между стеной и аккумулятором должен быть не менее двух сантиметров, иначе нарушение циркуляции воздуха даст обратный эффект.

Чтобы не было так холодно, проверьте трещины в окнах и дверях.

Около 30% тепла выделяется через различные щели в окнах и дверях. В этом случае клеить оправы имеет смысл только обладательницам обычных очков, современные полиэтиленовые пакеты априори защищены от выдувания. Закройте щели в дверных проемах, а на балконе можно использовать пенополиуретан или шерстяной шнур, заклеенный специальной лентой. Срок годности временного утеплителя очень короткий — всего один сезон.

В квартире холодно из-за трещин по углам и стенам

Сложнее справиться с простыми прорезями в углах и стенах. Оптимальный вариант — заказать тепловизионное исследование, снимок квартиры специальным прибором, на котором будут отражены самые теплые и самые холодные участки жилья. Проблемные места можно исключить по результатам исследования. Средняя стоимость услуги в Москве колеблется от 4 до 6 тысяч рублей, в регионах темпограмму можно заказать за 3 тысячи рублей.

Такая операция может предостеречь от более серьезных расходов — например, повсеместной укладки теплого пола или оклейки всех стен изоляционным материалом, ведь общую температуру в помещении можно снизить только за счет одного угла.

Для обогрева помещения важно, насколько быстро в него подается тепло. Поскольку в традиционных системах водяного отопления за теплоотдачу отвечают радиаторы, от того, насколько эффективно они справляются с поставленной задачей, зависит микроклимат в помещении.Эффективность теплопередачи характеризуется таким параметром, как теплопередача или тепловая мощность. В случае радиатора он показывает, сколько тепла в час данное устройство может передать воздуху при определенных условиях. Под условиями подразумевается заданная температура теплоносителя, скорость его движения и определенный тип подключения. На заводах теплопередача отопительных приборов определяется при испытаниях на стендах, затем усредняется и заносится в паспорт изделия.

Насколько эффективно обогреватель будет отдавать тепло, зависит от многих факторов.Это материал, из которого он сделан, и его форма, и то, как внутри движется хладагент, и какова поверхность теплопередачи. Подробнее обо всех этих факторах мы расскажем ниже.

Как теплоотдача зависит от материала

Не случайно радиаторы отопления металлические. У них наилучшее сочетание характеристик, главная из которых — коэффициент теплопередачи. В таблице приведены данные по некоторым металлам.

Как видите, для изготовления радиаторов используются далеко не лучшие по теплопроводности металлы, но и радиатор из серебра тоже… Медь используется редко, и все по той же причине: она очень дорога. Некоторые мастера делают самодельные радиаторы из медных труб. В этом случае денег требуется меньше, но эксплуатация таких нагревательных приборов проблематична: медь — довольно капризный материал и не работает ни с какой средой, она очень пластична и легко повреждается, химически активна и вступает в реакции окисления. Так что здесь еще много внимания придется уделить очистке воды и защите от механических воздействий.

И вот уже широко используется следующий металл — алюминий. Хотя теплоотдача алюминия почти в два раза ниже, чем у меди, она довольно высока по сравнению с другими металлами. Алюминий легкий, быстро нагревается и эффективно передает тепло. Но он далек от идеала: он химически активен, поэтому его нельзя использовать с незамерзающими жидкостями. Кроме того, он конфликтует с другими металлами в системе: начинается коррозия, которая приводит к быстрому разрушению металлов.И хотя теплоотдача у алюминия самая высокая — 170-210 Вт / секция, их нельзя установить ни в какую систему.

Данные по теплопроизводительности всех радиаторов являются усредненными. Причем для высокотемпературной работы (90 o C на подаче, 70 o C на возврате, для поддержания температуры в помещении 20 o C). Мы также имеем в виду радиаторы с осевым расстоянием 50 см. Тепловыделение при других размерах и условиях будет другим.

Для жителей квартир в многоэтажных домах есть другой вариант, но здесь от вас практически ничего не зависит: у вас может снизиться теплоотдача из-за переделки системы отопления соседей сверху.В домах старой постройки разводка отопления почти везде однотрубная с верхним напором. И если в вашей квартире стояк наверху стал еле теплее, значит, кто-то над вами поспособствовал этому. В этом случае имеет смысл обратиться в управляющую компанию — они проверит состояние стояка и выяснят причину снижения теплоотдачи.

Результат

Теплопередача радиаторов зависит от материала, из которого они изготовлены, формы секции или панели, наличия и количества дополнительных ребер, улучшающих конвекцию.Способ подключения и установки имеет большое значение.

Основная задача отопительных батарей любого типа — максимально возможный обогрев помещения. Параметром, определяющим степень соответствия устройства поставленным задачам, является их теплоотдача. Но не только это может повлиять на часто возникающую проблему, а именно на повышение эффективности нагревательной батареи. Справиться с потерей тепла можно достаточно простыми средствами, но перед этим необходимо выяснить, что может повлиять на процесс передачи тепла в окружающее пространство.Рассмотрим основные факторы, влияющие на КПД отопительных приборов:

• Модель радиатора, количество секций и размер самого аккумулятора;
• Тип подключения радиатора к теплосети;
• Размещение батареи отопления в помещении;
• Материал, из которого изготовлен аккумулятор.

Что такое КПД и как его рассчитать

Теплопередача нагревательных устройств, включая батареи или радиаторы, состоит из количественного показателя тепла, передаваемого батареей за определенный период времени, и измеряется в ваттах.Процесс рассеивания тепла батареями происходит в результате процессов, известных как конвекция, излучение и теплопередача. В любом радиаторе используются эти три типа теплопередачи. В процентном отношении эти типы теплопередачи могут различаться для разных типов аккумуляторов.

Какая будет эффективность утеплителей в подавляющем большинстве случаев зависит от материала, из которого они сделаны. Рассмотрим достоинства и недостатки радиаторов, изготовленных из разных видов материала.

1. Чугун имеет относительно низкую теплопроводность, поэтому аккумуляторы из этого материала — не лучший вариант … Кроме того, небольшая поверхность этих нагревательных приборов значительно снижает теплоотдачу и происходит за счет излучения. В нормальных условиях квартиры мощность чугунного аккумулятора составляет не более 60 Вт.
2. Сталь немного выше чугуна. Более активный теплообмен происходит за счет наличия дополнительных ребер, увеличивающих площадь теплового излучения.Передача тепла происходит за счет конвекции, мощность примерно 100 Вт.
Алюминий
3. имеет самую высокую теплопроводность из всех предыдущих вариантов, их мощность около 200 Вт.

Важную роль в повышении эффективности нагревательных батарей играет способ подключения, который должен соответствовать типу батареи и материалу, из которого она изготовлена. Прямое одностороннее соединение имеет самую высокую эффективность рассеивания тепла и самые низкие тепловые потери.Диагональное подключение применяется при наличии большого количества секций и значительно снижает возможные теплопотери.

Нижнее подключение применяется, если трубы теплопередачи скрыты под стяжкой пола и не исключают теплопотери в размере до 10% от первоначального значения. Однотрубное соединение считается наименее эффективным, так как потери мощности отопительного прибора при таком способе могут достигать 45%.

5 способов повысить эффективность вашей системы отопления

• Поддержание чистоты поверхности нагревательных приборов.

Каким бы невероятным ни казалось это утверждение, даже тонкий слой пыли на радиаторах приводит к снижению теплоотдачи. Например, эффективность алюминиевых радиаторов, загрязненных слоем пыли, может снизиться на 20-25%. Кроме того, внутренняя часть аккумулятора также нуждается в регулярной чистке. С первой проблемой можно справиться самостоятельно с помощью обычной влажной уборки, а для второй придется обратиться к квалифицированному специалисту. Сантехники вооружены знаниями и навыками, которые помогут в короткие сроки очистить радиатор от накипи и других загрязнений, скопившихся в процессе эксплуатации.

• Покраска радиаторов краской, соответствующей их назначению.

Во-первых, для окрашивания необходимо подбирать краску темных тонов. Благодаря этому удастся добиться не только хорошего нагрева аккумуляторов, но и значительного увеличения теплоотдачи. Во-вторых, необходимо выбрать подходящую краску для окрашивания. В качестве покрытия для отопления чугунных радиаторов лучше использовать известные эмали, а для алюминиевых и стальных батарей больше подходят акриловые, алкидные и акрилатные эмали.

• Использование световозвращающих экранов.

Тепло, исходящее от аккумулятора, распространяется во всех направлениях. Следовательно, не менее половины полезного теплового излучения уходит в стену, расположенную за отопительными приборами. Снизить ненужные теплопотери можно, разместив за радиатором экран, например, из обычной фольги или уже готовую, купленную в магазине. При использовании даже самодельного экрана из тонкого металлического листа не только прекращается нагрев стены, но и создается дополнительный источник тепла, так как при нагревании экран сам начинает отдавать тепло в комнату. .При использовании отражающего экрана КПД чугунных батарей и многих других можно увеличить до 10-15%.

• Увеличьте площадь поверхности аккумулятора.

Существует прямая зависимость между площадью поверхности, излучающей тепло, и количеством этого тепла. Дополнительный кожух можно использовать для увеличения теплоотдачи радиаторов. Материал, из которого он будет изготовлен, необходимо аккуратно оторвать. Например, алюминиевые кожухи обладают самой высокой теплоотдачей.Их используют как дополнение к чугунным радиаторам. При частых перебоях в работе систем отопления стоит задуматься о приобретении стальных кожухов, которые очень долго сохраняют получаемое от радиаторов тепло. Соответственно, этот тип крышки аккумуляторного отсека будет выделять тепло в окружающую среду намного дольше, чем другие.

• Создайте в помещении дополнительные воздушные потоки.

Если направить воздушный поток к отопительным приборам, например, с помощью обычного бытового вентилятора, то воздух в помещении будет нагреваться намного быстрее.При этом следует учитывать, что направление воздушного потока должно быть вертикальным и направленным снизу вверх. При таком способе повышение КПД радиаторов может достигать 5-10%.

Использование хотя бы одного способа улучшения теплоотвода батарей может значительно повысить температуру в помещении и снизить затраты на дополнительное отопление. Перед тем, как приступить к улучшению характеристик радиаторов, убедитесь, что они правильно подключены к тепловой сети, а регуляторы теплоснабжения на приборах последнего поколения выставлены на необходимое значение.Кроме того, при постоянной проблеме с подачей тепла нужно обратить внимание на теплоизоляцию стен и окон, через которые обычно уходит тепло. Утеплять необходимо не только наружные стены, но и те, которые выходят на лестницу.

Расстояние между центрами

, высота и ширина чугунной секции радиатора. Видео. Как установить радиаторы отопления

Современные производители отопительных приборов, например радиаторов, сегодня предлагают широкий ассортимент продукции.Виды радиаторов отопления сегодня зависят не только от технических характеристик, но и от внешнего вида. В настоящее время важную роль играют не только технические характеристики, но и размеры, форма, цветовое решение радиаторов. Итак, давайте разберемся, что такое радиаторы отопления.

Виды радиаторов отопления

Виды батарей отопления в зависимости от материала

Конечно, при выборе отопительных приборов эффективность радиаторов все равно остается на первом месте. Чтобы понять, какие батареи будут лучше, нужно изучить особенности разных типов.

Самое первое подразделение радиаторов основано на материале, из которого изготовлены батареи. Итак, современные радиаторы отопления могут быть чугунными, стальными, алюминиевыми, биметаллическими, медными, пластиковыми, а также включать в себя различные сплавы.

Чугунные батареи

Чугунные батареи — можно сказать, что это разновидность советских отопительных батарей. Такие радиаторы в свое время были просто на пике популярности. Несмотря на разнообразие аккумуляторов в наше время, мы по-прежнему используем чугунные радиаторы.Что касается недостатков чугунных аккумуляторов, то здесь все основано на чугунном материале. Прежде всего, чугун имеет низкий уровень теплопроводности. А чтобы радиатор нагрелся до 45 градусов, температура воды или другого теплоносителя должна быть около 70 градусов. А это повлечет за собой большие затраты на топливо.

Хотя чугунные газовые отопительные батареи имеют довольно долгий срок службы, они не вечны. Обычно чугунные радиаторы отпугивают их внешним видом — их очень сложно вписать в современные помещения.Единственное, но очень существенное преимущество чугунных радиаторов — они не требовательны к теплоносителю. Так, технические характеристики радиаторов отопления из чугуна позволяют использовать в них воду любого качества — даже ржавую, даже с большим количеством бактерий.

Следующие виды радиаторов отопления алюминиевые. По внешнему виду такие батареи намного лучше чугунных. Кроме того, модельный ряд аккумуляторов постоянно пополняется новыми образцами.Отличным преимуществом алюминиевых радиаторов является их высокая теплопроводность. Но следует отметить, что такие радиаторы для индивидуального отопления очень чувствительны к качеству теплоносителя. Если вода будет хоть немного грязной, они сразу выйдут из строя. Именно поэтому стоит заранее хорошо прочистить охлаждающую жидкость — поставить различные фильтры и приспособления. И это доплата. Также алюминий не подходит для производственных помещений, где есть горячая вода под высоким давлением — такие типы батарей отопления просто разорвутся.

Еще одним материалом для изготовления радиаторов отопления является сталь. Стальные батареи могут быть трубчатыми и панельными. Панельные варианты относятся к бюджетной категории, но обладают высокой теплоотдачей. Панельные модели довольно неприхотливы, поэтому широко используются не только в домах, но и в офисах и на производстве. Трубчатые стальные батареи — это обогреватели премиум-класса. Такие характеристики получили эти модели не только благодаря прекрасным техническим параметрам — высокому уровню теплоотдачи и длительному сроку службы (около 25 лет).Помимо всего этого, эти аккумуляторы имеют отличный внешний вид. Стальные батареи не только обогревают помещения, но и украшают их. Особо стоит отметить радиатор парового отопления из нержавеющей стали — из цельностальных труб. Они являются наиболее эффективными батареями.

Биметаллические радиаторы

Биметаллические виды радиаторов отопления — отличный вариант. У них высокая теплоотдача за счет наличия в конструкции алюминия. Также такие батареи очень прочные, и срок их службы тоже большой — за счет того, что устройства оснащены металлическими трубами… Но единственный недостаток биметаллических батарей — это их дороговизна.

Еще один вариант — медные радиаторы отопления. Такие аккумуляторы наиболее устойчивы к агрессивным средам. Эти радиаторы практически не изнашиваются, но стоят очень дорого. Сегодня медные радиаторы используются в тех системах отопления, где теплоносителем является и вода, и антифриз. Ставят и на централизованное, и на автономное отопление … Медные радиаторы выравнивают сопротивление теплоносителя.Также они максимально рассеивают тепло и повышают эффективность нагревательного устройства. Конструкция медных аккумуляторов более надежна, они практически не подвергаются коррозионным процессам и гидроударам.

Радиаторы отопления пластиковые

Кроме этих опций, есть еще пластиковые радиаторы отопления. Если вы хотите сэкономить, то этот вариант вам подойдет. Однако здесь вы должны быть уверены, что температура вашего обогрева не будет выше 80 градусов по Цельсию.Такие низкотемпературные радиаторы отопления достаточно просты в установке и эксплуатации, они износостойкие, легкие и недорогие.

Конструкция радиатора

В зависимости от конструктивных особенностей радиаторы можно разделить на несколько подвидов:

• Секционные радиаторы отопления — такие батареи имеют несколько секций, поэтому вы можете собрать радиатор необходимого размера и мощности. Размеры и форма секций могут быть разными.
• Трубчатые радиаторы представляют собой цельную металлическую конструкцию, к которой приварены верхний и нижний горизонтальный коллектор и вертикальные трубы.Такие батареи являются прерогативой централизованного теплоснабжения, для которого они предназначены.
• Панельные батареи — могут быть как стальные, так и бетонные. Внутри стен встраиваются бетонные, они могут передавать тепло только за счет излучения.
• Пластинчатые батареи — имеют конвективный теплообмен, представляют собой сердечник и ребра, закрепленные на нем из тонких металлических пластин.

Есть отдельные радиаторы отопления угловые. Они могут быть выполнены в любом заданном варианте дизайна. Однако угловые радиаторы предназначены для установки в углах помещений.

Автономные модели батарей

Разобрались, какие бывают батареи отопления для штатных систем отопления. Однако стоит отметить и автономные модели радиаторов, которые морозно зависят от системы отопления и могут использоваться в качестве дополнения.
Радиаторы отопления масляные — их еще называют маслонаполненные. это отличное решение, если вам нужно отапливать небольшое помещение до 30 кв.м. Такие настенные масляные радиаторы отопления работают от электросети.Они полностью независимы от системы отопления. Они также мобильны, что облегчает их переноску.

Еще один вариант — кварцевые радиаторы. Такие устройства представляют собой монолитную плиту, которая изготавливается из специального раствора на кварцевом песке. Нагревательный элемент выполнен из сплава духа металлов — хрома и никеля, полностью отделен от окружающей среды … Устройство также питается от сети.

Относительно новое решение — радиаторы отопления плинтуса.Это удобные устройства, работающие от низкотемпературных источников. Такие радиаторы составляют тепловую завесу, сохраняя температурный режим по периметру всех помещений.

Выбираем модель радиатора

Когда мы смотрим на фотографии, представленные в каталоге радиаторов отопления, мы можем лишь оценить внешний вид и конструктивные особенности того или иного устройства. Визуально определить качество и технические параметры аккумуляторов невозможно.

Выбирая типы отопительных батарей, в первую очередь следует определиться со сроком их эксплуатации. Такой показатель будет зависеть от качества продукта и от того, в каких условиях он используется. А если вы живете в многоквартирном доме, в радиаторы центрального отопления будет подаваться вода ужасного качества. Поэтому не стоит устанавливать алюминиевые батареи в многоэтажном доме. Конечно, современные производители устанавливают множество защитных технологий и обрабатывают внутренности аккумуляторов полимерами.Это, конечно, лучший вариант, но и более дорогой.

Что касается стальных и биметаллических батарей, то они тоже подвержены коррозии, но в меньшей степени. В этом случае наиболее надежными будут чугунные батареи центрального отопления.

Стоит отметить, что есть еще один показатель, который нужно особо учитывать — это способность выдерживать давление теплоносителя. Минимальный показатель — 7 атмосфер, однако специалисты рекомендуют выбирать радиаторы отопления с вентилятором на 15 атм — если в системе случится гидроудар.

Сегодня многие потребители при выборе различных отопительных батарей очень часто обращают внимание на такой параметр, как дизайн. Конечно, это тоже важно. Но помните, что красота радиаторов ни в коем случае не должна быть в ущерб качеству и функциональности. Современные радиаторы отопления евро, наряду с прекрасными техническими характеристиками, имеют неплохую конструкцию. Евробатареи для отопления удачно впишутся практически в любой современный интерьер.

В настоящее время большое внимание уделяется такому вопросу, как экономика.Поэтому появились энергосберегающие отопительные батареи. Такие устройства сэкономят расходы на отопление. Их еще называют экономичными радиаторами отопления.

Батареи — важная часть системы отопления в многоквартирном доме. Температура в помещении зависит не только от того, сколько горячей воды проходит по трубам. Качество обогрева помещения зависит от конструкции, материала, мощности и размещения радиаторов отопления.

Чрезвычайно широкий ассортимент отопительного оборудования может вызвать трудности при выборе подходящих батарей.Для того, чтобы узнать, каким устройствам отдать предпочтение, вам придется сначала изучить особенности существующих типов аккумуляторов.

Различные типы нагревательных приборов

Есть несколько классификаций батарей.

В зависимости от вида теплоносителя или энергоносителя делятся на следующие виды:

• электрические радиаторы;
• масляные радиаторы с питанием от электричества;
• водяные батареи.

В зависимости от материала аккумулятора бывают:

• чугун;
сталь
• ;
• алюминий;
• медь;
• пластик.

В зависимости от конструкции радиаторы отопления делятся на следующие типы:

• секционные — за счет наличия отдельных секций позволяют регулировать габариты и мощность установленного отопительного прибора;
• трубчатые — батареи, разработанные специально для централизованной системы отопления. Они представляют собой цельнометаллическую конструкцию с горизонтальным коллектором и вертикальными трубами;
• панель — из стали и даже бетона. Во втором случае такие батареи располагаются внутри стен и передают тепло в виде излучения;
• пластинчатые — имеют сердечник с закрепленными на нем пластинчатыми ребрами тонких металлических листов, осуществляют теплообмен конвективного типа.

Типы батарей, подходящие для квартиры

Рассмотрим, какие типы радиаторов подходят для штатной системы централизованного отопления в многоквартирном доме. Для него характерно использование в качестве теплоносителя технической воды, высокое рабочее давление и температура. Характеристики отопительных приборов для квартиры должны соответствовать особенностям данной системы. Сравните параметры инструментов из разных материалов Чтобы понять, какие из них подходят для вашего дома, вы можете воспользоваться таблицей.

Радиаторы Classic из чугуна, несмотря на большое количество современных аналогов из других материалов, на пенсию пока не собираются. Чугун устойчив к коррозии и ударам высоких температур, прочен. Некоторые производители изменили внешний вид чугунных изделий в лучшую сторону, украсив их резьбой и превратив этот прибор в элемент дизайна.

Совет: интенсивность излучения радиатора можно увеличить, покрасив его в темный цвет.

Биметаллические радиаторы

Эффективность и надежность биметаллических радиаторов достигаются за счет сочетания двух типов материалов: стали и алюминия.Высокая теплопроводность алюминия делает его отличным материалом для корпуса аккумуляторной батареи, а прочность стали делает его невосприимчивым к перепадам давления и процессам коррозии. Биметаллические изделия итальянских производителей считаются лучшими на российском рынке.

Радиаторы стальные

Радиаторы стальные могут быть панельными, трубчатыми и секционными. Наибольшей популярностью пользуется первый вид благодаря оптимальному сочетанию характеристик и стоимости. Однако стальные батареи практически не используются в многоэтажных домах с централизованным отоплением, так как не предназначены для систем высокого давления.

Алюминиевые батареи

Алюминиевые радиаторы обладают очень привлекательными характеристиками, в том числе отличной теплоотдачей и малой инерцией, что позволяет быстро изменять температуру в помещении. Но они очень требовательны к качеству теплоносителя, поэтому для централизованной системы отопления тоже не подходят.

Медные радиаторы отопления

Медные батареи имеют массу преимуществ и только один недостаток — очень высокая стоимость. Их эксплуатационные характеристики впечатляют: медные радиаторы превосходят все существующие типы по эффективности, надежности и долговечности, а также устойчивости к коррозии и гидравлическим ударам.

Установка медных радиаторов — дорогое удовольствие не только из-за стоимости самого аккумулятора. Их можно подключать только к цельнометаллическим трубам, которые тоже дороги. Воспользоваться преимуществами меди, и при этом приобрести изделие по более доступной цене Вы сможете, выбрав медно-алюминиевый радиатор, трубки которого изготовлены из меди, а ребра — из алюминия.

Пластиковые батареи

Новейший вид нагревательных приборов — пластиковые батареи.Эти изделия просты в установке, имеют широкую цветовую гамму и не требуют дополнительного ухода. Однако многие владельцы квартир, заинтересованные в новинке, будут разочарованы: пластиковые радиаторы нельзя устанавливать в доме с централизованной системой отопления. Причины тому — ограничение максимальной рабочей температуры и давления, которые не должны превышать 80 градусов и 2 бара соответственно.

Внимание: для стандартного помещения с трехметровой высотой потолка, с одной дверью и одним окном на каждый квадратный метр требуется мощность радиатора от 90 до 125 Вт.

Требуемое количество секций будет зависеть от материала и от того, из чего сделан радиатор. Мощность одной секции разных типов аккумуляторов:

• Чугун — от 80 до 150 Вт;
• Алюминий — 190 Вт;
• Биметаллический — 200 Вт;
• Сталь — от 450 до 5700 Вт (имеется ввиду мощность всей батареи).

Не каждый аккумулятор подходит для установки в многоквартирных домах, потому что частые скачки давления в системе и использование воды в качестве теплоносителя влияют на работу радиаторов.Некоторые металлы при контакте с водой и воздухом разъедают и окисляются. Чугунный радиатор остается проверенным.

Характеристики чугунных радиаторов

• Используемый материал устойчив к коррозии.
• Благодаря устойчивости чугуна к физическим воздействиям аккумуляторы используются с любым типом охлаждающей жидкости. Его максимальная температура может составлять 150 градусов. Отличительная особенность — устойчивость к окислению, ведь чугун не реагирует при контакте с водой, даже если кислотно-щелочной баланс достигает 9-10 Ph.
• Отлично аккумулирует тепло, что увеличивает его теплоотдачу по сравнению с другими материалами. Чугунные батареи долго сохраняют тепло после отключения подачи охлаждающей жидкости.
• Срок службы отопительных приборов до 30 лет. При правильном монтаже и обслуживании климатическая техника живет дольше положенного времени.
• Толстые стены — залог долгой жизни чугунных радиаторов.
• Количество секций можно варьировать для достижения желаемого уровня нагрева.
• Если одна секция повреждена, заменяйте только ее, а не всю батарею.

Дизайн современных приборов отопления отличается от привычных старинных «гармошек», которые есть в некоторых квартирах. Популярны устройства, созданные с помощью художественного литья в стиле ретро.

Подходит для трех типов подключения.

• Нижняя. При таком подключении трубы подсоединяются к нижним выпускным отверстиям с обеих сторон. Обратной стороной нижнего подключения является низкая циркуляция.
• Сторона. Этот способ подключения обеспечивает максимальную циркуляцию теплоносителя, так как трубы подключаются к крайнему участку в нижнем и верхнем выходах одной стороны.
• Верх. Трубы подсоединяются к верхним выходам крайних секций. Тираж с этим подключением намного выше, чем с нижним.

Чугунные радиаторы отлиты из однородного сплава, предназначенного для использования в системах отопления многоквартирных домов.Секции изготавливаются отдельно и соединяются с помощью инженерных прокладок и ниппелей для герметичности.

Мощность нагревателя, заявленная в технических характеристиках, практически всегда отличается от реальной. Это связано с испытанием радиатора в лабораторных условиях, отличных от реальных.

Нагретый теплоноситель течет по трубам системы отопления в радиаторные отсеки и нагревает воздух в помещении, отдавая тепло.

Типы чугунных радиаторов

• Одноканальные. В конструкции радиаторов данного типа каждая секция имеет канал, по которому циркулирует жидкий теплоноситель. Климатические приборы этого типа легко чистятся, поэтому их устанавливают в медицинских учреждениях.
• Двухканальный. В одной секции нагревательных приборов этого типа 2 канала, что увеличивает теплоотдачу.
• Трехканальный. Скорость теплопередачи выше по сравнению с другими видами, а их вес и глубина намного больше, чем у их собратьев.

В двух- и трехканальных радиаторах отопления используются ребра, увеличивающие теплоотдачу. Разделы представлены в стилизованном стиле от ретро до футуристического. Иногда для скрытия аккумулятора используют металлический кожух.

Двухканальные радиаторы отопления популярны, так как они компактны и обладают хорошей теплоотдачей.

Радиаторы отопления чугунные делятся по способу установки:

• Настенный. Крепятся к стене с помощью усиленных кронштейнов, этот вид крепления классический.
• На открытом воздухе. Батареи поставляются с четырьмя ножками. Они являются частью самых внешних секций и поэтому их трудно сломать. Для них не нужны дополнительные крепления, что спасет стену. К тому же не все стены выдерживают чугун. За ними убирать удобнее, так как расстояние от стены может быть намного больше, чем при классических видах крепежа.

По высоте в среднем размеры колеблются от 35 до 150 см.Длина зависит только от ваших предпочтений, ведь количество секций может быть разным, а ширина напрямую зависит от количества каналов.

Недостатки чугунных радиаторов

• Вес. Это главный недостаток чугунного изделия, и радиаторы не исключение. Из-за веса, а не из-за эстетики началось производство аккумуляторов на «ножках», ведь не каждая стена способна выдержать значительный вес чугуна.
• Термос с эффектом. Относятся к плюсам и минусам. Холодные радиаторы долго нагреваются. Когда отопление выключено, чугун, благодаря тому же свойству, остается теплым в течение длительного периода времени и продолжает отдавать тепло.
• Гидравлический молот. Некоторые модели чугунных обогревателей не выдерживают гидроудара. Забастовки происходят в многоквартирных домах, подключенных к централизованной системе отопления. Это решается установкой регулятора давления.
• Загрязнение. Чугунные аккумуляторы очень пыльные, а их конструкция не всегда позволяет провести полную и качественную очистку.
• Внешний вид. Внешне чугунные устройства привлекательны, однако за красоту стоит доплатить. Изделия из этого металла продаются неокрашенными, поэтому внешний вид не вызывает симпатии.

Выходы из данной ситуации:

Покрасьте аккумулятор самостоятельно. Окрашенный аккумулятор может выглядеть неэстетично, если слои краски нанесены неравномерно.

Установите решетку над климатическим устройством. С помощью металлических крышек можно «спрятать» аккумулятор от посторонних глаз, но такие чехлы снижают качество теплоотдачи, и в помещении становится прохладнее.

Заказать радиатор чугунный, выполненный в стиле художественного отлива. Батарейки, отлитые в разных стилях, в покраске не нуждаются. Такой радиатор подходит не для всех интерьеров.

Расчет секций чугунных радиаторов

Перед покупкой чугунного агрегата потребуются расчеты, которые позволят более точно определить необходимое количество секций.В примере используются следующие данные:

1. Количество тепла, выделяемого одной секцией, равно 145 Вт (взято среднее значение, точные данные указаны в технических характеристиках продукта).
2. Расчет сделан для помещения с нормальной изоляцией, одной уличной стенкой и одним окном. Согласно СНиП, количество тепла, необходимое для его обогрева, составляет 100 Вт.
3. Размеры помещения 4 х 3 метра.

Оплата

1. Определяется площадь помещения.Он равен 12 м2.
2. Площадь и количество тепла, необходимое для обогрева одного квадратного метра комнаты, умножаются. Согласно СНиП на комнату из примера требуется 100 Вт / м2. После этого вы получите 1200 Вт.
3. Количество тепла, необходимого для помещения, необходимо разделить на тепловыделение одной части батареи. После — округлить полученный результат в большую сторону.
4. Получено количество секций необходимое для установки. Для помещения, указанного в примере, устанавливается радиатор, состоящий из 9 секций.

Расчет ориентирован на помещения, высота которых не превышает 3 метров.

Поскольку каждая комната уникальна, существуют коэффициенты, позволяющие проводить более точные расчеты:

Для точного измерения количества тепла на квадратный метр необходимо разделить высоту потолков на коэффициент, равный 3. Для комната с потолком 2,5 м, будет 0,83.

Для расчетов используется средняя температура охлаждающих жидкостей, которая составляет 70 градусов.При увеличении этого показателя из итогового числа нужно вычитать 15% каждые 10 градусов, при понижении температуры выполнять обратное действие.

Если в помещении не одна, а 2 или 3 уличных стены, то стоит умножить количество тепла на 1 м2 на коэффициент 1,75. После этого количество секций необходимо разделить на количество окон и установить радиаторы под каждое из них. Это обеспечит равномерный прогрев всего помещения.

При наличии в помещении дополнительных теплоизоляционных слоев, а также при установке стеклопакетов количество тепла на 1 м2 допускается делить на 0.8.

Для домов, расположенных в регионах с экстремально низкими температурами, количество тепла на 1 м2 увеличивается вдвое.

Перед установкой чугунного радиатора нужно разобрать его на секции, проверить крепление ниппелей, затем собрать. Устанавливать нужно с учетом веса батареи и материала стены в комнате. Минимальный набор инструментов — болгарка, перфоратор, разводной ключ, строительный уровень и плашка.

1. Если стена кирпичная или бетонная, подбираются крепежи, рассчитанные на вес радиатора с теплоносителем. Согласно СНиП рекомендуется использовать 3 и более скоб.

2. Не вешайте чугунные радиаторы отопления на стены из дерева или гипсокартона , потому что они могут не выдержать нагрузки. В этом случае можно установить радиатор на напольную подставку или ножки. Его монтируют на стене только для того, чтобы поддерживать его в вертикальном положении.

После установки радиатора он подключается к центральному отоплению с помощью соединительных муфт и ракеля.Рекомендуется герметизировать резьбовые соединения.

Чугунные радиаторы необходимо периодически тонировать краской, способной выдерживать температуры нагрева без обесцвечивания.

Подключение системы отопления:

1. Диагональ … Используется при подключении многосекционных агрегатов. Подающая труба подсоединяется вверху с одной стороны, а обратная труба — внизу, с другой.

2. Нижний. Используется, когда трубы прячут в полу помещения или за плинтусами.Это эстетичный способ соединения. Подключения подачи и возврата расположены внизу.

3. Боковой … Подающая труба подсоединяется к верхнему корпусу, а обратная труба — к нижнему. Боковое подключение имеет наибольшее тепловыделение. В случае плохого нагрева в многосекционных отопителях рекомендуется установить удлинитель потока теплоносителя.

4. Последовательно. Хладагент движется под давлением отопительной конструкции.Для удаления воздуха используйте краны Маевского. Недостаток — необходимость снимать аккумуляторные батареи и выключать обогреватели при ремонте.

5. Параллельный. Подключение осуществляется через трубопровод, подсоединенный к подающему стояку. Охлаждающая жидкость выходит через трубу, соединенную с возвратной линией.

Вес и габариты чугунных радиаторов отопления в первую очередь будут зависеть от количества секций в одном устройстве, но эти же секции могут кардинально отличаться друг от друга, так как они могут быть одно-, двух- и трехканальными.

Но, несмотря на громоздкость, чугунные батареи пользуются большим спросом для водяных систем централизованного отопления, так как полностью соответствуют необходимым параметрам по теплоотдаче и прочности при любых возможных скачках давления теплоносителя.

Именно об этих устройствах, которые наверняка знакомы каждому гражданину России, достигшему сознательного возраста, и пойдет речь, а также мы покажем вам видео в этой статье.

Радиаторы чугунные

Чугунный радиатор — конвекционно-радиационный столбчатый обогреватель, собранный из нескольких секций.Он был изобретен Францем Сан Галли в 1857 году.

Виды и исполнения

• Как мы уже говорили, сколько весит чугунный радиатор отопления, как и его объем, напрямую зависит от количества секций, а также от количества каналов в одной секции этого устройства. Для примера рассмотрим такие обогреватели из серии FM, которые изготавливаются в соответствии с требованиями ГОСТ 8690-94. Все они рассчитаны на установку с учетом глубины проема под окном, то есть на малую, среднюю и большую глубину, которую можно заполнять, исходя из количества колонн в секциях.
• Отопительные приборы серии ЧМ предназначены для систем централизованного водяного отопления жилых, общественных и промышленных зданий с минимальным рабочим давлением 1,2 МПа (12,236 атм) и (испытательным) давлением 1,8 МПа (18,354 атм) и температурой воды. не выше 150 ᶷC (у них цена самая доступная).

• Конечно, вес чугунных радиаторов отопления также будет зависеть от секций. , из которого он собран, и изготовлены из серого чугуна в песчано-глинистой форме методом литья, что позволяет устройству сохранять стабильные характеристики около 40 лет и более.
• Чугун — достаточно стойкий металл к низкокачественному теплоносителю , то есть вода может иметь повышенное содержание солей, щелочей и ржавчины, но при этом он пористый, что способствует удерживанию различных элементов и отстаивание осадка, поэтому аккумуляторы нужны штатные.

Узел нагревателя из чугуна также состоит из двух боковых заглушек (левая резьба G 1 ¼), а также двух втулок или, как их еще называют, сквозных заглушек (G 1 правая резьба) и отверстия. с левой резьбой G ¾ для фитингов тепловых труб.При стыковке секций используются стальные ниппели и прокладки из жаропрочной резины по ТУ 38.105376-92.

Примечание. Одним из самых негативных факторов, которые могут характеризовать такие отопительные приборы, является вес чугунного радиатора и его длительный нагрев, из-за чего, по сути, он не применяется в автономных системах отопления — большой расход энергии для котлов любого типа. топлива.
Но при этом очень долго отдает тепло, что дает возможность не так часто включать насосы для циркуляции воды, поэтому такие батареи практически идеальны для централизованных систем.

Имя параметра раздела	Цифровое обозначение
	ЧМ1-70-300	ЧМ1-70-500	ЧМ2-100-300	ЧМ2-100-500	ЧМ3-120-300	ЧМ3-120-500
Количество каналов	Одноканальный прямоугольный		Двухканальный прямоугольный		Трехканальный прямоугольный
Масса (кг)	3,3	4,8	4,5	6,3	4,8	7,0
Объем (л)	0,66	0,9	0,7	0,95	0,95	1,38
Площадь поверхности нагрева (м2)	0,103	0,165	0,148	0,207	0,155	0,246
	0,075	0,110	0,1009	0,1426	0,1083	0,1568
Высота установки (мм)	300	500	300	500	300	500
Высота (мм)	370	570	372	572	370	570
Глубина (мм)	70	70	100	100	120	120
Ширина (мм)	80	80	80	80	90	90

Таблица: технические характеристики чугунного радиатора одно-, двух- и трехканального

Обозначение FM-1	Количество секций (шт)	Мощность теплового потока (кВт)		Масса, кг)		Длина радиатора (мм)
ЧМ1-70-500-1.2-2	2	0,22	48,64	10,7	0,396	178–184
ЧМ1-70-500-1,2-3	3	0,33	47,58	15,7	0,594	258-265
ЧМ1-70-500-1.2-4	4	0,44	47,05	20,7	0,792	338-346
ЧМ1-70-500-1.2-5	5	0,55	46,73	25,7	0,990	418-427
ЧМ1-70-500-1.2-6	6	0,66	46,52	30,7	1,188	498-508
ЧМ1-70-500-1.2-7	7	0,77	46,36	35,7	1,386	578-589
ЧМ1-70-500-1.2-8	8	0,88	46,25	40,7	1 584	658-670
ЧМ1-70-500-1.2-9	9	0,99	46,16	45,7	1,782	738-751
ЧМ1-70-500-1.2-10	10	1,10	46,09	50,7	1,980	818-832

ЧМ-1-70-500-1.2 таблица характеристик

Обозначение FM-2	Количество секций (шт)	Мощность теплового потока (кВт)	Удельный расход материала (кг / кВт)	Масса, кг)	Площадь поверхности нагрева (? T = 70 ° C), EKM	Длина радиатора (мм)
100-500-1,2-2	2	0,285	48,1	13,7	0,512	178–184
100-500-1,2-3	3	0,428	47,2	20,2	0,769	258-265
100-500-1,2-4	4	0,570	46,8	26,7	1,024	338-346
100-500-1,2-5	5	0,713	46,7	33,3	1,281	418-427
100-500-1,2-6	6	0,856	46,5	39,7	1 537	498-508
100-500-1,2-7	7	0,998	46,4	46,3	1,792	578-589
100-500-1,2-8	8	1,141	46,4	52,9	2 049	658-670
100-500-1,2-9	9	1 283	46,3	59,4	2 304	738-751
100-500-1,2-10	10	1,426	46,1	65,8	2,561	818-832

ЧМ-2-100-500-1.2 таблица характеристик

Обозначение FM-2	Количество секций (шт)	Мощность теплового потока (кВт)	Удельный расход материала (кг / кВт)	Масса, кг)	Площадь поверхности нагрева (? T = 70 ° C), EKM	Длина радиатора (мм)
120-500-1,2-2	2	0,314	47,78	15,1	0,564	198-206
120-500-1,2-3	3	0,470	46,95	22,3	0,844	288-297
120-500-1,2-4	4	0,627	46,60	29,5	1,126	378-388
120-500-1,2-5	5	0,784	46,39	36,7	1 408	468-477
120-500-1,2-6	6	0,941	46,21	43,9	1 690	558-568
120-500-1,2-7	7	1 098	46,11	51,1	1 972	648-659
120-500-1,2-8	8	1 254	46,05	58,3	2,252	738-750
120-500-1,2-9	9	1,411	45,96	65,5	2,534	828-841
120-500-1,2-10	10	1 568	45,92	72,7	2 816	918-932

ЧМ-3-120-500-1.2 таблица характеристик

Сборка, разборка

Как мы уже говорили, увеличить или уменьшить теплоотдачу и объем чугунного радиатора отопления можно, добавив или открутив секции, которых может быть от двух до бесконечности, хотя больше 15 штук вряд ли кто-то установит.

Чаще всего приходится иметь дело с двухколонными секциями, которые вы видите на верхнем фото — они соединяются с помощью ниппеля и термостойкой резиновой прокладки.Ниппель внутри имеет округлую форму с двумя параллельными плоскостями, что позволяет закрепить там головку ключа, но внутренний диаметр может составлять 1 ¼ ̎ или 1 ̎.

В соответствии с этим подбирается и ключ, где головка может быть плоской, либо повторять внутреннюю форму соски — в инструкции об этом ничего не говорится. Чтобы открутить одну или несколько секций, нужно нажать ключ так, чтобы головка достигла ниппеля, который находится на стыке, поэтому сначала его прикладывают к батарее, чтобы отметить глубину погружения на стержне.

Сил, которые прикладывают для вращения с помощью затвора, обычно недостаточно, поэтому рычаг увеличивают за счет разрезания трубы — такой же рычаг нужен при сборке, чтобы соединение не протекало.

Заключение

Чугунный радиатор всегда можно собрать и разобрать своими руками, если у вас есть для этого ключ с подходящей головкой, только нужно установить новые прокладки, а иногда и новые ниппели. При подключении аккумулятора к отопительному контуру желательно снабдить его запорной арматурой, чтобы его можно было демонтировать в отопительный сезон.

Как выбрать чугунную зону радиатора. Подбор батареи отопления на площадь квартиры

Как выбрать радиатор? В статье мы узнаем, какие типы радиаторов предпочтительнее для помещений различного назначения и какого размера они должны быть.

Наша задача — выбрать отопительный прибор по материалу и теплопередаче.

Материалы

Обзор опций

Начнем с краткого обзора материалов, используемых при производстве современных отопительных приборов.

• Чугун — материал наиболее знаком всем, кто вырос в доме советской постройки. Большинство продаваемых сейчас чугунных радиаторов практически ничем не отличаются от тех, что украшали комнаты нашего детства.

Но есть исключения: в попытках увеличить продажи многие производители предлагают очень привлекательные с точки зрения дизайна решения.

Характерными чертами чугуна, помимо неприглядного внешнего вида, являются вынужденно большое внутреннее сечение сечения и медленное движение теплоносителя в нем.Это приводит к заиливанию радиаторов и необходимости периодической (раз в 2-3 года) промывки.

Чугун боится гидроудара. Типичное рабочее давление, заявленное для чугунного радиатора, составляет 9-10 атмосфер.

Еще одна неприятная особенность чугуна — протечка между секциями: паронитовые прокладки между ними через несколько лет по мере остывания радиатора могут начать пропускать воду. Проблема устраняется переборкой радиатора и заменой прокладок.

Полезно: часто отопительную систему с радиаторами, стоящими вне отопительного сезона, просто сваливают на лето. Для радиаторов в этом нет ничего страшного: при нагревании секции будут выдавливать прокладки и протечки прекратятся. Но стальные стояки и вкладыши без воды быстро приходят в негодность из-за коррозии.

На фото — современный чугунный аккумулятор. Как видите, дизайн у изделия более чем удачный.

• Алюминий — материал с гораздо лучшей теплопроводностью по сравнению с железом.И последнее, но не менее важное: алюминий не обладает хрупкостью чугуна. Благодаря этому секция имеет небольшое внутреннее сечение и из-за быстрого движения воды в ней практически не забивается со временем: недостаток внутреннего объема компенсируется большой площадью оребрения.

Радиаторы, как правило, очень красивы внешне и прекрасно вписываются в любой дизайн. К недостаткам можно отнести ограниченную устойчивость к гидроударам (рабочее давление в алюминиевых радиаторах — от 12 до 16 атмосфер) и способность алюминия образовывать гальванические пары с другими металлами.

В частности, расположение в одной цепи алюминиевого радиатора и медных трубок приводит к ускоренному разрушению алюминия.

• Обе алюминиевые проблемы решены в биметаллических радиаторах : Алюминиевая оболочка с ребрами, снабженная сердечником из коррозионно-стойких марок стали. В результате разрушающее давление для лучших образцов радиаторов может достигать 200 атмосфер (пример — отечественная линия «Монолит», для которой заявлено РАБОЧЕЕ давление 100 атмосфер).

Единственный недостаток радиаторов — высокая цена. Он может превышать 700 рублей за одну секцию.

• Полностью стальные обогреватели — это пластинчатые, трубчатые радиаторы и конвекторы. Стальные трубчатые радиаторы и конвекторы чрезвычайно долговечны и без всяких оговорок могут использоваться в системах центрального отопления.
№

Ламеллярные изготавливаются как компактное решение: они имеют минимальную толщину и практически не занимают места в помещении.Однако, когда толщина стенок меньше миллиметра и они изготовлены из коррозионно-стойких сталей, их трудно рекомендовать к покупке.

• Конвектор может быть медно-алюминиевый . Трубка из меди традиционно служит транспортировкой теплоносителя. Выбранный материал обусловлен гораздо более высокой теплопроводностью даже по сравнению с алюминием.

А вот ребра — алюминиевые, предназначены для удешевления отопительного прибора. Медно-алюминиевые нагревательные устройства относительно дороги, но они обеспечивают отличную теплопередачу при компактных размерах.

• Напоследок стоит упомянуть отопительные приборы, которые чаще всего изготавливаются вручную. Это так называемые регистры — несколько стальных труб большого диаметра, соединенных в замкнутый контур. Трубы соединяются сваркой; сверху приварен дефлектор, снизу — отводной.

Внешний вид изделия оставляет желать лучшего, но регистры способны обеспечить огромную теплоотдачу при минимальных затратах.

Как выбрать радиаторы отопления по материалу в зависимости от специфики отапливаемого помещения?

• Для центрального отопления с его непредсказуемыми условиями давления и температуры биметаллические радиаторы будут лучшим выбором.Человеческий фактор никто не отменял: слесарю достаточно открыть вентиль дома в лифтовом узле БЫСТРО при запуске отопления — и уже через секунду давление в системе отопления может подняться до значений, которые пара в разы выше обычных.

Кроме того, это может привести к отрыву клапана винтового клапана на стояке или внезапному закрытию пробкового клапана. Прочность биметаллического утеплителя в этом случае убережет ваше имущество от затопления горячей и очень грязной водой.

Внимание: установка прочного биметаллического радиатора на пластиковую или металлопластиковую облицовку лишает затею всякого смысла. Используйте только прочные стальные трубы. Желательно — оцинкованный.

• В частном доме с автономным отопительным контуром и собственным котлом вы полностью контролируете как параметры отопления, так и материал, из которого изготовлены футеровки и стояки. Здесь лучше всего подходят алюминиевые радиаторы: их тепловая мощность равна или немного выше, чем у биметаллических отопительных приборов, и они намного дешевле.

Если планировка дома и пространство под отделку пола это позволяет, популярным вариантом является установка напольных медно-алюминиевых конвекторов. При этом в поле зрения остаются только горизонтальные решетки, через которые от конвекторов удаляется нагретый воздух.

• Наконец, в гаражах, теплицах и других помещениях сугубо утилитарного назначения на первом месте стоит сочетание теплопередачи и низкой стоимости. Совершенно равнодушен внешний вид отопительных приборов.

Здесь лучшим выбором становится регистр: он заваривается до нужного вам размера и, если вы сделаете его самостоятельно, стоит затрат на трубы и электроды.

Выбор любого радиатора начинается с определения количества тепла, которое он должен генерировать в квартире или доме. Этот показатель можно рассчитать по-разному. Среди них есть как простые, так и сложные. Самый простой предполагает использование пространства и учет высоты комнаты (но этот показатель в расчетах не участвует).

Стандартный метод выбора

Применяется только при высоте помещения менее 3 м. Реализуется следующим образом:

1. Определите площадь помещения. Например, 25 м².
2. Умножьте полученное значение на 100 Вт. По СНиП этот показатель — норма. В документе сказано, что на каждый квадратный метр нужно создавать 100 ватт. Получается, что источник тепла должен создавать 2 500 Вт или 2,5 кВт.
3. Результирующая мощность делится на теплоотдачу одной секции батареи. Этот шаг выполняется, когда вы планируете установить аккумулятор или батарею. Как известно, такую ​​конструкцию имеют чугунные, алюминиевые и биметаллические нагревательные устройства. Если в АКБ есть секция с теплоотдачей, равная 150 Вт, то нужно покупать устройство на 17 секций (2 500/150 = 16,6, округляем только в большую сторону).

Ситуация несколько иная. Они представляют собой цельную конструкцию, которую нельзя увеличивать или уменьшать.Поэтому учитывайте их полную мощность. Однако установка одного большого радиатора на 2,5 кВт была бы большой ошибкой. Это связано с тем, что для этих батарей используется другой метод расчета.
Некоторые особенности стандартного метода
Вышесказанное относится к тем комнатам, у которых одна внешняя стена, и теплопотери в которых невелики.

Однако, если в помещении увеличились теплопотери, необходимо отрегулировать общую мощность отопительных приборов (в нашем случае 2,5 кВт).

Регулировка должна быть:

1. Увеличение итоговой цифры на 20% в случае, если комната угловая (то есть две стены внешние).
2. Увеличение общей мощности на 10% при нижнем подключении радиатора.
3. Уменьшение общего количества тепла на 15-25%, если в комнате пластиковые окна.

В каждом случае к 2,5 кВт добавляется определенная процентная ставка. Если все эти факты имеют место, то цифра 2.5 кВт превратятся в 2,625 кВт. Затем нужно установить радиатор на 18 секций.

Еще проще

По его словам для отопления 2 кв. м необходимо установить одну кромку. Вдобавок к общему количеству ребер добавьте еще одно. Если комната имеет площадь 25 кв. м, то нужно выбрать отопительный прибор с 25/2 = 12,5 ребрами жесткости.

Округляя эту фигуру и прибавляя к ней 1, получаем 14 ребер. Как видите, этот результат меньше числа, полученного стандартным методом.

Конечно, отсутствие 3-х ребер не позволит нормально отапливать помещение. Поэтому этот метод лучше всего использовать как приблизительный. На момент покупки он не должен использоваться как основной.

Для его определения одной площади комнаты недостаточно. Необходимо знать высоту, а также нанести цифру 41. Согласно СНиП радиатор отопления должен генерировать 41 Вт на 1 куб. м. Как видно, для выбора прибора панельного отопления нужно делать расчет по объему.

Алгоритм простой:

1. Определение площади.
2. Определение объема (площадь умноженная на высоту).
3. Умножьте громкость на 41.
4. Окончательный результат скорректирован с учетом вышеуказанных процентов.

После получения. Вы можете установить одно мощное устройство. Такой вариант подходит для комнат, в которых есть одно большое окно. Если их две, то лучше использовать две панели с теплоотдачей 1.25 кВт.

Аналогичным образом подбираем отопительные приборы для помещений с потолком более 3 м.

Расчет радиаторов отопления — задача крайне важная. Неправильно подобранные батареи с недостаточным количеством секций не смогут нормально обогреть жилое пространство. Большее количество секций, чем необходимо, приведет к неэффективности системы отопления.

На современном рынке представлен огромный выбор радиаторов отопления, в том числе и дизайнерские.Батареи водяного отопления различаются по материалу, теплопотерям и теплопередающей способности. Перед тем, как сделать окончательный выбор, следует уточнить параметры дома — это позволит не ошибиться в решении вопроса.

Виды радиаторов

В современных квартирах радиаторы используются из таких материалов:

• сталь;
• чугун;
• алюминий;
• биметаллический.

По конструктивным свойствам они делятся на две группы:

При выборе батарей важно знать следующее:

1. Мощность обогревателей обязательно должна соответствовать норме отопления: на квадратный метр помещения, имеющего одну внешнюю стену и окно, должно приходиться 100 Вт.
2. 30% к расчетной мощности прибавляется, если две стены внешние и два окна.
3. 5-10% прибавляется к мощности, в том случае, если окна выходят на север или радиаторы установлены в нише.
4. Если указанные выше коэффициенты совпадают, проценты складываются.

Рассчитайте заранее также количество секций, а также тип радиаторов, ориентируясь на площадь помещения. Однако наличие высоких потолков не даст правильных результатов.Если высота комнаты стандартная, то расчеты довольно просты. Как уже было сказано, на один «квадрат» требуется 100 ватт в час, то есть несложно подсчитать, сколько секций нужно для обогрева помещения.

Например, площадь комнаты 25 м2. Умножьте это число на 100 и получите 2500. Это означает, что необходимо отапливать 2,5 кВт в час. Этот результат делится на указанное в документации на радиатор значение — количество тепла, выделяемого одной секцией.

Итак, если мы знаем, что он выделяет 180 Вт, то производим такие действия; 2500 делим на 180 и получается 13.88. При округлении получается 14 — это количество секций нагревательного прибора.

Обязательно учтите потери тепла. Угловая комната, или та, в которой есть балкон, естественно медленнее нагревается и быстрее отдает тепло. Тогда расчет производится с запасом не менее двадцати процентов.

Как правильно выбрать радиатор смотрите в видео:

1.
2.
3.

Особое значение при обустройстве любого жилища, безусловно, уделяется оборудованию качественной системы отопления.Чтобы теплоснабжение дома работало стабильно и умеренно экономично, требуется правильно подобрать отопительные приборы, которые будут выполнять обогрев жилища. О том, как выбрать радиатор отопления, а также о видах этого оборудования и их технических характеристиках, речь пойдет ниже.

Разновидности отопительных приборов

Выбор радиаторов отопления — процесс очень ответственный, поэтому прежде чем решить, какому варианту отдать предпочтение, следует подробно изучить типы этих устройств, а именно:

1. Чугунные батареи .Этот материал является традиционным в оборудовании системы отопления и используется уже не один десяток лет. При этом современные модели аккумуляторов, изготовленные из чугуна, внешне практически ничем не отличаются от знакомой каждому старой продукции. Однако при желании приобрести устройство, уникальное по своей конструкции, всегда можно найти те образцы радиаторов, которые имеют особый внешний вид с точки зрения дизайна.
   
   Как бы то ни было, штатное оборудование имеет не только неважную конструкцию, но и необходимость обеспечения большого внутреннего сечения секции, что неизбежно снижает скорость циркуляции в ней теплоносителя.В результате такая батарея требует промывки не реже двух раз в год.
   
   Среди недостатков таких моделей следует отметить также низкую стойкость чугунных радиаторов к гидроударам. Стандартное рабочее давление в таких устройствах колеблется от трех до десяти атмосфер.
   
   Еще одна отрицательная сторона таких моделей — частые протечки, возникающие в пространстве между секциями, так как паронитовые прокладки, которые устанавливаются в этих местах, со временем начинают пропускать воду. Решить эту проблему можно, только перебрав аккумуляторную батарею и заменив эти прокладки.
   
   Осуществляя подбор радиаторов, особенно для изделий из чугуна, необходимо помнить, что для оптимизации работы всей системы отопления и исключения возможных неисправностей рекомендуется производить сброс радиатора в теплое время года. Такое мероприятие не нанесет никакого вреда оборудованию, а наоборот избавит его от протечек и не допустит образования коррозионного покрытия.
2. Радиаторы алюминиевые .Теплопроводность этого материала значительно превышает теплопроводность чугуна, что положительно сказывается на эффективности алюминиевых радиаторов. К тому же эти аккумуляторы намного прочнее, поэтому внутреннее сечение секции небольшое, и теплоноситель в нем циркулирует быстро, не забивая внутреннее пространство при работе.
   
   Алюминиевые аккумуляторы обычно имеют очень привлекательный внешний вид и могут гармонично вписаться в любой интерьер. Однако у этих агрегатов есть и недостатки: например, их устойчивость к гидравлическим ударам оставляет желать лучшего, поскольку их рабочее давление обычно не превышает параметра в 16 атмосфер.Алюминий также склонен к образованию гальванических пар с другими металлами. Это означает, что при наличии в отопительном контуре алюминиевых и медных элементов алюминиевые части конструкции со временем могут разрушиться.
3. Современным решением при обустройстве отопления является использование биметаллических радиаторов . Корпус этих устройств выполнен из алюминия, снабжен ребрами жесткости, а сердечник — из стали, устойчивой к коррозии. Рабочее давление этих устройств может достигать 200 атмосфер, в результате чего КПД биметаллических радиаторов отопления очень высок.
   
   Основным недостатком таких устройств является их высокая стоимость.
4. Радиаторы отопления стальные . К этой категории можно отнести несколько типов устройств — пластинчатые батареи, трубчатые радиаторы и конвекторы. Если говорить о долговечности, то самыми надежными считаются пластинчатые модели стальных батарей и конвекторов, для их эксплуатации в системах отопления не требуется никаких особых условий.
   
   Приборы пластинчатого типа имеют компактные размеры, их толщина очень мала, поэтому производя подбор радиаторов отопления по площади помещения, в случае нехватки места можно обратить внимание на такие агрегаты.Но, как выясняется, из-за небольшой толщины стенок сталь в таких изделиях плохо справляется с последствиями коррозии.
5. Говоря о конвекторах как о отопительных приборах , стоит упомянуть их вариант, в котором используются медь и алюминий. Подача теплоносителя в таких устройствах осуществляется по медной трубке, так как именно этот материал обладает высокой теплопроводностью.
   
   Оребрение представлено алюминиевым, в результате чего цена устройства значительно снижается.Несмотря на то, что общая стоимость таких моделей довольно высока, они отлично справляются с обогревом жилища, обеспечивая отличную теплоотдачу даже при его небольших размерах.
6. Рассматривая, как выбрать радиатор, следует также упомянуть те изделия, которые можно изготовить своими руками. Такие агрегаты обычно называют регистрами и представляют собой несколько стальных труб большого диаметра, соединенных в непрерывный замкнутый контур. Соединение составных частей этих устройств осуществляется сваркой (сверху монтируется дефлектор, снизу приваривается перемычка).
   
   Несмотря на некоторую внешнюю неповоротливость таких агрегатов, они способны качественно обогреть жилое пространство, не затрачивая при этом большого количества энергии.

Как выбрать радиатор отопления — основные критерии выбора

На выбор того или иного отопительного прибора во многом влияют некоторые особенности обустроенного помещения, но благодаря широкому всегда можно выбрать подходящий вариант.

Итак, перед покупкой того или иного оборудования следует ознакомиться со следующими рекомендациями по выбору отопительных приборов:

• центральное отопление, скорее всего, будет оснащено биметаллическими нагревательными приборами, способными выдерживать любые температурные условия и нестабильность давления в таких системах.Так, скачки давления в ЦО довольно часты, это может быть вызвано быстрым открытием клапана элеваторного узла, и отрывом клапана винтового клапана или резким перекрытием клапана пробкового типа. . Благодаря своей прочности биметаллические радиаторы смогут защитить всю систему от внезапных поломок и предотвратить неожиданное затопление.
  
  Важно помнить, что установку биметаллической батареи на вкладыш из пластика или металлопластика делать крайне не стоит.Единственно правильным решением будет установка таких батарей вместе с оцинкованными стальными трубами;
• в зданиях частного типа, где контур отопления регулируется автоматически, а котел выступает в качестве основных нагревательных элементов, лучше всего использовать алюминиевые радиаторы, так как по теплопередаче они примерно равны биметаллическим моделям, а по стоимости намного ниже.
  
  В том случае, если площадь постройки большая, то еще одним вариантом устройства отопительного прибора является установка медно-алюминиевого конвектора под полом.В такой конструкции останутся видимыми только горизонтально расположенные решетки, которые служат местом отвода горячего воздуха;
• в помещениях бытового назначения, таких как гаражи, теплицы и т. Д., Лучше всего будет выбрать тот, который сочетает в себе хорошие показатели теплоотдачи при невысокой стоимости. Такое устройство можно изготовить с помощью регистратора ручной работы, который выполнен по размеру помещения.

Как рассчитать количество секций в батарее по площади

Принцип расчета количества секций в бытовых отопительных приборах пластинчатого, трубчатого типа, а также в конвекторах несложен, так как обычно информация о необходимой теплопроизводительности указывается непосредственно производителем (читайте также: «»).Как правило, среднее значение для одной секции — это параметр 180 Вт.

Для того, чтобы рассчитать необходимое количество секций, необходимое для конкретной конструкции, необходимо общий параметр теплопотребления разделить на коэффициент теплопередачи одной секции. Например, если потребность в тепле для конкретного помещения составляет 12000 Вт, то количество секций легко рассчитать по следующей формуле: 12000/180 = 67 секций.

Таким образом, можно сказать, что нет особых сложностей в выборе отопительного прибора, наиболее подходящего для данного здания, важно только учитывать технические особенности как самого здания, так и отопительного прибора. .Чтобы более подробно изучить все варианты обогревателей, вы всегда можете обратиться к установщикам такого оборудования или поставщикам, которые смогут предоставить подробные фото моделей и видео о том, как правильно их подключить.

Видео о том, как правильно выбрать радиатор:

Оптимизация теплового и структурного проектирования литий-ионных аккумуляторов для получения энергоэффективной системы управления температурным режимом аккумуляторов (BTMS): критический обзор

Гибридное охлаждение

Jaguemont et al.[110] провел трехмерное моделирование аккумуляторных элементов типа литий-ионных конденсаторов (LiC) с целью оптимизации температуры, однородности температуры и размера аккумулятора. Тепловая модель аккумуляторного модуля была построена с помощью Multiphysics COMSOL, а эквивалентная электротермическая модель — с помощью Matlab. Для охлаждения использовались три различных метода. В первом методе было предложено использовать пластину жидкостного охлаждения, во втором методе используется материал с фазовым переходом (PCM), и, наконец, для получения оптимизированного решения была принята комбинация пластины жидкостного охлаждения и PCM (гибрид).Полученные результаты этого исследования показывают, что гибридный метод охлаждения является оптимальным выбором для контроля однородности температуры и температурного градиента внутри аккумуляторной батареи. Аналогичным образом Zhao et al. [111] провели экспериментальный и численный анализ модуля LIB, состоящего из 40 цилиндрических ячеек, с целью оптимизации температуры, веса и объема аккумуляторного модуля. Система терморегулирования батареи использует встроенный PCM, принудительное воздушное охлаждение и комбинацию PCM и системы воздушного охлаждения (гибридной).Модель турбулентности напряжения Рейнольдса и ренормгруппы, k-ε модель, использовалась для исследования поля потока воздуха внутри аккумуляторного модуля. Результаты этого исследования показывают, что при использовании принудительного воздушного охлаждения в сочетании с охлаждением PCM (гибридное охлаждение) равномерность распределения температуры внутри аккумуляторной батареи может быть оптимизирована. Zhao et al. [111] использовали метод кажущейся теплоемкости для определения распределения температуры в элементах батареи, окруженных областью PCM, и он дается следующим образом:

$$ \ sigma_ {pcm} S_ {p, pcm} \ frac {\ частичный T} {{\ partial \ tau}} = \ nabla \ cdot \ left ({K \ nabla T} \ right) $$

(16)

где σ — плотность, а нижние индексы pcm указывают на свойства PCM, K — теплопроводность, а T — температура.

Где

$$ \ begin {выровнено} S_ {p, pcm} & = S_ {s}; \, T \, <\, T_ {s} {\ text {, твердая фаза}} \\ S_ {p, pcm} & = \ left ({1 - \ beta} \ right) S_ {s} + \ beta S_ {l} + \ frac {{h_ {f}}} {{T_ {l} - T_ {s}}}; \, T_ {s} \, <\, T \, <\, T_ {l} {\ text {, твердая или жидкая фаза}} \\ S_ {p, pcm} & = T_ {l}; \, T {>} T_ {l} {\ text {, жидкая фаза}} \\ \ end {align} $$

(17)

где \ (h_ {f} \) — скрытая теплота фазового перехода.\ (S_ {l} \), \ (S_ {s} \) — удельная теплоемкость PCM в соответствующем жидком и твердом состоянии. β — жидкая фракция ПКМ и может быть выражена как-

$$ \ beta = \ frac {{T — T_ {s}}} {{T_ {l} — T}} {\ text {for}} T_ {s}

(18)

где \ (T_ {l} \) и \ (T_ {s} \) — верхняя и нижняя границы диапазона плавления ПКМ. Сравниваются контурные графики для распределения температуры и скорости как во встроенном, так и в оригинальном аккумуляторных блоках PCM, и было обнаружено, что встроенный аккумуляторный блок PCM дает более равномерное распределение температуры, что можно считать лучшим оптимальным аккумуляторным блоком.Контуры показаны на рис. 38.

Рис. 38

Температурные контуры в аккумуляторном элементе a аккумулятор без встроенного PCM, b аккумулятор без встроенного PCM, c аккумулятор без встроенного PCM, d Аккумуляторный блок со встроенным PCM (оптимальный аккумуляторный блок), температурные контуры канала охлаждающей жидкости, аккумуляторный блок e со встроенным PCM (оптимальный аккумуляторный блок), контуры скорости, f Аккумуляторный блок со встроенным PCM (оптимальный аккумуляторный блок) [ 111]

Wu et al.[112] построили двухмерную тепловую модель для больших модульных батарей с высокой скоростью разряда, охлаждаемых парафином или композитом из вспененного графита (EG) на основе PCM и листа пиролитического графита (PGS). Характеристики батареи оптимизированы с точки зрения энергосбережения, однородности температуры и температурных колебаний внутри модуля батареи. Модель батареи 2X6 была построена с использованием надежного пакета САПР, а часть моделирования выполняется в ANSYS-Fluent, коммерчески доступном инструменте CFD. Замечено, что когда PCM используется в сочетании с PGS, тепловые характеристики улучшаются, и однородность температуры в модуле батареи может регулироваться на более высоком уровне.Результаты этого исследования ясно показывают, что комбинация модуля PCM / PGS (гибридный модуль) дает наилучшую оптимальную производительность. На рисунке 39 показано максимальное изменение температуры и разница температур в двух аккумуляторных модулях, то есть PCM и PCM / PGS для различных коэффициентов конвективной теплопередачи, и этот рисунок ясно показывает, что модуль PCM / PGS более оптимален по сравнению с модулем PCM.

Рис.39

Оптимизированное сравнение максимальной температуры между модулем PCM и модулем PCM / PGS a 10 Wm ⁻² K ⁻¹ , b 50 Wm ⁻² K ⁻¹ , температура Сравнение разницы между модулем PCM и модулем PCM / PGS, c 10 Wm ⁻² K ⁻¹ и d 50 Wm ⁻² K ⁻¹ [112]

Это было заявлено из над рис.39 видно, что с увеличением коэффициента конвективной теплоотдачи максимальная температура в аккумуляторном блоке снижается и является оптимальной для встроенного модуля PCM / PGS. Линг и др. [113] использовали как экспериментальный, так и численный подход для изучения тепловых характеристик LIB с 12 модулями. Целью данного исследования было оптимизировать массовую долю композитного ПКМ, вес аккумулятора, компактность и максимальную температуру в аккумуляторных модулях. Методология поверхности отклика (RSM) была применена в качестве метода оптимизации.Для улучшения системы терморегулирования аккумуляторных модулей использовалось жидкостное охлаждение в сочетании с различными массовыми долями композита PCM / EG. Численное моделирование выполняется с помощью Ansys-Fluent, а основные уравнения для потока жидкости решаются с помощью алгоритма SIMPLE. Полученные результаты этого исследования показывают, что максимальную температуру и разницу температур в батареях можно уменьшить в большей степени, просто увеличив расстояние между батареями. Композитный PCM / EG с высокой теплопроводностью и плотностью может улучшить тепловые характеристики аккумулятора.

В приведенной выше таблице 5 дается краткий обзор различных гибридных стратегий охлаждения, принятых Лингом и др. [113] и было обнаружено, что вариант 3 с малой массовой долей композитного ПКМ / ЭГ вместе с жидкостным охлаждением будет оптимальным выбором для БТМС с точки зрения контроля максимальной температуры, распределения температуры и однородности температуры. Беккер и др. [114] численно исследовали характеристики системы LIB гибридного типа, состоящей из различных аккумуляторных блоков, таких как призматические, карманные и цилиндрической формы.Целью использования гибридной аккумуляторной системы было оптимизировать срок службы батареи, ее вес, объем и ее стоимость. Для достижения желаемой оптимизации использовался алгоритм стратегии эволюции адаптации ковариационной матрицы (CMAES). В аккумуляторной системе используется пассивное охлаждение наряду с активным воздушным или жидкостным охлаждением (гибридное охлаждение) для изучения BTMS. Численное моделирование тепловой модели батареи было выполнено с использованием модели транспортного средства Matlab Simulink для различного количества параметров, таких как формат батареи, состав электродов батареи, плотность мощности и плотность энергии.Результаты этого исследования показали, что использование гибридной системы охлаждения аккумулятора в электромобилях снижает вес, объем и стоимость всей модели аккумулятора.

Таблица 5 Оптимальный выбор гибридного охлаждения [113]

Рисунок 40 иллюстрирует работу метода оптимизации, принятого в этом исследовании, вместе с моделью транспортного средства. Первоначально было определено количество различных параметров, которые будут проверяться алгоритмом CMAES, и этот тест повторяется 1000 или более раз, пока не будет получен оптимизированный результат.На рисунке 41 показаны выходные результаты, полученные для одного аккумуляторного блока и гибридного аккумуляторного блока в сравнении для пяти различных электромобилей, и из рисунка ясно видно, что гибридная аккумуляторная система используется в компактных, средних, высоких классах и внедорожниках. будет лучшим выбором по сравнению с одним аккумулятором.

Рис. 40

Метод оптимизации с моделью транспортного средства [114]

Рис. 41

Оптимизация гибридной аккумуляторной системы в пяти различных электромобилях [114]

Kong et al.[115] выполнили экспериментальное и численное исследование LIB катода LiNiMnCoAlO2 (NMC) с оптимизацией конструкции между ячейками, расстоянием между ячейками, числом каналов и скоростью охлаждающей жидкости. Сопряженная система управления тепловым аккумулятором с жидкостным охлаждением (CPLS) PCM использовалась для поддержания температуры аккумулятора в заданных пределах. Численное моделирование проводилось с помощью программного обеспечения COMSOL Multiphysics, и полученные результаты показывают, что увеличение расстояния между ячейками более 5 мм улучшает тепловые характеристики аккумуляторной системы, в то время как расстояние между ячейками более 2 мм улучшает однородность температуры.На рисунке 42 показано поведение температуры в аккумуляторном блоке для трех различных систем охлаждения, и четко видно, что температура резко повышается при естественной конвекции, в то время как падение температуры наблюдается при охлаждении PCM, в то время как более эффективное распределение температуры наблюдается для системы охлаждения CPLS. Таблица 6 представляет собой обзор оптимизации охлаждения на основе гибридного метода.

Рис. 42

Температурные профили для a Охлаждение естественной конвекцией, b PCM-охлаждение, c CPLS-охлаждение [115]

Таблица 6 BTMS на основе деталей оптимизации гибридного охлаждения

Air-Cooling

Wang и другие.[116] выполнили численное моделирование LIB, состоящего из 36 призматических ячеек, с целью оптимизации срока службы батареи, мощности вентилятора и объема батареи. В данном исследовании BTMS использует воздух в качестве охлаждающей среды. Тепловая модель аккумуляторного модуля смоделирована с помощью Ansys-Fluent. Решающая программа на основе давления вместе с моделью турбулентности k-ε используется для моделирования условий потока жидкости. Эффекты теплопередачи тепловым излучением в данной работе полностью не учитываются.{\ prime} \) — это тепло, выделяемое в аккумуляторном элементе. I течет ток в аккумуляторной батарее. \ (V_ {o} \) — напряжение в разомкнутой цепи. \ (V_ {c} \) — напряжение ячейки. \ (R_ {i} \) — внутреннее сопротивление элемента батареи току.

На Рис. 43 выше показан метод последовательности Соболя, наиболее широко используемый для суррогатного моделирования аккумуляторной батареи. Метод последовательности Соболя дает наилучшую возможную однородность и оптимальность решения по сравнению с другими доступными методами. Исследование также предсказывает взаимосвязь между потерянной емкостью батареи, сроком службы батареи и температурой батареи, которая проиллюстрирована на рис.44. Был сделан вывод, что LIB теряет свою емкость с увеличением времени, в течение которого использовалась аккумуляторная батарея, и с увеличением температуры внутри аккумуляторной батареи. Существует критическое значение времени использования и температуры, при превышении которого емкость аккумулятора резко снижается.

Рис. 43

Распределение плана экспериментов в BTMS на основе многопрофильной оптимизации дизайна (MDO) [116]

Рис. 44

Взаимозависимость между температурой батареи, временем автономной работы и емкостью батареи.[116]

Шахид и Чааб [117] выполнили экспериментальный и численный анализ блока LIB, состоящего из цилиндрических аккумуляторных элементов, с целью получения наилучшего охлаждающего устройства для оптимизации максимального распределения температуры, однородности температуры, массового расхода воздуха и мощности. требуется для системы охлаждения. Авторы предложили четыре различных устройства на впускном пространстве аккумуляторной батареи, чтобы выяснить, какое из четырех устройств охлаждения является оптимальным.Численное моделирование тепловой модели выполняется с помощью Ansys-Fluent, а моделирование воздушного потока выполняется с помощью k-ω модели переноса напряжения сдвига (SST). Контуры, построенные для скорости воздуха, кинетической энергии турбулентности и температуры в аккумуляторном блоке с наиболее оптимальным расположением из четырех схем, показаны на Рис. 45.

Рис. 45

a Контуры скорости, b турбулентность контуры кинетической энергии и контуры температуры c для оптимального расположения системы охлаждения [117]

Количественное определение было проведено на рис.45 видно, что наилучшее оптимальное расположение аккумуляторного блока обеспечивает лучшую равномерность распределения температуры, высокий уровень энергии потока охлаждающей жидкости, что делает его наилучшей оптимальной конфигурацией BTMS. Zhang et al. [106] провели аналитическое, экспериментальное и численное моделирование литий-ионного аккумулятора карманного типа, подверженного воздействию потока воздуха, выступающего в качестве охлаждающей среды. Основная цель этого исследования заключалась в оптимизации распределения температуры, однородности температуры и максимальной температуры в аккумуляторном отсеке. Исследование было проведено для различных схем аккумуляторов, собирающих электрический ток, так как расположение сборных язычков изменяет плотность тока, что в дальнейшем изменяет локализованную скорость тепловыделения аккумуляторного отсека.Для анализа использовался подход к моделированию, связанный с электрохимическим, электрическим и тепловым взаимодействием, и полученные результаты подтверждаются экспериментально вместе с численным моделированием, выполненным с помощью COMSOL. Полученные результаты этого исследования показывают, что симметричное расположение язычков обеспечивает лучшую однородность температуры на поверхности батарейного отсека, тогда как язычок на противоположной стороне вдоль большей длины батарейного отсека более эффективно контролирует максимальную температуру. Скорость тепловыделения (HGR) в элементе аккумуляторной батареи определяется следующим образом:

$$ HGR_ {total} = C_ {t} \ left ({V_ {oc} — V_ {w}} \ right) — C_ { t} T \ frac {{dV_ {oc}}} {dT} $$

(21)

где \ (HGR_ {total} \) — общая скорость тепловыделения в ячейке, \ (C_ {t} \) полный ток, проходящий через ячейку, \ (V_ {oc} \) напряжение холостого хода, \ (V_ { w} \) рабочее напряжение, T — температура ячейки, а \ (\ frac {{dV_ {oc}}} {dT} \) — доля энтропии температуры.{{\ prime}} \) удельное сопротивление собирающей пластины, i обозначает положительный или отрицательный электрод, \ (N_ {cc} \) количество токоприемников. На рис. 46 показано распределение температуры внутри аккумуляторного отсека для разного расположения собирающих язычков в начале и в конце процесса разряда батареи, можно легко предсказать, что лучше разместить собирающий язычок на противоположной стороне на большей длине мешка симметрично. чтобы получить наиболее оптимальную тепловую конструкцию пакета LIB.

Фиг.46

Распределение температуры в аккумуляторном отсеке для различного расположения собирающих язычков. e-B2 — оптимальное расположение собирающего язычка с точки зрения теплового дизайна аккумуляторного отсека [106]

Wang et al. [118] выполнили трехмерное численное моделирование 10 призматических ячеек LIB, охлаждаемых воздухом, с целью оптимизации срока службы батареи, тепловой структуры батареи и ее объема. Метод мультидисциплинарной оптимизации дизайна (MOD) на основе точности использовался для оптимизации BTMS вместе с методом адаптивного переключения моделей (AMS), чтобы облегчить переключение между моделью переменной точности.Анализ BTMS проводился с использованием моделей разных уровней верности, таких как три суррогатные модели с низким уровнем верности и три настроенные модели с низким уровнем верности. Часть численного моделирования BTMS была выполнена с использованием программ Ansys и Abacus. Результаты этого исследования показывают, что модель переменной точности оказывается хорошей техникой для определения оптимального решения таких сложных междисциплинарных задач в BTMS. Срок службы батареи может быть увеличен в большей степени за счет минимизации разницы температур между элементами батареи и уменьшения объема батареи.

В приведенной выше таблице 7 показан список рассматриваемых проектных переменных с их начальными и оптимальными значениями, где от b1 до b11 обозначают расстояние между элементами батареи для прохода воздуха, а a1, a4 обозначают расстояние между впускным и выпускным коллекторами для прохода воздуха. Используемый здесь коллектор имеет коническую форму, величина конуса которого определяется значениями a1, a2, a3 и a4. На рисунке 47 показан процесс оптимизации призматических ячеек LIB с использованием модели переменной точности вместе с частью моделирования, выполняемой инструментом CFD.Был сделан вывод, что распределение температуры в каждом элементе батареи является оптимальным и, таким образом, увеличивает срок службы аккумуляторной системы.

Таблица 7 Оптимальные результаты для различных переменных дизайна, рассмотренных в исследовании Wang et al. [118] Рис. 47

Оптимальное распределение температуры в аккумуляторных элементах на основе модели переменной точности [118]

Ye et al. [119] предложили экспериментально и численно оптимизировать конструкцию призматической системы LIB, охлаждаемой потоком воздуха, с целью улучшения отвода тепла от внешней и внутренней поверхности батарей.Оптимизация рассеивания тепла достигается за счет использования метода параллельной вентиляции наряду с термодинамическим анализом сопряженной жидкости и твердого вещества. Моделирование тепловой модели батареи было выполнено с помощью программного обеспечения Fluent с многомасштабной многодоменной (MSMD) моделью. На основе полученных результатов этого исследования было обнаружено, что предложенная оптимизированная структура может очень эффективно контролировать распределение температуры в аккумуляторном блоке за счет улучшения скорости рассеивания тепла во время процесса разрядки аккумулятора.Оптимизированная структура аккумуляторного блока для улучшения отвода тепла от его поверхности показана ниже на Рис. 48. Для подтверждения равномерности температуры в каждой ячейке аккумуляторного блока смоделирована параллельная вентиляция с небольшим наклоном батареи.

Рис. 48

Оптимизированная конструкция батареи для максимального рассеивания тепла [119]

Рисунок 48 сравнение распределения температуры в аккумуляторных элементах до и после оптимизации [119]. Очень ясно видно, что температура в каждом элементе батареи высока до использования оптимизированной конструкции, а после использования оптимизированной конструкции батареи температура в элементе батареи снижается в большей степени.Лю и др. [120] провели экспериментальное исследование с целью определения оптимальной схемы зарядки литий-железо-фосфатной (LiFePO4) батареи, чтобы минимизировать время зарядки, колебания температуры и потери энергии в аккумуляторной системе. В этом исследовании используется многоцелевой алгоритм оптимизации на основе биогеографии (M-BBO) для достижения наиболее оптимальной схемы зарядки. Тепловая модель батареи состоит из передачи тепла и генерации тепла, которое рассеивается в окружающий воздух, а воздух выступает в качестве охлаждающей среды.Результаты, полученные в результате этого экспериментального исследования, показывают, что среди различных многоцелевых алгоритмов оптимизации заряда батареи BBO подход Strength Pareto BBO (SP-BBO) дает наилучшие возможные требуемые оптимальные цели.

Чен и др. [121] предложили оптимизацию конструкции параллельного БТМС с воздушным охлаждением для кубовидной LIB-упаковки. Первоначально расход воздуха в канале был рассчитан с использованием сетевой модели сопротивления потоку для эффективного охлаждения, затем необходимый угол камеры повышенного давления для воздушного потока был оптимизирован с помощью процедуры вложенного контура с методом Ньютона, и, наконец, ширина входа и выхода воздуха была оптимизирована с помощью методом счисления.Проверка оптимизированных результатов выполняется с помощью инструмента CFD с теми, которые использовались в предыдущих исследованиях. Полученные результаты этого исследования показывают, что при использовании оптимизированной конструкции конструкции в параллельном U-образном воздушном охлаждении BTMS максимальная разница температур между элементами батареи и энергопотребление может быть уменьшена в большей степени. Мощность, необходимая для системы BTMS, была указана следующим образом:

$$ Power = \ left ({P_ {i} — P_ {o}} \ right) af_ {o} $$

(23)

где \ (P_ {i} \) и \ (P_ {o} \) — средние давления на входе и выходе сечения прохода для воздушного потока, соответственно.{2}}}} {M + 1}} $$

(24)

где \ (S_ {af} \) — стандартное отклонение расхода воздуха в канале, M — количество столбцов батарей, M + 1 — количество каналов воздушного охлаждения, \ (af_ {j} \) — расход воздух в j-м охлаждающем канале, af ‘- среднее значение расхода воздуха во всех охлаждающих каналах.

Mei et al. [122] предложили оптимальное решение для расчета размеров выступов никель, кобальт, марганец (NCM111) / графитовый литий-ионный аккумуляторный отсек.Сопряженная электрохимико-термическая модель была использована для определения оптимальных размеров батарейных вкладок как экспериментально, так и численно. Численное моделирование трехмерного батарейного отсека было выполнено с помощью программного обеспечения COMSOL Multiphysics. Система охлаждения на основе воздуха использовалась с учетом эффекта конвекции и радиационной теплопередачи. Результаты, полученные в этом исследовании, ясно показывают, что путем расчета соответствующих размеров, т.е. путем увеличения ширины и толщины язычка батареи в ячейке мешочного типа, можно контролировать распределение температуры на поверхности батареи с улучшенными характеристиками.

Уравнение Аррениуса использовалось для описания взаимодействия между электрохимической и тепловой моделями и описывается следующим образом:

$$ \ Psi = \ Psi_ {ref} \ exp \ left [{\ frac {{U_ {a}}} {{R_ {g}}} \ left ({\ frac {1} {{T_ {ref}}} — \ frac {1} {T}} \ right)} \ right] $$

(25)

где Ψ — параметр, зависящий от температуры. \ (U_ {a} \) — энергия активации. \ (\ Psi_ {ref} \) — эталонное значение. \ (R_ {g} \) — газовая постоянная. T — температура батареи.\ (T_ {ref} \) — эталонное значение температуры батареи.

На рисунке 49 изображены изотермы и распределение температуры в аккумуляторном отсеке как для физического размера выступа, так и для оптимального размера язычка, и было обнаружено, что использование оптимальных размеров язычка может снизить вероятность накопления тепла, тем самым увеличивая плотность энергии батареи, а также улучшая уровень безопасности в аккумуляторной системе. Lei et al. [123] предложили оптимальное решение для зарядки LIB, основанное на скорости снижения емкости и потере энергии от батареи.Была создана эквивалентная экспериментальная модель батареи первого порядка при разном уровне заряда (SOC), и с помощью алгоритма динамического программирования было получено оптимальное значение тока. Результаты экспериментов были дополнительно подтверждены путем моделирования с помощью программного обеспечения Simulink. Результаты этого исследования показывают, что по сравнению с традиционным методом зарядки предлагаемый оптимальный метод зарядки значительно увеличивает срок службы батареи с уменьшением потерь энергии и деградации емкости.Ли и др. [124] провели трехмерное численное и экспериментальное исследование теплового поведения модуля LIB призматического типа, чтобы оптимизировать разницу температур между элементами батареи, стандартное отклонение температуры и пространство, необходимое для размещения батареи в электромобиле. Схема MOGA использовалась для оптимизации параметров конструкции, а численное моделирование проводилось с помощью Ansys-Fluent. В качестве охлаждающей жидкости использовался воздух, который будет проходить через проход между элементами батареи.Результаты этого исследования показывают, что использование предложенной оптимизированной конструкции с воздушным охлаждением для аккумуляторного модуля может уменьшить разницу температур, отклонение температуры и объем, необходимый для аккумуляторного модуля, по сравнению с обычным методом воздушного охлаждения. Рисунок 50 иллюстрирует разницу температур, отклонение температуры и объем, занимаемый элементами батареи в BTMS с воздушным охлаждением. Синие точки — это возможные точки, а красные точки — это точки, выбранные на основе метода оптимизации MOGA, который даст наилучший подходящий объем, необходимый для элементов батареи, что может снизить стоимость батареи.

Рис. 49

Изотермы и распределение температуры на поверхности батареи в конце разряда a физические размеры выступа, b оптимизированные размеры выступа [122]

Рис. 50

Выбор возможных точек на основе MOGA оптимизированная схема [124]

На рисунке 51 показано трехмерное распределение температуры в аккумуляторном модуле, состоящем из 8 ячеек, из рисунка видно, что температура в аккумуляторном модуле резко снизилась после оптимизации по сравнению с предшествующей оптимизацией вместе с уменьшением объем.Ли и др. [125] экспериментально и численно исследовали тепловые характеристики модуля LIB, состоящего из 36 призматических ячеек, с целью оптимизации максимальной разницы температур между элементами батареи, максимальной температуры охлаждающего воздуха между соседними проходами, равномерности распределения температуры и давления. падение на впускном и выпускном коллекторах. Для оптимизации задачи использовались два подхода: первый предполагал постоянные плотность и скорость, а второй — извлечение плотности и скорости из результатов моделирования CFD.Численное моделирование было выполнено с использованием Ansys-Fluent, а скорость давления была связана с помощью алгоритма SIMPLEC. Результаты этого исследования доказывают, что три основных конструктивных параметра, а именно: массовый расход воздуха, тепловой поток в элементе батареи и расстояние между соседними элементами батареи, играют жизненно важную роль в принятии решения о распределении температуры в модуле. Мощность вентилятора, используемая для обеспечения необходимого массового расхода в аккумуляторном модуле, была определена следующим образом:

$$ P_ {fan} = P_ {drop} \ frac {{m_ {a}}} {{\ rho_ {a} \ beta_ {fan}}} $$

(26)

где \ (P_ {drop} \) — падение давления воздуха на входе и выходе.\ (m_ {a} \) массовый расход воздуха. \ (\ rho_ {a} \) — плотность воздуха. \ (\ beta_ {fan} \) — эффективность вентилятора.

Рис. 51

a Распределение температуры в аккумуляторном модуле a до оптимизации, b после оптимизации [124]

В приведенной выше таблице 8 показано сравнение базовой модели BTMS и предлагаемых оптимальных моделей в этой учиться. Было обнаружено, что предложенная оптимизированная модель будет лучшим выбором для контроля однородности температуры в аккумуляторном модуле, а также для увеличения срока службы батареи.

Таблица 8 Оптимизированные модельные значения максимальной разницы температур между охлаждающим воздухом в проходах, максимальной разницы температур между элементами батареи и перепада давления воздуха

Liu and Zhang et al. [126] провели экспериментальный и численный анализ LIB с призматическим блоком ячеек с целью оптимизации конструкции батареи для минимизации максимальной температуры в блоке батареи, обеспечения однородности температуры и экономии энергии. Суррогатная модель, основанная на GA, использовалась для получения целей оптимизации.Была предложена система воздушного охлаждения BTMS J-типа и проведено сравнение с традиционными каналами типа Z и U. Численное моделирование было выполнено Ansys-Fluent с k-ε моделью для турбулентного потока теплоносителя. Результаты этого исследования показывают, что конфигурация J-типа для прохода воздуха оказывается более значимой, когда коллекторы сужаются в своем сечении. На рисунке 52 показано CFD-моделирование трех различных каналов, а именно типов U, Z и J. Тщательное сравнение этих трех каналов показывает, что с точки зрения однородности температуры и перепада давления канал J-типа более эффективен.На рисунке 53 показано распределение температуры и падение давления для оптимизированной конструкции канала J-типа в эталонных и сравнительных условиях с различной повторной выборкой, и был сделан вывод, что результаты эталонных условий были более концентрированными по сравнению с условиями сравнения.

Рис. 52

Оптимальное моделирование конструкции a U-образного канала, b Z-образного канала, c J-образного канала [126]

Рис. 53

Оптимизированного J-образного канала с коническими коллекторами [126]

Ji et al.[127] экспериментально и численно протестировали тепловые характеристики литий-ионных (LiNiCoMnO2) цилиндрических элементов, используя различное расположение батарей в модуле для достижения требуемой оптимальной однородности распределения температуры. Воздух используется в качестве охлаждающей жидкости для отвода тепла от аккумуляторного модуля. Для определения оптимальной физики модуля использовались два различных механизма, а именно арифметические и геометрические соотношения. Численное моделирование проводится с помощью программного обеспечения COMSOL Multiphysics на основе конечно-элементной схемы.Основные выводы из этого исследования заключались в следующем: (i) арифметическое соотношение расположения дает лучшую однородность в распределении температуры в модуле батареи по сравнению с геометрическим соотношением (ii) максимальная разница температур между элементами аккумулятора уменьшается до большего уровня за счет использования арифметического отношения расположения. На Рис. 54 показано поведение температуры внутри аккумуляторного модуля в его центральной части, когда скорость разрядки аккумулятора подходит к концу. Был сделан вывод, что в арифметическом соотношении достигается более равномерное распределение температуры по сравнению с геометрическим соотношением.

Рис. 54

Температурные контуры в аккумуляторном модуле для расчета арифметических и геометрических соотношений в конце разряда [127]

Qian et al. [128] экспериментально и численно оптимизировали расстояние между аккумуляторными элементами без изменения объема аккумуляторного блока, состоящего из цилиндрических литий-ионных элементов, подвергнутых потоку воздуха. Цель состоит в том, чтобы минимизировать максимальную разницу температур и максимальную температуру в элементах батареи. Метод байесовской нейронной сети был использован для получения оптимального интервала.Численное моделирование было выполнено Ansys-Fluent, и результаты, полученные в результате моделирования, используются для обучения нейронной сети. Поля течения решались с использованием алгоритма SIMPLE. Результаты исследования показывают, что расстояние между передней и задней панелями имеет незначительное влияние, в то время как расстояние слева направо отрицательно влияет на температуру внутри аккумуляторной батареи. С увеличением расстояния слева направо равномерность температуры в средней части аккумуляторной батареи значительно улучшилась.На рис. 55a – c показано влияние комбинации оптимального интервала на минимальную температуру, максимальную температуру и разницу температур соответственно. На рис. 55d показано влияние оптимальной комбинации интервалов на температурные контуры внутри аккумуляторной батареи. Хорошо видно, что с увеличением расстояния слева направо температура в средней части аккумуляторной батареи снижается в большей степени. Разницу температур можно использовать для отвода тепла от аккумуляторной батареи.

Рис. 55

Оптимальная комбинация интервалов a минимальная температура, b максимальная температура, c разница температур и d контуры температуры [128]

Li et al. [129] провели экспериментальное и численное моделирование электрохимической термически связанной трехмерной модели литий-ионных призматических элементов батареи для оптимизации таких параметров, как повышение средней температуры в батарее, толщина положительного электрода, температура окружающей среды на входе, объемная доля твердой фазы и твердые частицы. диаметр.Оптимизация проводилась с помощью методологии поверхности отклика (RSM) вместе с дисперсионным анализом (ANOVA), а моделирование проводилось с помощью программного обеспечения COMSOL Multiphysics. Результаты, полученные в результате этого исследования, показывают, что подходящий диапазон оптимальных параметров, таких как толщина положительного электрода составляла 40–70 мкм, диаметр положительного электрода 8-10 мкм и объемная доля твердой фазы находилась в диапазоне 0,5–0,7. На рисунке 56а показано влияние толщины батареи на температурные контуры внутри аккумуляторной батареи, а толщина батареи 22 мм дает минимальное повышение температуры.На рисунке 56b показана оптимальная точка взаимодействия для скорости зарядки, температуры окружающей среды на входе и среднего повышения температуры в батарее.

Рис. 56

a Температурные контуры при разной толщине батареи, b оптимальная точка взаимодействия [129]

Liu et al. [130] представили сравнительное исследование каналов охлаждения U-типа, Z-типа и J-типа в пакете LIB, чтобы оптимизировать максимальную температуру в батарее, однородность температуры, падение давления и соотношение мощности к весу (Таблица 9).Суррогатная модель, основанная на параллельном выборе суррогатной модели (COSMOS), использовалась для достижения оптимизации. Численное моделирование проводилось с помощью Ansys-Fluent с k-ε моделью турбулентности. Результаты исследования показывают, что предлагаемая конструкция канала J-типа обеспечивает лучшую эффективность охлаждения с точки зрения снижения максимальной температуры, разницы температур, лучшей однородности температуры и снижения перепада давления.

Таблица 9 Сравнение проточных каналов типов U, Z и J [130]

Где Tmax — максимальная температура батареи, ΔT — разность температур, а ΔP — перепад давления.В приведенной выше таблице 9 дается сравнение между тремя различными схемами охлаждения, использованными в данном исследовании, и из приведенной выше таблицы ясно видно, что схема охлаждения J-типа будет лучшим выбором по сравнению со схемами охлаждения U- и Z-типа. Отсюда был сделан вывод, что метод охлаждения J-типа был оптимальным выбором. В Таблице 10 представлены подробные сведения об оптимизации системы BTMS на основе воздушного охлаждения.

Таблица 10 Детали оптимизации BTMS на основе воздушного охлаждения

PCM и Composite PCM

Li et al.[131] проиллюстрировал экспериментальное и численное моделирование цилиндрической LIB, встроенной в композитный PCM EG / PA. Основная цель этого численного исследования — оптимизировать массу PCM в системе батарей, максимальную температуру в батарее и время, необходимое для поддержания батареи в пределах безопасной рабочей температуры. Для определения оптимальной массы ПКМ в BTMS использовался метод оптимизации оценочного индекса. Численное моделирование проводилось с использованием коммерческого программного обеспечения CFD Fluent, в то время как основные уравнения решались методом конечных элементов (МКЭ), тогда как уравнения теплопередачи решались с использованием метода энтальпии.{{}} \) — радиус блока PCM. \ (N_ {b} \) — количество батарей в BTMS.

На рисунке 57 показана минимальная масса в BTMS в зависимости от количества батарей и скорости тепловыделения в батарее. Было обнаружено, что с увеличением тепловыделения и количества батарей в системе батарей минимальная масса PCM увеличивается. Здесь основной целью этого исследования была оптимизация массы ПКМ. Parhizi и Jain [132] представили подход к аналитическому моделированию для оптимизации температуры поверхности и ядра LIB-элемента в аккумуляторной батарее с использованием системы управления температурой на основе PCM.В исследовании используется аналитический метод возмущений, чтобы прийти к оптимальному решению проблемы сопряженного охлаждения ЛИА с помощью ПКМ. {\ prime}}} {{\ rho C_ {p}}} t $$

(28)

где \ (T_ {if} \) — температура на границе раздела между PCM и аккумуляторной батареей.{\ prime}} \) — объемное тепловыделение в ячейке. ρ — массовая плотность ПКМ. \ (C_ {p} \) — теплоемкость ПКМ. \ (\ sigma_ {n} \) — собственные значения, а \ (\ tau \) — временной шаг для анализа переходных процессов. На рисунке 58 показано, что, когда скорость разряда батареи увеличивается, температура ядра в элементе увеличивается, что в конечном итоге увеличивает требуемую массу PCM и, таким образом, снижает уровень плотности энергии в аккумуляторной батарее. Таким образом, оптимальный выбор скорости разряда определяет оптимальную температуру ядра и плотность энергии в элементе батареи.

Рис. 57

Минимальная масса ( M _мин ) PCM В / с Тепловыделение ( Q _b ) в батарее [131]

Рис. 58

Оптимизация температура ядра ячейки и плотность энергии в зависимости от скорости разряда [132]

Wu et al. [133] использует PCM со стабилизированной формой для оптимизации распределения температуры, повышения температуры, улучшения тепловых характеристик и уменьшения размера и стоимости BTMS, состоящей из призматической литий-ионной батареи из оксида железа.Метод определения характеристик мощности гибридного импульса (HPPC) наряду с методом энтальпии использовался для определения наилучших оптимальных результатов. Как экспериментальное, так и численное исследование было выполнено с использованием Ansys-Fluent. Для определения наилучшей конфигурации PCMP в системе батарей использовалась трехмерная тепловая модель батареи с тремя стабилизированными пластинами PCM различной формы (PCMP). Результат этого исследования чисто предполагает использование упаковки PCMP вокруг элемента батареи для управления распределением температуры внутри элемента батареи, а также для улучшения тепловых характеристик батареи.Кроме того, исследование также дает критическое значение толщины PCMP и коэффициента конвективной теплопередачи, выше или ниже которого сильно влияет распределение температуры в аккумуляторном элементе. Рисунок 59 поясняет распределение температуры в призматическом элементе батареи с учетом трех различных случаев расположения PCMP во время разряда батареи. Было установлено, что корпус 3 будет лучшим выбором с точки зрения тепловых характеристик батареи и энергопотребления.

Рис. 59

Сравнение различных случаев PCMP для распределения температуры в призматической ячейке (вариант 3 — оптимальный выбор) [133]

Yang et al.[134] численно исследовали тепловые характеристики растягиваемого типа аккумуляторной батареи из оксида лития-кобальта (LiCoO2) для оптимизации максимальной температуры и разницы температур между элементами. Оптимизация проводилась с использованием многоцелевой оптимизации роя частиц (MOPSO), генетического алгоритма недоминантной сортировки типа III (NSGA-III) и эволюционного алгоритма Парето-II (SPEA-II). CPCM использовался в BTMS с другим расположением на поверхности аккумуляторного элемента.{2} T = q_ {реакция} + q_ {a} + q_ {ohmic} $$

(29)

где \ (\ rho \) — плотность. \ (C_ {pc} \) — удельная теплоемкость. Т — температура. \ (\ gamma \) — теплопроводность. \ (q_ {response} \) — выделение тепла из-за химической реакции в батарее. \ (q_ {a} \) — активное поляризационное тепло. \ (q_ {ohmic} \) — омическое тепло. Изменение распределения температуры на поверхности аккумуляторного элемента показано на рис. 60 для разного времени разряда.Из рисунка 60 видно, что с увеличением времени разряда равномерность температуры в батарее с оптимальной конструкцией CPCM лучше по сравнению с исходной конструкцией без CPCM.

Рис. 60

Температурные характеристики растяжимого аккумуляторного элемента оптимальной конструкции и оригинальной конструкции [134]

Weng et al. [135] провели экспериментальное исследование цилиндрического литий-ионного аккумуляторного элемента со слоем ПКМ, чтобы определить оптимальную толщину слоя ПКМ, температуру фазового перехода (PCT) ПКМ и время простоя во время динамического цикла.Эксперименты проводились при постоянном токе и постоянном напряжении с различной скоростью разряда. Результаты этого исследования показывают, что толщина слоя PCM играет важную роль в охлаждающей способности батареи, увеличение времени простоя улучшает эффективность охлаждения батареи. На рисунке 61 показано влияние толщины слоя ПКМ на изменение температуры в батарее, и было обнаружено, что существует оптимальная толщина слоя ПКМ (10 мм), которая дает наиболее эффективные охлаждающие эффекты.

Рис. 61

Влияние толщины слоя PCM на температуру поверхности батареи [135]

На приведенном выше рисунке 62 показаны различные циклы в батарее с изменением температуры и напряжения, когда время покоя составляло 5 минут.

Рис. 62

Изменение напряжения и температуры для различных циклов с временем покоя 5 мин [135]

Кривая A-B: Из-за выделения тепла при постоянном токе температура повышается.

Кривая B-C: При постоянном напряжении из-за тепловыделения видно падение температуры.

Кривая C-E: Температура увеличивается во время процесса разгрузки.

Кривая: E – F: Понижение температуры во время отдыха.

Ling et al. [136] выполнили экспериментальную, численную и тепловую оптимизацию свойств PCM, чтобы разогреть аккумуляторный модуль во время холодного запуска. Система терморегулирования состоит из литий-ионной аккумуляторной батареи, закрепленной с помощью PCM с парафином / расширенным графитом. Оптимизация была достигнута с помощью модели тепловой сети, которая была решена с помощью модели электрической схемы, интегрированной с Simulink.{\ prime \ prime} \) — удельная энтальпия фазового перехода парафина. K — теплопроводность композитного ПКМ. \ (\ rho_ {cpem} \) — плотность композитного PCM. \ (K_ {eg} \) и \ (\ rho_ {eg} \) — теплопроводность и плотность расширенного графита соответственно.

На рисунке 63 показаны три схемы охлаждения, используемые для изучения его влияния на среднюю температуру батареи, среднюю разницу температур, максимальную разницу температур, минимальную глубину разряда и разницу в глубине разряда.Был сделан вывод, что использование схемы интенсивного активного охлаждения парафин / ЭГ оказалось очень эффективным для управления температурным режимом аккумуляторного модуля. В Таблице 11 представлены подробности BTMS с использованием оптимизации композитного PCM.

Рис. 63

Сравнение температуры и емкости аккумулятора при трех различных условиях охлаждения [136]

Таблица 11 BTMS на основе PCM и композитного PCM

Водяная охлаждающая жидкость с мини-каналом

An et al. [137] Проведены численные испытания трехмерной тепловой модели LIB-ячеек пакетного типа с целью получения оптимального распределения температуры, максимальной разницы температур между элементами и высокой плотности энергии в аккумуляторной батарее.Упрощенная численная модель, основанная на граничном условии эффективного конвективного теплообмена, была использована для разработки оптимального решения при сопряженном условии теплопередачи на границе раздела аккумуляторной батареи и водяного хладагента. Программное обеспечение Ansys CFX, основанное на методе конечных объемов, использовалось для решения основных уравнений данной задачи. Результаты этого исследования показывают, что использование мини-канального охлаждения в BTMS может уменьшить максимальную разницу температур между элементами и увеличить удельную энергию аккумуляторной системы.{\ prime} \) — коэффициент трения Дарси. \ (L_ {b} \) — длина батареи. \ (d_ {h} \) — гидравлический диаметр. \ (\ partial_ {w} \) — плотность воды. U — средняя скорость воды в мини-канале.

Рисунок 64, показанный выше, подразумевает, что при увеличении ширины трубок с мини-каналами максимальная температура в аккумуляторном элементе падает, а также потери давления в части канала могут быть минимизированы, следовательно, требуемая мощность накачки также может быть минимизирована. В другом исследовании Tang et al. [138] также использовали комбинацию водяного хладагента и мини-канала для термического управления литий-ионными призматическими элементами батареи с целью оптимизации максимальной температуры, равномерности распределения температуры и уменьшения максимальной разницы температур между элементами батареи.В этом исследовании используется тепловая модель Бернарди с выделением тепла для достижения оптимальной конструкции батареи. Для BTMS использовались три различных компоновки: в первой компоновке холодные пластины с мини-каналом были размещены только на дне аккумуляторной батареи, во второй — холодные пластины были размещены с обеих сторон батареи, а в окончательной компоновке холодные пластины оставались включенными. стороны, а также внизу ячеек батареи. Полученные экспериментальные результаты были подтверждены численным моделированием с помощью решателя на базе ANSYS-Fluent FVM.{2} R_ {i} \) — джоулева теплота. \ (IT \ frac {{\ partial V_ {oc}}} {\ partial T} \) — теплота химической реакции.

Рис. 64

Влияние ширины мини-канала на a максимальная температура в аккумуляторном элементе, b Падение давления в мини-канале [137]

Из приведенного выше Рис. 65 ясно, что для той же скорости разряда Распределение температуры в аккумуляторном блоке и элементе в его центральной части более равномерное с пониженной максимальной температурой для конструкции «c» по сравнению с двумя другими конструкциями «a» и «b».Ли и др. [139] предложили численное решение для оптимизации распределения температуры и поддержания максимальной температуры в призматической ячейке и модуле LIB в безопасных условиях эксплуатации. Подобно Тангу и др. [138] в этом исследовании также была использована тепловая модель Бернарди по выработке тепла для оптимизации желаемых целей. BTMS, используемый в этом исследовании, основан на водяном теплоносителе, протекающем через канал, установленный между двумя соседними элементами батареи. Трехмерное численное моделирование выполняется с помощью Ansys-Fluent, конвективные члены решаются с использованием схемы QUICK, а связь давления и скорости выполняется с помощью алгоритма SIMPLE.Это исследование предполагает, что больше учитывается температура воды на входе, а не скорость потока, которая контролирует максимальную температуру в аккумуляторном модуле. Рисунок 66 выше показывает, что с уменьшением температуры воды на входе, протекающей через канал, средняя температура поверхности батареи также уменьшается, в то время как скорость разряда батареи и массовый расход воды сохраняются постоянными. Такое поведение ясно указывает на то, что температура воды на входе гораздо более значима по сравнению с ее массовым расходом.

Рис. 65

Распределение температуры в аккумуляторных элементах с тремя различными конфигурациями мини-канальных холодных пластин и конструкцией C является оптимальной конфигурацией [138]

Рис. 66

Влияние температуры воды на входе на среднюю температуру аккумулятора [139 ]

Li et al. [140] продемонстрировали численное и экспериментальное исследование литий-ионного призматического аккумуляторного элемента с целью оптимизации распределения температуры в аккумуляторном блоке, перепада давления и тепловых характеристик, а также конструктивного дизайна аккумулятора.Между двумя соседними элементами батареи вставлен мини-канал, по которому течет вода в качестве охлаждающей жидкости. Метод оптимизации MODO вместе с многоцелевым генетическим алгоритмом (MOGO) использовался для достижения желаемых результатов оптимизации, тогда как система BTMS на основе мини-канала была оптимизирована с использованием суррогатной модели. Программное обеспечение Ansys-Fluent использовалось для численного моделирования трехмерной модели тепловой батареи. Результаты этого исследования показывают, что с помощью нового предложенного оптимизационного дизайна разница температур, максимальная температура, энергопотребление и объем батареи могут быть уменьшены до приемлемого диапазона.На рисунке 67 показано распределение температуры внутри аккумуляторной батареи до и после оптимизации, и было обнаружено, что с помощью предложенного метода оптимизации температура в аккумуляторной батарее может поддерживаться на желаемом безопасном уровне. На рисунке 68 показаны контуры давления в мини-канале до и после оптимизации, и было замечено, что, используя предложенную суррогатную модель для оптимизации системы BTMS, потери давления в мини-канале могут быть уменьшены, следовательно, мощность, потребляемая системой охлаждения, также может быть увеличена. уменьшенный.

Рис. 67

a Распределение температуры в аккумуляторном блоке до оптимизации, b Распределение температуры в аккумуляторном блоке после оптимизации [140]

Рис. 68

Изменение давления в мини-канале a до оптимизации, b после оптимизации [140]

Аналогичное численное исследование было проведено Ye et al. [141] для оптимизации распределения температуры, максимальной температуры в аккумуляторной батарее LiFePO4 и распределения давления в охлаждающих пластинах с мини-каналами, в которых вода используется в качестве хладагента.Мини-канальные охлаждающие пластины были установлены на верхней и нижней частях аккумуляторных элементов, которые соединены последовательно. Стратегия ортогонального эксперимента использовалась для получения оптимальной конфигурации и параметров аккумуляторного модуля, а суррогатная модель использовалась для определения оптимальной геометрии охлаждающих пластин. Далее была построена трехмерная модель тепловой батареи с использованием пакета CATIA CAD, а анализ был проведен с помощью программного обеспечения Ansys Fluent. Результаты этого исследования показывают, что за счет увеличения количества каналов и поперечного сечения охлаждающих пластин распределение температуры и падение давления могут быть уменьшены в большей степени за счет поддержания постоянного расхода воды на входе в канал.Повышение температуры в аккумуляторном модуле было подтверждено теоретически и численно с использованием следующего уравнения:

$$ \ Delta T_ {c} = \ frac {M \ alpha} {{2f_ {i} S_ {p}}} $$

(35)

где \ (\ Delta {T} _ {c} \) — разница температур охлаждающей жидкости. M — количество батареек. α — тепло, выделяемое в ячейке в единицу времени. fi — расход воды на входе. Sp — удельная теплоемкость воды.

Рис. 69, 70 и 71 указывает распределение температуры на поверхности аккумуляторного модуля, охлаждающих пластинах и распределение давления в охлаждающих пластинах при использовании суррогатной оптимальной расчетной модели.Изолинии температуры и давления ясно показывают, что предложенная оптимальная конструкция БТМС снижает температуру в аккумуляторном модуле и снижает потери давления. Еще один тип экспериментальных и численных исследований, связанных с БТМС на основе мини-канала с водой в качестве теплоносителя, был проведен Liu et al. [109]. В этом исследовании мини-канал в форме дерева используется для управления тепловыми характеристиками призматической ячейки LIB с целью оптимизации максимальной температуры, разницы температур и срока службы батареи за счет использования одно- и многоцелевого генетического алгоритма (GA).Численное моделирование аккумуляторной батареи было выполнено с помощью Ansys-Fluent, связь давления и скорости была выполнена с помощью алгоритма SIMPLE, а схема дискретизации против ветра второго порядка использовалась для решения уравнений, определяющих поток жидкости. Результаты, полученные в результате этого исследования, показывают, что, используя древовидный мини-канал, тепловые характеристики аккумуляторной ячейки могут быть улучшены по сравнению с прямым мини-каналом. Такие параметры, как входная ширина и наклонный угол мини-канала древовидного типа, играют важную роль в улучшении теплопередачи при незначительном увеличении мощности накачки.

Рис. 69

Оптимизированное распределение температуры аккумуляторного модуля [141]

Рис. 70

Оптимизированное распределение температуры в охлаждающих плитах [141]

Рис. 71

Оптимальное распределение давления в охлаждающих плитах [141]

Рисунки 72a поясняет экспериментальную аппаратуру, использованную для изучения мини-канальных радиаторов в виде дерева, в то время как на рис. 72b показан один из типов дерева мини-каналов, используемых в этом исследовании, где d — входная ширина наклонного канала, а θ — угол наклона или наклонный угол. .Оба параметра d и θ будут иметь значительное влияние на теплопередачу. Рисунок 73a иллюстрирует результаты, полученные для максимальной температуры в аккумуляторном элементе с помощью многоцелевого GA, в сравнении с результатами CFD, и было обнаружено, что максимальная температура аккумуляторного элемента снизилась с помощью оптимального алгоритма. На рис. 73b, c показаны оптимальные результаты для перепада температур и перепада давления соответственно.

Рис. 72

a Экспериментальная установка для радиатора мини-канала в виде дерева, b мини-канала в виде дерева d Ширина на входе наклонного мини-канала, θ — наклонный угол [109]

Рис.73

a Оптимизация максимальной температуры аккумуляторной батареи, b Оптимизация перепада температур, c Оптимизация перепада давления [109]

Chen et al. [142] провели экспериментальное и численное исследование ячеек LIB, чтобы оптимизировать отклонение температуры, равномерность распределения температуры и стоимость перекачки с помощью конструкции. Оптимизация достигается за счет использования алгоритма MMDO. Мини-канальная охлаждающая пластина с водяным охлаждением зажата между двумя аккумуляторными элементами.Численное моделирование было выполнено с использованием программного обеспечения ICEM CFD и Fluent. Результаты этого исследования показывают, что, сохраняя ту же мощность на входе батареи, можно легко контролировать отклонение температуры и снижение температуры.

На приведенном выше рисунке 74 показано, как можно минимизировать максимальную температуру в аккумуляторном модуле, минимизировать отклонение в разнице температур и минимизировать потерю давления в мини-канальной охлаждающей пластине. Метод оптимизации, использованный в этом исследовании, дает лучший и простой способ улучшить тепловые характеристики BTMS.Deng et al. [143] выполнили численное моделирование LIB призматического типа для достижения оптимизации многоцелевых функций, таких как максимальная температура, отклонение температуры на поверхности и падение давления в канале потока, а также конструкция BTMS. Для достижения указанных выше целей был использован метод многокритериальной оптимизации, основанный на генетическом алгоритме. Использовалась разветвленная сеть охлаждающей пластины двухслойного типа, в которой в качестве теплоносителя течет вода. Численное моделирование было выполнено с помощью программного обеспечения STAR CCM +, а оптимизация конструкции была проведена с использованием суррогатной модели аппроксимации поверхности отклика (RSA).Наконец, по результатам этого исследования был сделан вывод, что использование перевернутой двойной раздвоенной охлаждающей пластины в LIB может снизить максимальную температуру поверхности батареи, уменьшить отклонение температуры и падение давления жидкости в части канала одновременно.

Рис. 74

Оптимизированная конструкция a Температурные контуры на симметричной поверхности мини-канала и аккумуляторного элемента, b температурные контуры на задней стороне аккумуляторного элемента, c Распределение давления в мини-канале [142]

By Определив стандартное отклонение температуры нижней поверхности батареи, можно легко спрогнозировать однородность температуры поверхности батареи, что является одной из целей оптимизации.{\ prime}}}}} $$

(36)

где \ ({T} _ {\ alpha t} \) — отклонение температуры нижней поверхности холодной пластины, \ ({A} _ {b} \) площадь нижней поверхности холодной пластины, \ (T \) — температура, \ ({T} _ {avg} \) — среднее значение температуры на нижней поверхности, t — толщина пластины цоколя, A ‘- площадь поверхности контакта между холодной пластиной и поверхностью батареи. Падение давления в части проточного канала определяется как

$$ P_ {drop} = P_ {продольный} — P_ {local} $$

(37)

где Pdrop — перепад давления на входе и выходе из канала, Продольный перепад давления в продольном направлении канала, Plocal локальный перепад давления в поворотных участках и переменные площади поперечного сечения канала.{4}}} м_ {j} $$

(38)

где \ ({P} _ {j} \) — перепад давления в канале j, \ (\ gamma \) — кинематическая вязкость жидкости. dh — гидравлический диаметр, mj — массовый расход. \ ({l} _ {j} \) — длина канала j.

На рисунке 75 показано сравнение температуры поверхности и скорости потока теплоносителя в канале. Было четко указано, что концентрация горячих точек на выходе из канала больше для змеевидного канала, а также для реверсивной двухслойной холодной пластины, но конструкция двухслойного раздвоенного канала может быть легко изменена, чтобы избежать областей концентрации температуры.При этом из профилей скорости был сделан вывод, что использование раздвоенной сети каналов приводит к меньшему перепаду давления по сравнению с серпантином и прямыми каналами. В еще одном исследовании Deng et al. [144] провели численное моделирование прямоугольного аккумуляторного элемента с охлаждающими пластинами, встроенными в листообразный раздвоенный сетевой мини-канал, чтобы оптимизировать конструкцию охлаждающих пластин и снизить максимальную температуру, отклонение температуры и падение давления. Использовалась многокритериальная оптимизация на основе генетического алгоритма, тогда как моделирование проводилось с помощью программного обеспечения STAR CCM +.Мини-канал с листовой сеткой, по которой течет вода, был использован для улучшения тепловых характеристик батареи. Результаты этого исследования показывают, что такие конструктивные параметры, как ширина основного канала, количество выходных каналов, массовый расход и соотношение ширины симметричного бифуркационного канала, оказывают значительное влияние на отвод тепла от охлаждающей пластины. {5}}} $$

(39)

где \ ({P} _ {\ left (drop \ right) j} \) падение давления в j канале, \ ({m} _ {\ left (in \ right) j} \) массовый расход на входе в j канал, \ ({l} _ {j} \) — длина канала j, dj — гидравлический диаметр канала j.{2}}} {\ varepsilon} $$

(40)

где \ ({\ mu} _ {turb} \) — динамическая турбулентная вязкость, \ ({\ rho} _ {l} \) — плотность жидкости, \ (\ varepsilon \) — скорость турбулентной диссипации, Ki — турбулентная кинетическая энергия и \ ({C} _ {\ mu} — \) эмпирический коэффициент.

Рис. 75

a Контуры температуры и скорости в двухслойной раздвоенной сети каналов, b Контуры температуры и скорости в змеевидном канале, c Контуры температуры и скорости в прямом канале [143]

На рисунке 76 показаны схема разветвленного сетевого канала листового типа с входными и выходными участками.На рисунке 77 показаны температурные контуры в разветвленном сетевом канале в форме листа для различного соотношения ширины. С уменьшением пути канала область горячей точки расширяется. Падение давления в части канала уменьшается с уменьшением отношения ширины. Shang et al. [145] экспериментально и численно оптимизировали конструкцию модуля LIB для достижения нескольких целей, таких как снижение максимальной температуры, разница температур между элементами батареи и мощность накачки.Для оптимизации проектных параметров (температура охлаждающей жидкости на входе, массовый расход и ширина охлаждающей пластины) принята схема ортогональных испытаний. Охлаждающие пластины расположены в нижней части аккумуляторного элемента, через который будет течь смесь гликоля и воды. Численное моделирование, основанное на схеме конечных объемов, выполняется с использованием имеющегося в продаже программного обеспечения CFD. Полученные результаты показывают, что существует оптимальное значение для температуры охлаждающей жидкости на входе, ширины охлаждающей пластины и массового расхода, при котором максимальная температура и мощность накачки могут быть уменьшены с большей однородностью температуры в модуле батареи. {2}} \ right) + q_ {vol} \ left ({r_ {c} + \ frac {{t_ {p}}} {{C_ {p}}} + \ frac {1} { h}} \ right) + T_ {inlet} + \ frac {{q_ {vol} w_ {c} y}} {{\ rho_ {k} VL_ {half}}} $$

(42)

где T — распределение температуры перпендикулярно охлаждающей пластине, \ ({r} _ {c} \) — тепловое контактное сопротивление, \ ({t} _ {p} \) — толщина охлаждающей пластины, \ ({C} _ {p} \) — теплопроводность охлаждающей пластины, \ ({T} _ {inlet} \) температура охлаждающей жидкости на входе, \ ({\ rho} _ {k} \) — плотность охлаждающей жидкости, \ ( V \) — вектор скорости теплоносителя, \ ({L} _ {half} \) — половина ширины канала охлаждения.

На рисунке 78 показаны профили температуры в аккумуляторном модуле для разной температуры охлаждающей жидкости на входе и фиксированной ширины охлаждающей пластины, и было замечено, что с увеличением температуры на входе максимальная температура в модуле батареи снижается, но существует оптимальное значение температуры на входе. что составляет 21 ° C. В еще одном исследовании Shang et al. [145] предложили несколько факторов, которые играют очень важную роль в терморегулировании модуля LIB с жидкостным охлаждением. Основное внимание уделялось оптимизации конструктивных параметров конструкции, таких как температура охлаждающей жидкости на входе, ширина охлаждающей пластины и массовый расход.Оптимизация проводилась по схеме ортогонального тестирования. Результаты, полученные в результате этого исследования, показывают, что температура внутри аккумуляторного модуля прямо пропорциональна температуре охлаждающей жидкости на входе, но обратно пропорциональна ширине охлаждающей пластины.

Рис.78

Температурные контуры в аккумуляторном модуле при постоянной ширине охлаждающей пластины и изменяющейся температуре на входе a температура на входе = 15 ° C, b температура на входе = 18 ° C, c температура на входе = 21 ° C , d Температура на входе = 24 ° C [145]

Рис.79 показывает, что с изменением температуры охлаждающей жидкости на входе температура в аккумуляторном модуле также изменяется, и существует оптимальное значение температуры на входе (18 ° C), при котором температура внутри аккумуляторного модуля снижается. Wang et al. [146] провели экспериментальное и численное исследование цилиндрических ячеек LIB, образующих большой модуль для оптимизации конструктивных параметров при жидкостном (водяном) охлаждении, таких как скорость охлаждающей жидкости на входе, угол смачивания и количество каналов. Основная цель — определить влияние этих проектных параметров на максимальную температуру аккумуляторного модуля и максимальную разницу температур в модуле.Оптимизация этих параметров проводилась с помощью однофакторного анализа в сочетании с ортогональным тестом. Численное моделирование было выполнено с помощью Ansys-Fluent. Результаты этого исследования показывают, что контактный угол играет очень важную роль в регулировании максимальной температуры и разницы температур в модуле батареи, в то время как скорость на входе оказывает номинальное влияние, а количество каналов имеет наименьшее влияние. На рисунке 80 показано влияние разного угла смачивания (ϕ) на поведение температуры в модуле батареи, и было обнаружено, что с увеличением угла смачивания температура в модуле батареи снижается из-за увеличения площади контактной поверхности.На рисунке 81 показано влияние угла контакта на максимальную температуру и разность температур в модуле батареи, и из рисунка видно, что с увеличением угла контакта максимальная температура и разница температур в модуле уменьшаются.

Рис. 79

Изменение максимальной температуры и разницы температур в зависимости от температуры охлаждающей жидкости на входе [145]

Рис. 80

Влияние угла смачивания на температурные характеристики аккумуляторного модуля при a ϕ = 20 °, b ϕ = 40 °, c ϕ = 60 °, d ϕ = 80 ° [146]

Рис.81

Изменение максимальной температуры и разности температур для разного угла смачивания [146]

Xu et al. [147] использовали экспериментальный и численный метод оптимизации максимальной температуры и разницы температур в пакете LIB, закрепленном с охлаждающей пластиной в его нижней части. Конструкция охлаждающей пластины изменена за счет фиксации количества разделителей на пути потока охлаждающей жидкости. Оптимизация достигается с помощью процедуры проектирования ортогональных испытаний, а численное моделирование выполняется с помощью программного обеспечения моделирования FloEFD.Были изменены пять конструктивных параметров разветвителя, таких как количество разветвителей, острый угол разветвителя, длина разветвителя, расстояние между двумя разделителями и расстояние смещения. Результаты этого исследования показывают, что с увеличением количества разветвителей разница температур между элементами батареи становится более равномерной. На рис. 82 показано расположение разделителей внутри канала охлаждающей пластины, через который протекает водяной хладагент, где N указывает количество разделителей, α — острый угол, L — длина, d1 — расстояние между разделителями, а d2 — расстояние смещения.На рисунке 83 показано поведение температуры внутри аккумуляторной батареи, закрепленной охлаждающей пластиной с несколькими разделителями. Замечено, что температура на заднем конце аккумуляторной батареи повышается из-за уменьшения теплопроводности хладагента в этой области.

Рис. 82

Расчетные параметры разделителя в охлаждающей пластине [147]

Рис. 83

Температурные контуры в аккумуляторном блоке [147]

Deng et al. [148] выполнили экспериментальное и численное моделирование призматического блока ячеек LIB с холодными пластинами, помещенными между двумя соседними элементами батареи, чтобы оптимизировать максимальную температуру, максимальную разницу температур и перепад давления.Для получения оптимизации использовали многоцелевой генетический алгоритм сортировки без доминирования-II (NSGA-II). Для численного решения основных уравнений использовалось коммерческое программное обеспечение гидродинамики STAR-CCM +. Холодная пластина, использованная в этом исследовании, представляла собой симметричный двухслойный реверсивный бифуркационный канал. Наконец, по результатам этого исследования был сделан вывод, что увеличение толщины каналов и соотношение их длины сильно влияют на тепловые характеристики аккумуляторной батареи. В Таблице 12 представлены все детали оптимизации и BTMS с использованием мини-канального водяного охлаждения.

Таблица 12 BTMS на основе водяного хладагента с мини-каналом

Критический обзор систем терморегулирования литий-ионных аккумуляторов в электромобиле с его электронным блоком управления и инструментами оценки

34. Лу Зи, Мэн ХЗ, Вэй ЛК и др. al. Температурное управление

плотно упакованной батареи электромобиля со стратегией принудительного воздушного охлаждения —

гига. Энергетические процедуры 2016; 88 (Дополнение C): 682–688.

35. Песаран А.А. Тепловые модели аккумуляторных батарей для гибридных автомобилей

моделирования.J Power Sources 2002; 110 (2): 377–382.

36. Bao Y, Fan Y, Chu Y, et al. Экспериментальное и численное исследование

по тепловому и энергетическому менеджменту для быстрой зарядки литий-ионной аккумуляторной батареи

с воздушным охлаждением. J

Energy Eng 2019; 145 (6): 04019030.

37. Yu X, Lu Z, Zhang L, et al. Экспериментальное исследование тепловых характеристик транзистора

, расположенного в шахматном порядке литий-ионной аккумуляторной батареи

со стратегией воздушного охлаждения. Int J Heat

Mass Transfer 2019; 143: 118576.

38. Иванов Д.А., Великорецкий А.А., Некрасов А.С. и др.

Литий-ионные аккумуляторы с принудительным воздушным охлаждением: моделирование

и лабораторные испытания. Int J Eng Adv Technol 2019; 9 (1):

5552–5558.

39. Fan Y, Bao Y, Ling C, et al. Экспериментальное исследование характеристик управления температурой

воздушного охлаждения для цилиндрических литий-ионных батарей с высокой плотностью энергии

. Заявление

Therm Eng 2019; 155: 96–109.

40. Чжоу Х., Чжоу Ф., Сюй Л. и др.Тепловые характеристики цилиндрической литий-ионной батареи

Система управления температурой

tem на основе воздухораспределительной трубы. Int J Heat Mass

Передача 2019; 131: 984–998.

41. Jiaqiang E, Yue M, Chen J, et al. Влияние различных стратегий воздушного охлаждения

на эффективность охлаждения модуля литий-ионной батареи

с перегородкой. Appl Therm Eng

2018; 144: 231–241.

42. Чен К.Х., Хан Т., Халиги Б. и др. Концепции воздушного охлаждения

для литий-ионной аккумуляторной батареи на уровне элементов.В: ASME 2017 heat

Transfer Summer Conference 2017 9–12 июля 2017 г., Bellevue,

WA, США. Нью-Йорк: Американское общество механиков

Цифровая коллекция инженеров. DOI: 10.1115 / HT2017-

4701.

43. Na J и Cho H. Анализ воздушного потока и охлаждающего эффекта

в зависимости от количества направляющих ребер в аккумуляторном модуле.

Int J Appl Eng Res 2017; 12 (6): 908–911.

44. Чой Ю.С. и Кан Д.М. Прогнозирование теплового поведения

литий-ионной аккумуляторной системы с воздушным охлаждением для гибридных электромобилей

.J Power Sources 2014; 270: 273–280.

45. Нельсон П., Дис Д., Амин К. и др. Моделирование теплового

управления литий-ионными батареями PNGV. J Power

Sources 2002; 110 (2): 349–356.

46. Цзи И и Ван Си. Стратегии нагрева литий-ионных аккумуляторов

работали от отрицательных температур. Электрохим Акта

2013; 107: 664–674.

47. Chen P, Lu Z, Ji L, et al. Разработка схемы управления низкотемпературным зарядным нагревателем

силовой батареи на основе

реальных приложений автомобиля.В: 2013 IEEE Vehicle

Power and Propulsion Conference (VPPC) 2013, 15–18

October 2013, Пекин, Китай. С. 1–6. Пекин: IEEE.

DOI: 10.1109 / VPPC.2013.6671673.

48. Xie J, Zang M, Wang S, et al. Исследование по оптимизации

конструкции теплоотвода жидкостного охлаждения для литий-ионного аккумулятора

в электромобилях. Proc Inst

Mech Eng, Часть D: J Automob Eng 2017; 231 (13): 1735–

1750.

49.Чжао Р., Чжан С., Гу Дж. И др. Экспериментальное исследование терморегулирования литий-ионного аккумулятора

с использованием гибких гидрогелевых пленок

. J Power Sources 2014; 255: 29–36.

50. Чжан С., Чжао Р., Лю Дж. И др. Исследование пассивной системы терморегулирования на основе гидрогеля

для литий-ионных аккумуляторов

. Энергия 2014; 68: 854–861.

51. Хуанг Дж., Шоай Найни С., Миллер Р. и др. Разработка

системы теплового управления аккумуляторной батареей на основе тепловых труб

для гибридных электромобилей.Proc Inst Mech Eng, Часть D:

J Automob Eng 2020; 234 (6): 1532–1543.

52. Ян XH, Тан С.К. и Лю Дж. Управление температурным режимом литий-ионной батареи

с жидким металлом. Energy Convers Manage

2016; 117: 577–585.

53. Хо Ю. и Рао З. Численное исследование терморегулирования цилиндрической батареи на основе жидкости nano-

с использованием метода Больцмана на решетке

. Int J Heat Mass Transfer

2015; 91: 374–384.

54. Сефидан А.М., Соджоуди А. и Саха СК.Охлаждение цилиндрических литий-ионных аккумуляторов на основе наножидкости

осуществляется принудительным потоком воздуха. Int J Therm Sci 2017; 117: 44–58.

55. Хунг Й.Х., Чен Дж.Х. и Тэн Т.П. Технико-экономическое обоснование

системы термоменеджмента для экологически чистых источников энергии

с использованием наножидкости. J Nanomater 2013; 2013: 11. 321261.

DOI: 10.1155 / 2013/321261.

56. Bandhauer TM и Garimella S. Пассивная, внутренняя тер-

система управления неисправностями для аккумуляторов с использованием микромасштабов

жидкостно-парофазного перехода.Appl Therm Eng 2013; 61 (2):

756–769.

57. Deng T, Zhang G, Ran Y, et al. Тепловые характеристики литий-ионной аккумуляторной батареи

при использовании охлаждающей пластины. Appl Therm

Eng 2019; 160: 114088.

58. Рао З. и Чжан Х. Исследование характеристик управления температурой —

клиновидных микроканалов для прямоугольных литий-ионных батарей

. Int J Energy Res 2019; 43 (8):

3876–3890.

59. Li W, Zhuang X и Xu X. Численное исследование новой системы терморегулирования батареи

для призматического модуля ионной батареи Li-

.Энергетические процедуры 2019; 158: 4441–

4446.

60. Малик М., Динсер И., Розен М.А. и др. Оценка тепловых и электрических

трех последовательно соединенных литий-ионных аккумуляторов

в блоке с жидкостным охлаждением. Appl Therm Eng

2018; 129: 472–481.

61. Mohammadian SK, He YL и Zhang Y. Внутреннее охлаждение —

литий-ионная батарея с использованием электролита в качестве хладагента

через микроканалы, встроенные в электроды. J

Источники энергии 2015; 293: 458–466.

62. Тонг В., Сомасундарам К., Биргерссон Э. и др. Numeri-

cal. Исследование водяного охлаждения для литий-ионного бипо-

-ларного аккумуляторного блока. Int J Therm Sci 2015; 94: 259–269.

63. Джин Л.В., Ли П.С., Конг XX и др. Ультратонкий миниканал

LCP для управления температурным режимом аккумуляторной батареи электромобиля. Appl Energy

2014; 113: 1786–1794.

64. Йео К., Тенг Х., Теллиез М. и др. Термический анализ системы литий-ионных аккумуляторов

с непрямым жидкостным охлаждением с использованием метода конечных элементов

.SAE Int J Altern Power-

поезда 2012 г .; 1 (1): 65–78.

65. Ван Гилс Р.В., Данилов Д., Ноттен PH и др. Батарея термо-

mal управление кипящим теплоносителем. Energy Con-

vers Manage 2014; 79: 9–17.

66. Система терморегулирования литий-ионных аккумуляторов Myers M.

системы с использованием гибких графитовых теплоотводов. Докторская диссертация —

, Государственный университет Огайо, Колумбус, Огайо.

67. Wu MS, Liu KH, Wang YY, et al.Тепловыделение

Конструкция

для литий-ионных аккумуляторов. J Power Sources 2002;

109 (1): 160–166.

68. Фан Л., Ходадади Дж. М. и Песаран А. А.. Параметрическое исследование

по управлению температурным режимом модуля литиево-ионной батареи

с воздушным охлаждением для подключаемых гибридных электромобилей. J

Источники энергии 2013; 238: 301–312.

22 Proc IMechE Part D: J Automobile Engineering 00 (0)

Поврежденные литий-ионные батареи: хранение и транспортировка

От крошечных никель-кадмиевых кнопочных батарей до аккумуляторных блоков питания для инструментов и электроники — вы, вероятно, используете и храните много батарей для повседневной работы на своем предприятии.Но по мере того, как новые типы батарей выходят на рынок и используются в промышленности, может потребоваться разработка и пересмотр методов безопасного хранения, использования и обращения.

Литий-ионные (Li-ion) аккумуляторы

являются одним из примеров этих новых аккумуляторных технологий. Они легкие, обладают высокой плотностью энергии и могут заряжаться много раз. Помимо электроники и фонарей, литий-ионные аккумуляторы используются в портативных инструментах и ​​даже в транспортных средствах.

Литий-ионные аккумуляторы

содержат анод, катод и электролит.Эти компоненты расположены внутри корпуса, что позволяет батарее нормально функционировать. Но при неправильном хранении или неправильном обращении аккумулятор может стать опасным.

Из этой статьи вы узнаете, как обращаться, хранить, отправлять и утилизировать поврежденные литий-ионные батареи. Он также предоставит справочную информацию об опасностях, связанных с литий-ионными аккумуляторами, и несколько советов о том, как предотвратить повреждение аккумулятора.

Уход за поврежденными, неисправными, сломанными или отозванными литий-ионными аккумуляторами

Как хранить поврежденные литий-ионные батареи

Поврежденные литий-ионные батареи могут привести к утечке электролита, поэтому важно носить соответствующие средства индивидуальной защиты (очки, перчатки, фартук и т. Д.).) во время обращения. Для безопасного хранения в ожидании надлежащей утилизации поместите аккумулятор в контейнер с песком или другим химически инертным амортизирующим материалом. Не выбрасывайте поврежденные батареи в обычные мусорные контейнеры или контейнеры для вторичной переработки.

Утилизация поврежденных литий-ионных батарей

Являются ли литий-ионные батареи опасными отходами?

Когда литий-ионные батареи находятся на вашем предприятии, EPA классифицирует их как универсальные отходы (вы также можете управлять ими как опасными отходами, регулируемыми RCRA).Когда с ними обращаются как с универсальными отходами, их нужно отправлять на переработку, а не на свалку.

DOT также может влиять на то, как вы управляете своими литий-ионными батареями. После того, как ваши литий-ионные аккумуляторы будут установлены в док-станцию ​​и вы осуществите транспортировку, вам необходимо соблюдать правила DOT по опасным материалам.

Литий-ионные батареи, поврежденные при транспортировке

Мы часто слышим от клиентов вопрос: «Как утилизировать сломанную литий-ионную батарею?» Поврежденные, дефектные, сломанные и отозванные литий-ионные батареи должны быть надлежащим образом упакованы и отправлены, чтобы они не создавали проблем с безопасностью во время транспортировки.Предприятия, предлагающие эти батареи для транспортировки, должны соблюдать положения 49 CFR 173.185 при подготовке этих элементов к отправке.

Эти положения можно выполнить, приняв такие меры, как использование контейнера с крышкой, имеющего рейтинг ООН, наклеивание знака опасности класса 9 и окружение упакованной батареи вермикулитом. Груз должен быть помечен соответствующей транспортной этикеткой ООН и другой необходимой маркировкой.

Опасности для литий-ионной батареи

Мы часто слышим два вопроса: «Что произойдет, если вы сломаете литий-ионный аккумулятор?» и «Чем опасны литий-ионные батареи?»

Разбитые или треснувшие корпуса могут пропускать влагу и кислород в аккумулятор и окислять литиевые компоненты, вызывая тепловую реакцию.Это может привести к пожару или взрыву. Перегрев, перезарядка и удар от падения или раздавливания также могут вызвать тепловые реакции.

Литий-ионные аккумуляторы

, которые перегреваются, имеют запах, обесцвечиваются, деформируются, вздуваются или разбухают, должны быть немедленно изъяты из эксплуатации и изолированы.

Сгорел литий-ионный аккумулятор

Перезаряженные, перегретые и поврежденные литий-ионные аккумуляторы могут загореться, поскольку литиевые компоненты аккумулятора подвержены окислению.Электролит в батарее, который обычно состоит из солей лития и органических растворителей, также легко воспламеняется. Возгорание литий-ионных аккумуляторов трудно потушить, и при этом могут выделяться раздражающие пары и токсичные пары.

Зоны, где хранятся и используются литий-ионные аккумуляторы, должны быть оборудованы огнетушителями класса D, а сотрудники, которые будут бороться с зарождающимся возгоранием литий-ионных аккумуляторов, должны быть обучены использованию огнетушителей. Также можно использовать сухие химические и пенные огнетушители.Как и в случае любого пожара, если он перешел в начальную стадию, с ним следует бороться обученной пожарной бригадой или группой пожарного реагирования.

Часто задаваемые вопросы по обращению и хранению литий-ионных батарей

Какие советы по безопасному обращению с литий-ионными аккумуляторами?

Неправильное обращение может вызвать повреждение аккумуляторов, что может привести к перегреву, возгоранию или взрыву. Вот наши советы по правильному обращению с литий-ионными батареями:

Do:

• Извлеките батареи из устройств, которые не будут использоваться в течение длительного времени
• Держите батареи подальше от источников электромагнитного излучения
• Сохраняйте батареи в целости и сохранности
• Изолируйте батареи с признаками повреждения

Запрещается:

• Падение или раздавливание аккумуляторной батареи
• Используйте вздутые, помятые, раздутые, протекающие или поврежденные батареи
• Проколите батарейный отсек
• Переделать аккумулятор любым способом

Как следует хранить литий-ионные батареи?

Правильное хранение предотвращает повреждение батарей и продлевает срок их службы (обычно 1-3 года).Соблюдайте следующие правила хранения аккумуляторов:

Do:

• Хранить в хорошо вентилируемых помещениях
• Хранить при температуре от 40 ° F до 80 ° F
• Хранить вдали от прямых солнечных лучей и источников тепла
• Избегать замерзания
• Держите клеммы закрытыми, когда аккумулятор не используется
• Предотвратить соприкосновение терминалов друг с другом
• Беречь от высоких температур

Запрещается:

• Совместимость с другими типами аккумуляторов
• Магазин свободно
• Дать батареям намокнуть
• Хранить в транспорте
• Хранить в местах с резкими перепадами температур
• Магазин в горячих точках

Как удалить разлившуюся литий-ионную батарею?

Если электролит из поврежденной литий-ионной батареи вытечет из аккумуляторной батареи, он может представлять опасность для всех, кто находится поблизости, и для тех, кто будет реагировать на разлив.При ликвидации разливов литий-ионных аккумуляторов соблюдайте следующие меры предосторожности и процедуры:

• Изолировать и проветрить помещение
• Носите соответствующие СИЗ (очки, перчатки, фартук и т. Д.).
• Держите подходящий огнетушитель в пределах досягаемости
• Поместите аккумулятор в емкость с песком или другим химически инертным амортизирующим материалом, например вермикулитом
• Используйте инертные нецеллюлозные абсорбенты для очистки пролитого электролита
• Поместите использованные абсорбенты и СИЗ в герметичный пакет и обратитесь к специалисту по охране окружающей среды или отгрузке для правильной утилизации батареи и абсорбентов.
• Не выбрасывайте батареи или использованные абсорбенты в обычные мусорные контейнеры или контейнеры для вторичной переработки.

Литий-ионные батареи

имеют много преимуществ перед традиционными щелочными батареями и батареями других типов.При правильном хранении, обращении и использовании они также имеют более длительный срок службы, чем другие батареи, и обладают большей мощностью. Установление и соблюдение безопасных процедур хранения, обращения и использования этих батарей поможет предотвратить пожары и взрывы. Обучение сотрудников распознаванию опасностей, связанных с литий-ионными и другими типами аккумуляторов, а также правильному обращению с ними, хранению и обращению с ними, поможет избежать повреждения аккумуляторов, пожаров и взрывов.

Батареи и водородная технология: ключи к экологически чистой энергии будущего — Анализ

Прежде чем брать на себя обязательства по поддержке производства электролизеров, правительства могут по понятным причинам узнать, возрастет ли спрос на чистый водород в новых областях, таких как транспорт, производство чугуна и стали или строительный сектор.Водород не оправдал высоких ожиданий в прошлом, и нет чугунной гарантии, что это произойдет в будущем.

Тем не менее, инвестиции в производство электролизеров представляют собой значительную возможность для пакетов стимулов. Поддержка электролизеров, вероятно, сама по себе создаст определенный экономический стимул, поскольку альтернативой является продолжение использования существующего производства водорода из природного газа, которое не дает нового экономического стимула. Кроме того, поддержка электролизеров обеспечивает косвенную поддержку для сектора энергетики — и, если она хорошо спроектирована, для отрасли возобновляемых источников энергии — поскольку она обеспечивает потенциальный дополнительный рост спроса на электроэнергию.

Даже если новый спрос на водород от электролизеров не будет удовлетворен в краткосрочной перспективе, все еще есть возможности для немедленного удовлетворения. Электролизеры можно использовать для очистки существующих запасов водорода в промышленных кластерах, таких как порты, где находится большая часть сегодняшнего мирового производства водорода. И, как указано в нашем отчете за 2019 год The Future of Hydrogen , , новый спрос может быть создан напрямую, например, путем введения требования смешивания водорода в трубопроводах природного газа.

Это создаст надежный спрос на чистый водород и в то же время снизит интенсивность выбросов при поставках природного газа. Если бы водород был добавлен ко всему природному газу в Европейском союзе всего на 5% по объему, спрос на низкоуглеродный водород увеличился бы на 2,5 миллиона тонн водорода в год. Если бы это было обеспечено электролизерами, то потребовалось бы почти 25 ГВт мощности электролиза воды.

Возможности для электролизеров могут быть расширены, если стимулирующие меры для поддержки производства будут сопровождаться политикой поддержки нового спроса на водород.Во многих странах разрабатываются дорожные карты, чтобы обозначить возможности для водорода. Стандарты низкоуглеродного топлива, субсидии на закупку и налоговые льготы — все это способы стимулировать спрос в краткосрочных областях, таких как автобусные, грузовые или такси. Между тем, стандарты маркировки, политика экологичных закупок и финансовые преимущества для проверенной аудитом устойчивой стали могут поддержать внедрение электролизеров в черной металлургии.

.